“碳达峰、碳中和”背景下化工行业面临的机遇与挑战

韩玉

（天津四十二站检测技术有限公司，天津，300384）

2020年9月，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会上提出:“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”不仅如此，2020年12月在北京召开的中央经济工作会议，也将“做好碳达峰、碳中和工作”确定为2021年八大重点任务之一。

“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”。而“碳达峰”则指的是碳排放进入平台期后，进入平稳下降阶段。

1997年问世以来，“碳中和”的概念在西方逐渐走红，实现了从“前卫”到“大众”的转变。2018年10月，联合国政府间气候变化专门委员会发布报告，呼吁各国采取行动，为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。为实现这一目标，需要在土地、能源、工业、建筑、运输和城市领域展开快速和深远的改革[1]。

全球变暖是人类的行为造成地球气候变化的后果。“碳”就是石油、煤炭、木材等由碳元素构成的自然资源。“碳”耗用得多，导致地球暖化的元凶“二氧化碳”也制造得多。随着人类的活动，全球变暖也在改变着人们的生活方式，带来越来越多的问题。

目前全世界已有120多个国家正在考虑或已经提出“碳中和”排放目标。2021年1月美国总统拜登签署《关于保护公众健康和环境以及恢复科学应对气候危机的行政命令》，提出了美国在2050年前实现100%清洁能源和净零排放的目标。2020年3月，欧盟提出将到2050年温室气体净零排放的目标纳入法律。随后，南非、日本、韩国和加拿大也相继出台政策宣布实现净零碳排放。

从最近的新能源汽车频繁投入市场，再到浩浩荡荡的可降解塑料投资大军，以及新能源电池的研发和生产，不断向市场传递着一种信号，那就是中国正在努力实现“碳中和”这个终极目标。

碳排放的来源主要包括煤炭、石油、天然气与工业过程，根据Carbon Brief统计的结果显示，2018年中国碳排放已经达到100亿吨的规模，位居全球第一位。其中煤炭消费排放为73亿吨、石油消费排放15亿吨、水泥生产排放7亿吨、天然气排放5亿吨（见图1）。2019年全球二氧化碳排放量最高的五个国家分别是中国、美国、印度、俄罗斯和日本，其中中国2019年二氧化碳排放量居全球首位，占全球总排放量的28%；美国居次席，占全球总排放量的15%。

目前中国对小型煤矿采取关停等一系列举措，同时加大力度将一次性能源结构向清洁能源迁移，在一定程度上缩减了煤炭加工产业链中产生的碳排放，但在《气候战略研究简报》统计的数据表明，煤炭仍占到最大的碳排放比重（见图2）。另外，随着煤化工产业的蓬勃发展，特别是传统煤化工的规模化仍存在的前提下，新型煤化工的发展，又进一步加重了碳排放的规模。

中国是富煤缺油少气的能源结构，不平衡的能源结构带来了不平衡的碳排放结构。化工行业是承接自然界原料和下游终端消费品的重要纽带，其对于国家经济体的重要性不言而喻，这也是众多发达国家至今仍致力发展化工行业的原因之一，而中国是制造大国，化工行业自然成为整体中的重要一环。在我国朝“双碳”目标前进的过程中，化工行业的能源消费结构也将面临调整。在“双碳”能耗双控的政策背景下，单吨生产能耗更高的化工产品将率先面临产能重新调整的挑战，行业内的众多落后产能或将由于生产设备和单位能耗指标限制受到发展制约。但从长期角度看，“双碳”政策或将推动新一轮化工行业“自上而下”的供给侧改革，落后产能的出清将促进行业集中度进一步提升[2]。

（一）现代煤化工

化工三大原料中，煤炭是我国最为丰富的资源。煤炭的富足也催生了中国化工行业的不平衡能源处理方式，煤燃料、煤焦化、煤制烯烃、煤制芳烃、煤制油、煤制氢、煤制甲醇等行业，目前都处于供应相对过剩的现状，快速的发展让煤化工行业十分壮大，但也出现了巨大的碳排放。据中国煤炭工业协会发布的《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见（征求意见稿）》中的数据显示，截至2019年，我国已建成煤制油产能921万吨、煤制气产能51亿立方米、煤制烯烃产能1,362万吨、煤制甲醇6,000万吨左右、煤制乙二醇产能478万吨。

