雙碳與大宗商品：2000萬噸煉廠碳排放≈北京一半土地種樹？

導(dǎo)語

 

2020年9月我國在聯(lián)合國大會(huì)上鄭重承諾力爭到2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、力爭到2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。本文試圖通過測(cè)算，計(jì)算出一座2000萬噸的煉油企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳需要多少樹木吸收才能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和。

 

我國1997年頒布的《節(jié)約能源法》規(guī)定，年度綜合能源消耗總量超過5000噸煤的企業(yè)即為重點(diǎn)用能單位，需要納入節(jié)能監(jiān)管。之后陸續(xù)以國標(biāo)的形式出臺(tái)了多項(xiàng)單位產(chǎn)品能源消耗國家標(biāo)準(zhǔn)，成為此次測(cè)算的主要依據(jù)。

 

一、煉廠能耗

 

煉廠能耗主要包括兩個(gè)方面，一是為生產(chǎn)油品的必要裝置，如常減壓、催化裂化、催化重整、加氫精制、氣分、烷基化等；二是為生產(chǎn)化工產(chǎn)品的必要裝置，如對(duì)二甲苯裝置、乙烯裂解裝置。

 

本文所指煉廠能耗主要包括煉油裝置和芳烴（到對(duì)二甲苯裝置）、烯烴（到乙烯裂解裝置）裝置能耗，不包括芳烴、烯烴下游裝置能耗，如PTA(5506, -40.00, -0.72%)裝置、PET裝置、滌綸裝置、聚乙烯裝置、聚丙烯裝置、乙二醇裝置、丁二烯抽提、合成橡膠(13475, 45.00, 0.34%)裝置、苯乙烯裝置等。

 

具體設(shè)定為：煉油能力2000萬噸、對(duì)二甲苯裝置200萬噸和100萬噸乙烯裝置。

 

1.煉油裝置能耗

 

GB 30251-2013《煉油單位產(chǎn)品能源消耗限額》規(guī)定，煉油單位產(chǎn)品能耗準(zhǔn)入值為<=63kgoe/t（不適用于以煤為主要制氫原料的煉油企業(yè)）。

 

2000萬噸煉油則煉油能耗總量為：2000*0.063=126萬噸標(biāo)油。

 

2.對(duì)二甲苯裝置能耗

 

GB 31534-2015《對(duì)二甲苯單位產(chǎn)品能源消耗限額》規(guī)定，對(duì)二甲苯單位產(chǎn)品能耗準(zhǔn)入值為<=530kgoe/t。

 

200萬噸對(duì)二甲苯能耗總量為：200*0.53=106萬噸標(biāo)油。

 

3.乙烯裝置能耗

 

GB 30250-2013《乙烯裝置單位產(chǎn)品能源消耗限額》規(guī)定，單位雙烯（乙烯+丙烯）能耗準(zhǔn)入值為<=430kgoe/t。

 

100萬噸乙烯能耗總量為：100*1.5*0.43=64.5萬噸標(biāo)油。

 

4.合計(jì)

 

以上三項(xiàng)合計(jì)為：296.5萬噸標(biāo)油。

 

有以下事項(xiàng)需要關(guān)注，一是煉油單位產(chǎn)品能耗準(zhǔn)入值為<=63kgoe/t為不適用于以煤為主要制氫原料的煉油企業(yè)，而一般2000萬噸煉油裝置多會(huì)配套煤制氫或者天然氣制氫裝置，如以煤制氫，則煉油裝置能耗將大幅增加。二是對(duì)二甲苯裝置如增至400萬噸則煉油單耗將要加大，而對(duì)二甲苯裝置則會(huì)因裝置增大而使得單位產(chǎn)品能耗降低。三是能耗主要體現(xiàn)在水、電、蒸汽、燃燒等方面。四是實(shí)際運(yùn)行上2000萬噸的煉化一體化裝置能耗應(yīng)遠(yuǎn)大于300萬噸標(biāo)油。

 

5.二氧化碳排放

 

鑒于煉廠能耗主要來自電力和加熱，因此需將煉廠標(biāo)油能耗轉(zhuǎn)化為標(biāo)煤能耗，以便于計(jì)算出更加接近真實(shí)狀態(tài)的二氧化碳排放。計(jì)算得出二氧化碳排放為：296.5*1.4286*2.7=1144萬噸。（注：1噸標(biāo)煤的二氧化碳排放一般按照2.66-2.72噸估算，如按照煤電估算則為2.62噸，本文取了較大值）

 

因此一座2000萬噸的煉化企業(yè)，不算后續(xù)的化工合成能耗，單算煉油、芳烴、烯烴三部分能耗，并假設(shè)主要耗用能源來自煤炭，計(jì)算后煉廠年度二氧化碳排放為1144萬噸。

 

二、樹木對(duì)二氧化碳的吸收

 

樹木、農(nóng)作物、海洋植物是自然界中吸收二氧化碳的主力。樹木受生長周期的影響，在樹苗生長期，生長緩慢，吸碳能力弱，到了中后期，枝繁葉茂，樹木對(duì)二氧化碳的吸收最為強(qiáng)勁。地域和季節(jié)對(duì)樹木吸碳也會(huì)產(chǎn)生影響，南方樹木始終處于生長中；北方則會(huì)因冬季到來，樹木幾乎停止生長和吸碳。

 

我國自1981年開展全民義務(wù)植樹運(yùn)動(dòng)，粗略統(tǒng)計(jì)，至今義務(wù)植樹達(dá)742億株。而國土森林覆蓋面積從1973年的12.7%增長到2018年的22.96%，四十五年增長了10.26個(gè)百分點(diǎn)，折算為國土面積為98.5萬平方千米。

 

三、對(duì)樹木的需求

 

國家林業(yè)局研究，一棵樹每年可吸收并儲(chǔ)存4-18千克二氧化碳。因此假設(shè)樹木為成熟期南方闊葉樹木，并假設(shè)一棵樹每年可吸收10千克二氧化碳，因此要吸收1144萬噸二氧化碳，需要11.44億棵這樣的樹木，占義務(wù)植樹742億株的1.5%。

 

一公頃人工林一般按株行距2米*2米或者5米*6米計(jì)算，每公頃2500株到330株，因?yàn)榧俣殚熑~林木，取每公頃1400株，則11.44億棵樹木占地81.7萬公頃，為8170平方千米。北京市的土地面積為16410平方千米，因此需要種植相當(dāng)于北京市一半的土地面積的樹木才能抵消2000萬噸煉廠的碳排放。

 

從全周期的碳足跡看，上述煉廠測(cè)算還遠(yuǎn)不夠，因?yàn)榛误w聚合、油品和化工品運(yùn)輸、油品燃燒都會(huì)產(chǎn)生新的能耗，需要更多的森林。因此雙碳之路，任重而道遠(yuǎn)。