中国氮肥工业协会理事长顾宗勤:绿色化学品前途光明但道路曲折

编者按 5月11日,由《中国化工报》社有限公司和潞安化工集团有限公司主办的2024山西能源·化工高质量发展科创大会在太原举行,政府部门领导、院士专家及企业家代表齐聚一堂,激荡思想、启迪智慧。中国氮肥工业协会理事长顾宗勤在会上做专题报告,特分享如下。

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  在“双碳”背景下,各国积极寻找化石能源替代方案,利用风能、太阳能和生物质资源、自然资源成为首选。因此,绿氢绿氨绿醇等绿色化学品前景普遍被看好,世界各国争相发展绿氢等绿色化学品。

  目前,绿氢、绿氨和绿醇主要生产工艺路线有电制甲醇、生物制甲醇、合成氨以及绿氢包括富产氢与二氧化碳合成甲醇3种工艺技术路线。这三种工艺路线主要进展有以下几个方面。

  一是利用风光电能电解制氢。作为绿氢的链长单位,中石化新疆库车2万吨/年电解槽制氢项目成功运行,为我国利用风光电电解水制氢做出了工业性示范。

  为了促进绿氢发展,很多地方政府要求新上煤化工项目与新能源结合,从而导致这类型项目剧增,几乎涵盖所有的省份,总体规划产能很大。

  整体看,近几年规划新上绿氢、绿氨和绿醇项目各有不同。2021~2022年,各地计划新上绿氨项目较多,主要因为当时商品氨价格较高,最高在5000多元/吨。但2022年以后,商品氨价格大幅下跌,跌到3000元/吨以下,因而绿氨项目变少,而绿醇项目增多。这主要原因是国际航运巨头马士基等到国内采购绿色甲醇作为航运原料,采购价格比国产化石能源的甲醇价格高出2000元/吨,激发了投资绿醇项目的热情。

  二是利用生物质制取合成气代替化石能源。生物质大致可分为五类,包括农业废物、林业工业废物、城市以及工业有机废物、畜禽废物、水生植物和能源作物。因为生物质种类较多,气化方法也多种多样。目前在开发的气化炉有固定床、气流床、流化床等,大多都是根据已掌握的煤气化炉转变过来的,但绝大部分生物质气化炉都处于中试阶段,到工业化还需要摸索和实践。

  三是利用氢气与二氧化碳合成甲醇产品。该工艺技术已在河南安阳和山东鲁西等装置上取得成功应用。其中,河南安阳10万吨/年装置采用国外技术,已开车运行,现围绕“安稳长满优”开展工作;鲁西采用国内研发技术,装置规模为5000吨/年,为中试级水平,现已通过石化联合会的鉴定。

  当前,绿氢、绿氨和绿醇化学品主要存在四方面问题。

  一是技术问题。虽然中石化电解水制氢取得了长足进步,但在氢气输送等环节还存在问题,目前装置开车率只有1/3,要大规模的工业化应用还需要摸索。关于生物质气化问题,目前成熟的都是中试技术,真正有工业化业绩的技术少之又少。由于生物质中氯根和重金属等含量高,所以要破除技术壁垒还需要研发和摸索。同时利用二氧化碳制甲醇国产技术还没有大型工业化实践,氢气的长距离国内经验不多。另外,解决风光不稳定电源,用于化工装置长期稳定开车,还没有理想方案。

  二是经济稳定性问题。根据目前绿色化学品项目测算,绝大多数项目与化石能源项目相比效益低下。如电解水制氢,虽然绿电的成本下降很快,已降到0.28元/千瓦时,有的地区下降到0.2元/千瓦时以下,但电解水制氢的成本仍是煤头的2~3倍。

  当然,对于生物质气化,利用二氧化碳制甲醇,氢储、氢输送等,几乎包括绿色化学品所有的品种和过程中,都存在经济效益问题。从目前来看,情况并不乐观。

  三是项目真正成功运行的不多。近几年,国内各地在政府的大力推动下,大量社会资金和科技投入到绿氨和绿醇等项目上来,建设绿色化学品项目成为新的热点,但是大部分项目一再推迟规划和建设速度,有的项目建成后开开停停,主要原因还是技术和经济问题。

  四是对绿色化学品看法不同的问题。绿色化学品是行业发展的必然趋势,但是站在不同角度和所处不同环境看法也不尽相同。有的人积极性很高,认为需要大力推进;有的人则认为不必操之过急,等待时机再发展。

  目前,化工行业积极性不如电力行业高,主要原因是电力等行业开始执行80元/吨碳排放交易费,碳排放压力大、动力足,而化工行业减排的驱动力相对较小,除了担心上述存在的问题外,还害怕今后国内政策有变或者担心政策落实不到位。另外,我国生产绿色化学品能否通过欧盟的ISCC认证,是否能获得绿色化学品的销售市场,也存在变数,还需要进一步观望。

  从国际上看,近来绿氢、绿氨和绿醇项目投建趋于理性,很多项目推迟,埃克森美孚和壳牌等石油巨头以主营利润走低为由,延期绿氢项目。从国内看,中国石化近日宣布公开转让为中天合创煤制烯烃项目配套的内蒙古3万吨/年绿氢项目二期工程。

  综合以上分析,我们认为,绿色化学品前途光明但道路曲折,目前处于培育阶段,应以探索示范为主,还需要投入大量的时间和人力、物力用于科技研发,不宜大规模铺开。企业要掌握好绿色化学品项目投资的节奏,在各方面条件不落实的情况下,不要投入过多。

  另外,值得关注的是,目前绿氢、绿氨和绿醇的标准问题。目前世界上还没有统一的标准。为了抢占话语权,欧盟首先制定了绿氨、绿氢、绿醇标准,但其他国家都还没有相关标准。

  我国的情况比欧洲更为复杂,一是对绿氢的定义不同;二是原料不同;三是工艺路线不同;四是下游加工产品不同;五是减排政策不同;六是对蓝氢的判定不同。

  因此,我们标准制定不能照搬欧盟标准,需要结合我国的国情做调整。

  总体来看,绿氨、绿醇、绿氢是个年轻的行业,还不够成熟,目前处于起步阶段,很多问题有待发展和观察。

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