为了降低对原油的依赖程度，以煤为原料的煤化工近十年发展较为迅速，但是高端产品技术却难以突破。未来“双碳”政策压力将推动现代煤化工走高端化、清洁化、市场化路线。通过带有约束条件的发展优化产业结构，一方面将不断提升工艺技术水平，提高煤炭中碳的使用效率，降能减排，减少碳排放相关成本。另一方面，向下延伸产业链，提升产品的附加值，降低单位产值的能耗成本[3]。

华鲁恒升作为中国典型的煤化工企业，他们在对技术不断创新、吸收的过程中，掌握了清洁煤气化技术，已经形成了以煤炭为原料，多点化工品下游的创新模式。因此利好具有技术优势及拥有全产业链、可以获得产品高附加值的企业，充分发挥现有项目的创造潜力，同时引进国际国内的新工艺、新技术，聚焦核心技术攻关，把产品创新作为产业结构调整的龙头，提升产品价值链。

（二）石油化工

目前国内随着新能源车市场占有率的提升，国内成品油需求或将承压，原油消费量的增速也在不断提升。随着国内以油品为主的落后老旧炼油产能逐步出清，占比出现下滑，且英国石油公司、荷兰壳牌公司、埃克森美孚等国外石油巨头已宣布关停全球范围内多家落后炼厂，预示着传统的油品型炼厂或将逐步退出历史舞台，而以生产化工品为主的“小油头大化工”民营大炼化企业或将由此迎来良好的发展机遇。

以生产化工品为主的民营炼化企业，受成品油需求减缓的影响较小，因此少油多化的民营大炼化龙头企业有望进一步增强化工品的研发实力，稳固行业龙头地位，向平台型化工巨头迈进。

（三）氯碱化工

近年来，我国的氯碱化工主要以纯碱、烧碱和电石-PVC等为主，它们均是单位生产能耗高的化工品，也是能耗双控政策重点关注的对象。根据国家统计局披露的数据显示，2020年中国化工行业的电能消耗，占到了全国总消耗量的30%，是消耗量最大的行业（见图3）。化工行业中的电能消耗，主要来自化工原料生产，以及终端制品的加工生产环节。

2021年3月，内蒙古实施“十四五”能耗双控新政，提出了较为严厉的“十四五”能耗控制目标，打响了全国“碳中和”政策落地第一枪。在《2021年政府工作报告》和《关于确保完成“十四五”能耗双控目标任务若干保证措施（征求意见稿）》中明确规定，从2021年起不再审批焦炭、电石、PVC、合成氨、乙二醇、烧碱、纯碱、磷铵等新增产能项目，确有建设的需要在区内实施产能和能耗减量置换。

在“双碳”能耗管控下，众多零散产能由于生产设备和单位能耗指标的限制而受到发展制约。由于氯碱化工行业产能十分分散、集中度低，预计在“碳中和”催生的供给侧改革中将会出清大批落后产能，龙头企业将凭借成本和规模优势脱颖而出[4]。

（四）可降解塑料

我国是一次性塑料制品消耗大国，且随着快递和外卖行业的发展，每年一次性塑料制品的消耗量更是快速增长，为生态环境造成了巨大压力。2020年7月10日，国家发改委、生态环境部、商务部等9部委联合下发了《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》，要求地方严格落实《关于进一步加强塑料污染治理的意见》。从2021年1月1日起，“限塑令”正式升级为“禁塑令”。

