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第一作者:贾海波,男,1987年生,本科,研究方向为经济学。中国石化行业循环经济发展的现状与改进措施 贾海波1 耿春香2(1.中国石油大学(华东经济学系,山东 东营257061;2.中国石油大学(华东环境工程系,山东 东营257061 摘要 发展循环经济是节能减排目标的要求。以石化行业为例,在充分调查的基础上,结合相关资料,详细分析探讨了中国
石化行业发展循环经济的必要性及现状情况,并提出了针对性的建议和改进措施。
关键词 循环经济 石化行业 清洁生产 区域协同
进入21世纪,中国经济和社会发展日益面临着能源紧张、环境污染严重的威胁,推行节能减排、实施循环经济成为中国全面建设小康社会所亟待解决的任务。中国/十一五0规划纲要提出/落实节约资源和保护环境基本国策,建设低投入、高产出,低消耗、少排放,能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会0。2006年,中国没有完成万元GDP 能耗下降4%的目标,为后面4年累积了更大的压力[1]。中国已成为世界上石化产品生产和
消费大国,到2020年,中国石油对外依存度将高达 64.5% [2]。随着石化行业的快速发展,石化行业日
益受到能源、资源和环境的三重约束,石化行业发展循环经济势在必行。石化行业发展循环经济的必要性1.1 国际经济发展新形势的要求1.1.1 来自国际市场的竞争压力和挑战
入世以来,随着中国经济、社会的发展及对外开放程度的加大,中国石化行业内外经营环境发生了重大而深刻的变化,面临着越来越多的挑战。中国已成为欧美石化公司在亚太地区的投资热点地区,周边国家和地区石化产品出口的主要目的地。中国石化行业正处于入世后国内市场全面开放的转折期,国有石化企业面临日趋加剧的来自国内国外多方面的竞争压力。例如,中国周边国家和地区的石化行业是典型的出口导向型行业,占据了中国进口市场50%左右的市场份额;中东地区石化行业有丰富的原料和低成本优势,并积极引进世界最先进的工艺技术,预计/十一五0末,其石化产品将大量进入中国,届时将对中国石化行业的发展构成直接威胁
[3]46。
1.1.2 环保舆论压力
随着经济的发展和人们生活水平的提高,人们的环境意识逐渐加强,对环境友好产品的需求也随之增加。研究表明,在发展中国家,正面的环境新闻可使企业股票价格平均增长20%,负面的环境新闻却使企业股票损失4%~15% [4]。随着中国两大石化企
业巨头分别在国内外上市,这种影响会更明显。1.2 发展循环经济是节能减排的要求1.2.1 节能形势严峻
/十一五0期间中国要实现单位GDP 能耗下降20%左右的目标,其中平均到每年的目标是下降4%左右。而根据国家统计局年度统计公报显示,2006年上半年全国单位GDP 能耗同比上升0.8%左右,2007年上半年,虽全国单位GDP 能耗同比降低2.78%,电耗却同比上升3.64%;2006年石化行业单位增加值综合能耗上升8.7%左
右,2007年上升1.27%,2006年石化行业各种能源消耗同比增长约9%。石化行业节能形势十分严峻。1.2.2 减排压力大
2005年,石化行业排放工业废水30亿t,工业废气1.4万亿m 3 ,产生固体废物8400多万吨,分别占全国工业/三废0排放总量的16%、7%、5%。因此,石化行业迫切需要发展循环经济,促进节能减排工作的进行。中国石化行业循环经济发展的现状2.1 产业集中度、资源利用率低2.1.1 产业集中度
中国122家在册炼油企业中,平均加工规模为238万t/a,只有世界平均规模(572万t/a的一半不到。选用赫芬达尔-赫希曼指数(H I(见式(1和