可降解塑料可以在相对较短的时间内自主降解成无污染的小分子，性能与不可降解塑料相近，无论从环境保护、开发利用可再生资源，还是合成特殊性能的高分子材料出发，均符合可持续发展战略的要求。其中以PLA（聚乳酸）和PBAT（聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯）为主的生物降解塑料是目前可降解塑料中的主流应用[5]。据中研普华产业研究院统计测算，2019年我国塑料制品累计产量8184万吨，塑料薄膜产量达1594.62万吨。相比之下，2019年生物降解塑料消费量仅为52万吨。受高成本以及技术壁垒较高的影响，可降解塑料仍处于推广阶段。目前多家上市公司已加快入局步伐，扩大相关替代品产能、布局包含原材料生产的完整产业链。未来随着人们环保意识的逐渐加强，以及相关政策引导，预计可降解塑料发展前景广阔。

（五）新能源、新材料

我国能源消耗目前主要以高排放的煤为主，在“双碳”战略下，我国需在能源的供给端和消费端均进行结构转型。能源供给方面，新能源领域将会获巨大发展良机，这也将带动相关上游材料的增长。尤其是高价值的生物基新材料，具有“节流”作用的化学保温材料等降耗减排材料，风、电、光、电、氢能等清洁能源相关化工材料将迎来长期发展机会[5]。从近期中国规模化的企业投资方向来看，很多有实力的化工企业，在纷纷向新能源行业靠拢。

（六）回收二氧化碳

全球工业化进程的加快使二氧化碳排放量越来越大，并给环境带来危害，而石油、煤炭资源的日渐枯竭也需要有新的碳源及时补充，因此世界各国十分重视开发相应的二氧化碳回收以及净化和再利用技术。美国Brookhaven国家实验室的研究人员正在开发催化剂，有望将过多的温室气体转化成有用的化学品。研究人员指出，不能只依赖于化学工业利用二氧化碳以削减化石燃料燃烧排放的二氧化碳。几种其他对策同时应用是必需的，包括提高现有化学燃料利用的效率，捕集和利用封存化石燃料燃烧产生的二氧化碳，并转向使用可再生燃料和可再生能源[6]。

实际上，二氧化碳是一种可利用的宝贵资源，已被世界有关组织列为对人类最亲和的气体之一，并已在化学工业、食品工业、机械加工、石油开采等领域大量应用，但目前全球二氧化碳年利用量不足1亿吨。如今，大力开发利用二氧化碳这一资源的热潮正在中国掀起，工业级液体二氧化碳的使用领域正在大力拓宽。2021年11月18日在华亭市开工建设的低甲尾气回收制取工业级液体二氧化碳项目，每年可减少50万吨中国华能煤制甲醇公司二氧化碳尾气的排放，经济、环保且社会效益显著。

在“双碳”浪潮下，化工行业以其巨大的产值、在国民经济中的重要性和生产环节的高耗能，站上了风口浪尖。放眼更长远的时期将会发现，当前把化工行业作为高排放行业，一定程度上是由于现行技术下难以进行全生命周期的精准碳核算的“权宜之策”。以生产环节的碳排放来替代全生命环节的碳排放，对化工行业形成不利因素，但若考虑到整个生产-消费流程的碳成本，化工行业竞争力会有明显上升。经过多年的技术发展，化工产业链末端的合成材料、新材料，已经在特性和成本上拥有了难以比拟的优势，“以塑代钢”、“以塑代木”、化学纤维替代天然纤维的趋势逐渐清晰。作为终端消费品原料，不单单化工行业有碳成本，钢铁行业的高碳排放、木材行业损失的固碳机会成本，未来在碳足迹测算与分析技术发展成熟的情况下，都会直接计入终端消费品碳足迹，而化工品将以其性能好、价格低廉、可量产的优势确立自身竞争力[7]。

“碳达峰、碳中和”作为科学、健康、绿色的发展方式，必然引导着化工行业发展的最终方向。当前我国正处在能源结构调整的重要阶段。随着各省市开始布局氢能、生物质能等清洁能源发展战略，未来化工行业的生产过程用能有望从高耗煤高耗电的能源消费结构向消耗氢能、电能、天然气和生物质能转型。发展才是硬道理，只有能效高、转化率高、掌握了先进碳捕集技术的化工企业，才能成为化工行业“低碳化”、“绿色化”浪潮中的佼佼者。