# 104# 熵指数(E I(见式(2考察中国石化产业的相对区域集中程度。H I 在1/N ~1间变动,H I 越大表示区域分布的不均匀度越高,即区域集中度越高。与H I 不同的是,EI 赋予产值份额较大的省区较小的权重,份额较小的省区较大的权重。E I 在ln N ~1间变动,E I 越大表示集中度越低。中国石油产业链上部分产业区域集中情况见表1。
H I =E N i =1 S 2 i(1EI =E N
i =1 S i ln S i(2 式中:i 为石化企业数量;N 为石化企业总数;S i 为石 化企业加工规模,万t/a。
表1 中国石油产业链上部分产业区域集中情况1 产业原油及石油制品加工业化学原 料制造化学纤
维制造合成材料制造H I 0.080.080.240.15EI 2.80 2.89 1.92 2.33集中省区 辽鲁、粤沪 苏吉、沪鲁 浙苏、沪闽 苏鲁、粤浙
注:1以中宏产业数据库2005年数据为基础整理。
一般,H I 的变化范围为(0.03,1.00,EI 的变化范围为(0,3.43,而表1中H I 1.90,可见各产业的区域集中度低。
与此对比,世界石化工业主要生产国大多在沿海或资源地集中布局。如美国墨西哥湾沿岸集中了美国70%~80%的炼油能力和90%的乙烯生产能力;韩国蔚山工业园集中了本国32%的炼油能力和20%的乙烯生产能力,日本东京湾集中了日本38%的炼油能力和55%的乙烯生产能力
[3]48。
2.1.2 资源利用率低
生产装置布局分散、单装置生产规模小的特点导致中国石油石化行业资源利用率较低。中国石油天然气集团公司资源利用率情况(见表2与世界先进水平相比,各项生产指标仍存在很大的差距,资源利用率还有待提高。
表2 中国石油天然气集团公司资源利用情况 1 生产指标2004年平均水平 2004年排名
轻质油收率/%72.2714加工损失率/%0.817综合商品率/%89.1818单因耗能/(kg #t-111.7918综合能耗/(kg #t-1 79.70 24 注:1资料来源于5中国行业统计年鉴20066。2.2 装置技术水平不高
装置技术水平低主要有两个原因:(1历史的原因。中国石化企业大部分关键装置都依赖进口,缺乏制造先进装置的技术。据悉,英国石油公司、埃克
森美孚石油公司、皇家荷兰壳牌集团、道达尔集团和雪佛龙股份有限公司五大跨国公司和巴斯夫集团、道化学工业公司等四大化工公司的技术开发与转让占全球80%以上的份额[3]47。这在很大程度上制约了石化行业装置的更新;(2设备陈旧,超
长周期运行,效率下降。装置技术水平低直接导致化工物耗、能耗高。中国石油大庆石化公司丙烯腈、丁辛醇装置技术水平与国际先进技术水平对比情况见表3。
表3 中国石油大庆石化公司丙烯腈、丁辛醇 装置技术水平与国际先进技术水平对比情况 项目
大庆石化国际先进水平
丙烯物耗/(kg #t-110831020丙烯腈装置 氨物耗/(kg #t-1 509 490精制回收率/% 89~94>97丙烯物耗/(kg #t-1 796743丁辛醇 装置 能耗/(kg #t-1 336336采用技术 羰基合成气相循环技术
生产能力大、操作条件缓和、原料利用率高的液相循环技术 2.3 石化园区发展模式落后,炼化一体化程度低
中国现有的石化园区,由于在装置的设置中缺乏循环经济的指导理念、合理的产业布局和统一规划,没有形成生产装置互联、上下游产品互供、管道互通、投资相互渗透的集群化优势[5]。从石油催化裂化到石化的生产链中产生的大量可作为下游精细化工原料的炼厂气等下脚料由于没有相应的回收利用装置流程,大部分送火炬烧掉,既浪费了资源,又对环境造成了影响。
与国际先进石化企业相比,中国石化企业炼油化工一体化的深度和广度还不够,油头大化身小的结构性矛盾突出[6] ,表现在:(1许多主要的石化产品大量依赖进口。由图1可见,2010年聚乙烯、乙二醇的进口比例将达到50%以上,说明中国主要化工产品的自给率较低,对外依存度过高。(2中国化工产品层次低,多为原料型的基础产品,化工原料本地加工率低,具有高附加值的化工产品的生产量需要不断提高。
图1 20062010年中国石化产品进口比例
注:根据5中国行业年度报告200620106数据绘制。# 105# 2.4石化行业缺乏和所在区域循环经济的联动
在中国循环经济的发展中,由于各种原因,区域与石化企业形成了两个基本独立的系统,缺乏应有的联动和协同,主要表现在:(1在石化园区的建设中,政府部门在各种共生产业或企业的引入和建设上协助不够,而这些单靠石化企业很难实现;(2各种公用辅助工程和环保设施的建设缺乏统一的规划和协调,重复建设情况严重,不成规模效应,降低了使用效率,提高了建设和使用成本;(3石化行业大量的副产品及可回收利用的废物在区域内没有相应的下游企业协同消化。
3中国石化行业发展循环经济的建议和措施 3.1构建产业集群,建设生态工业园区 3.1.1合理规划,构建企业簇群
推进与石化产业有生态关联的产业或共生企业的簇群式发展,通过贸易方式把其他企业废物或副产品变为本企业的生产原料,建立工业横生和代谢生态链关系,实现热能多级使用,废物的资源再利用和水资源的循环利用。如丹麦卡伦堡生态工业园以炼油厂和发电厂为中心,注重建设面向共生企业的循环经济体系。斯塔多尔炼油厂用管道向吉普洛克建材厂供应排空气,不仅减少了炼油厂常见的火炬气排空现象,而且满足了建材厂的燃气供应要求;含硫气体经吸收制成硫酸,作为克米拉硫酸钙厂的原料,或气体脱硫后供应阿斯奈瓦尔盖电厂作燃料用气。在水的循环利用上,斯塔多尔炼油厂每年用管道输送70万m3的冷却水到阿斯奈瓦尔盖电厂,经净化后做锅炉用水,斯塔多尔炼油厂也可从阿斯奈瓦尔盖电厂获得总用量40%的蒸汽。由此可生产约20万m3/年的水用于公共事业。循环利用使丹麦卡伦堡节约了25%的用水[7]。
3.1.2抓住生态化、一体化的核心
(1系统和公用工程一体化。参考国内外石化企业基础设施建设经验,针对石化企业自身的特点,石化园区的系统和公用工程一体化可通过以下实现:原料、燃料、能量的装置间直供和共享;原料、成品储运系统优化,降低储运系统损耗率;设备管理微机化、网络化;简化石化园区内供水管网,形成大循环低压供水系统,污水采用污水深度处理回用技术;集中供热、供气、供电,实现资源的规模化利用。
(2产业链一体化:¹企业内一体化。炼油装置的建设应与乙烯和纤维原料装置建设紧密结合,尤其是千万吨级原油加工装置应与百万吨级乙烯装置和化纤原料装置紧密配合[3]49;º企业间一体化。通过寻求不同企业、工业流程间副产品及废物的资源化,建立工业系统中/生产者消费者分解者0的循环途径,形成一个闭环式流程,减少整个产业链废物的排放。
(3通过一体化实现生态化目标。以中国石油大庆石化公司为例,其厂区分为炼油区和乙烯区,龙凤湿地自然保护区位于两厂区间。这使得中国石油大庆石化公司更注重清洁生产,大力发展循环经济,上下游一体化、原料及公用工程互供、资源循环利用,实现了集约化生产、排放减少、能耗降低,公司规模的扩大并没有对湿地产生不良影响。据调查,龙凤湿地目前整个生态系统呈现良性循环形态。这充分体现了工业生产和生态保护的和谐统一。
3.2切实搞好清洁生产
(1加强清洁生产工艺技术的研究。根据当今清洁生产工艺的发展情况,提出重点加强热裂解制乙烯过程综合技术优化及研究、裂解原料优化及操作条件优化、延长裂解炉运行周期技术研究、炼厂气中低碳烯烃齐聚催化研究等化工原料选择及优化技术开发;选择合适的工艺技术、降低炼油及化工的污染等炼油及化工三废处理技术研究;热电联产、余热余压利用洁净煤及先进的用能检测和控制等技术的研究[8]。
(2加强清洁产品的生产。随着环保要求的不断提高及汽车工业的发展,清洁燃料的生产是目前乃至今后相当长时间内炼油工业的发展趋势。然而,中国燃料清洁化进程与发达国家相比还有很大的差距,中国清洁燃料的质量标准也较低[9]。目前,中国炼油厂汽油质量与欧Ô指标比较见表4,柴油质量与欧Ô指标比较见表5。
表4中国炼油厂汽油质量与欧Ô指标比较1控制指标欧Ô 2008年一级 城市预测 2008年二级
城市预测硫2/%[1K K 烯烃3/%[0.005@@
芳烃3/%[18〇〇 苯3/%[35K K 注:1K满足,@不满足,〇部分满足,表5同;2为质量分数,表5同;3为体积分数。(3加强催化剂产品的研制和生产。应以实现清洁生产工艺和生产高性能、高附加值化工产品为目标,开发新型催化技术、高性能催化剂及催化新材料。例如加氢催化剂及工艺,提高产品质量、促进产
# 106 # 品升级换代、实现清洁燃料生产;聚烯烃催化剂及工艺,提高聚烯烃装置的生产能力、提高产品的性能和附加值[10]。同时,加强技术创新的产业化,使其有效转化为生产力。
表5中国炼油厂柴油质量与欧Ô指标比较 控制指标欧Ô2008年一级 城市预测 2008年二级 城市预测
十六烷值58〇〇密度(15.6e /(kg#m-3820~825〇〇 95%(质量分数 馏出温度/e [340K K 多环芳烃1/%[8K K
硫/%[0.005@〇注:1为质量分数。3.3推进石化产业与区域经济的协同发展 3.3.1区域支持石化园区
构建多种物流运输方式相结合的现代物流体系;配合大炼油、大乙烯等工程,建立完善的供水、供热、供电管网及废物回收利用产业链;建立若干有水面绿地构成的外围绿化带,优化园区环境。
3.3.2石化园区支持区域经济
为区域经济提供大量的石化产品和下游原材料;为区域重化工业的发展提供强大的技术和人才支持;石化行业可发挥自身强大的产业辐射带动能力,带动相关产业的发展,从而促进产业群的形成。参考文献
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速度/% 2001年-10.3-10.08.3 2002年-10.1-8.69.1
2003年-10.6 2.710.0 2004年-8.7-5.010.1 2005年-4.1 2.710.4 2006年-9.1-8.611.1 2007年-13.1-14.411.4 20012007年-9.5-6.19.8 20082010年1-12.4-12.111.0 20082010年1-11.6-11.310.0 20082010年1-10.8-10.59.0 20082010年1-9.9-9.68.0注:1假定GDP增长速度为8.0%、9.0%、10.0%、11.0%,分别以2007年的COD和二氧化硫排放强度为基础、2010年的总量控制为目标值,计算得到20082010年COD和二氧化硫排放强度。
4结语
要实现2010年COD和二氧化硫的总量控制目标,未来几年需重点抓好以下工作:(1坚决完成规划目标的结构减排工程,至2010年底,关停约5148万kW小火电,淘汰约1亿t落后炼铁能力和5500万t落后炼钢能力,同时淘汰建材、电解铝、铁合金、电石、焦炭、平板玻璃等高耗能行业的落后产能和造纸、酒精、味精、柠檬酸、制糖等高污染行业的落后产能。(2保证工程减排措施的落实到位,真正发挥减排效果。继续实施燃煤电厂的脱硫设施建设,加大对城镇生活污水处理设施的建设投入,尤其是要保证纳污管网配套设施的建设,使脱硫设施和污水处理设施在减排中发挥作用。(3充分发挥管理减排的积极作用。控制化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、石油加工炼焦及核燃料加工业、电力热力的生产和供应业等6大/高耗能0行业的无序发展,坚决不予批准新建高耗能行业的落后产能。严格执行环境影响评价和/三同时0制度,结合生态环境容量和总量目标控制/两高一资0行业在环境脆弱区和敏感区的发展。加强对脱硫设施和污水处理设施的监管能力,加大环境执法力度,切实发挥治污工程的治理效益。
参考文献
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