“從2012年至2015年底合成氨行業(yè)可節(jié)約能耗416萬噸標煤和CO2減排量1670萬噸。2015年，合成氨行業(yè)加權(quán)平均綜合能耗應(yīng)降至1515千克標煤/噸。”這一數(shù)據(jù)出自最近由石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院編制完成的《重點化工行業(yè)節(jié)能減排規(guī)劃研究（初稿）》。規(guī)劃院提出這一目標依據(jù)的是什么？作為化工五大重點耗能行業(yè)之首的合成氨行業(yè)節(jié)能減排的現(xiàn)狀及存在哪些問題？行業(yè)需要采取哪些措施才能實現(xiàn)這些目標？針對這些問題，記者近日對規(guī)劃院相關(guān)負責人進行了采訪。
原料技術(shù)決定能耗合成氨工業(yè)是關(guān)系我國農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，其能源消耗量約占我國化學(xué)工業(yè)能源消費總量的25%，為化工五大重點耗能行業(yè)之首。預(yù)計2012～2015年國內(nèi)新增合成氨產(chǎn)能約為1000萬噸，同時考慮600萬噸落后或無效產(chǎn)能的退出，“十二五”末合成氨總產(chǎn)能將超過7000萬噸/年，與表觀消費量增長速度相比，產(chǎn)能增長過快，過剩形勢更加嚴峻。
國內(nèi)合成氨行業(yè)能耗與原料結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)及企業(yè)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。據(jù)規(guī)劃院負責此項研究編制工作的高級工程師溫倩介紹，受能源結(jié)構(gòu)的影響，我國氮肥生產(chǎn)原料是以煤為主、以天然氣為輔。目前全國氮肥行業(yè)用煤量占全國煤炭產(chǎn)量的2.6%左右。2011年，國內(nèi)合成氨生產(chǎn)原料中，煤炭約占76%，天然氣約占21%，油約占2%，焦爐氣約占1%。以煤為原料中，無煙煤約占64%，非無煙煤（煙煤、褐煤等）約占12%。
從與之相對應(yīng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)看，我國以天然氣為原料的合成氨裝置多為上世紀70年代以來陸續(xù)引進的先進成套技術(shù)，代表了同時期的國際先進水平。隨著合成氨技術(shù)的不斷進步，我國對這些技術(shù)進行了吸收改進，合成氨生產(chǎn)能耗不斷降低。2011年我國天然氣合成氨的綜合能耗平均值為1205千克標煤/噸（電力折標系數(shù)取330克標煤/千瓦時，下同）。其中天然氣合成氨35%產(chǎn)能的綜合能耗都處于先進水平（1020～1160千克標煤/噸），基本上代表了世界的先進水平。
我國以非無煙煤為原料的合成氨生產(chǎn)主要以大中型氮肥企業(yè)為主，綜合能耗在1500～2050千克標煤/噸，2011年平均綜合能耗水平約為1688千克標煤/噸。其中按不同的氣化技術(shù)分類，主要包括水煤漿加壓氣化、干粉煤加壓氣化、碎煤固定層加壓氣化幾種類型，綜合能耗略有差異。其中，綜合能耗在先進水平（1500～1700千克標煤/噸）的產(chǎn)能比例達40%，綜合能耗在落后水平（1800～2050千克標煤/噸）的產(chǎn)能僅占17%左右。
2011年，我國以無煙煤為原料、采用固定層間歇式煤氣化技術(shù)的合成氨綜合能耗平均值為1683千克標煤/噸。這部分合成氨產(chǎn)能占全國合成氨總產(chǎn)能的比例最高達64%，裝置綜合能耗從1365～2460千克標煤/噸，相差非常懸殊。其中，綜合能耗在平均水平（1570～1775千克標煤/噸）的產(chǎn)能占所有無煙煤為原料產(chǎn)能的50%，企業(yè)數(shù)量占43%，基本代表了我國目前固定層間歇式煤氣化制合成氨能耗情況的主體水平；綜合能耗在先進水平（1365～1570千克標煤/噸）的產(chǎn)能占所有無煙煤為原料產(chǎn)能的35%，企業(yè)數(shù)量占28%；綜合能耗在落后水平（1775～2460千克標煤/噸）的產(chǎn)能占所有無煙煤為原料產(chǎn)能的15%，企業(yè)數(shù)量占29%，中小型氮肥企業(yè)居多，這部分產(chǎn)能將是未來節(jié)能減排工作的重點改進部分。
另外，目前我國合成氨行業(yè)CO2排放總量為2.64億噸，根據(jù)原料結(jié)構(gòu)大致可分三種情況：天然氣合成氨的排放量較低，占合成氨行業(yè)CO2排放總量的12%；非無煙煤頭合成氨的排放量較高，占比13%；無煙煤頭合成氨的排放量最高，占比也高達72%。
據(jù)溫倩介紹，合成氨生產(chǎn)在氮肥行業(yè)中處于上游，由于涉及燃料和能源的轉(zhuǎn)化過程，占據(jù)了氮肥生產(chǎn)的主要能源消耗和CO2排放來源，節(jié)能減排任務(wù)艱巨。預(yù)計2015年底，非無煙煤頭合成氨產(chǎn)能比例將上升至25%，相較“十一五”初期所占比重顯著提升，將有利于節(jié)能減排任務(wù)的完成。
存在問題不容忽視
根據(jù)《重點化工行業(yè)節(jié)能減排規(guī)劃研究（初稿）》，從近幾年的合成氨行業(yè)產(chǎn)量與噸氨綜合能耗看，能耗下降幅度逐年減小，能源總消耗量在8000萬噸標煤左右。2011年我國合成氨單位產(chǎn)品平均綜合能耗1575千克標煤/噸，較2006年全行業(yè)平均單耗下降約9.2%，噸氨產(chǎn)品平均綜合能耗下降160千克標煤/噸，全國合成氨生產(chǎn)節(jié)能共計811萬噸標煤。這與“十一五”期間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和原料結(jié)構(gòu)調(diào)整、關(guān)鍵技術(shù)升級以及加強末端治理有密切關(guān)系。
據(jù)溫倩介紹，盡管“十一五”期間我國合成氨平均綜合能耗已有不同程度的降低，但還是存在一些問題。
首先，綜合能耗與國際先進水平相比仍有一定差距。
據(jù)了解，無論從清潔生產(chǎn)、綜合能耗水平、水資源消耗、還是生產(chǎn)成本等方面考慮，天然氣都是合成氨的最理想原料，而我國多煤少氣的能源結(jié)構(gòu)使得煤制氣生產(chǎn)合成氨成為主流。由于煤生產(chǎn)合成氨的流程比天然氣長，氣體凈化處理復(fù)雜，“三廢”處理工作量大，因而能耗也高得多。而國際上90%以上的合成氨是以天然氣為原料，使得我國合成氨行業(yè)平均綜合能耗遠高于世界平均水平。比較我國幾種典型原料路線和典型工藝的合成氨生產(chǎn)過程，煤的綜合能耗是天然氣的1.7倍，用水量和CO2排放量分別約是2.0倍和2.3倍。
其次，國內(nèi)同類型企業(yè)能耗水平差距巨大。
我國煤頭合成氨綜合能耗差距較大，對于同樣的原料結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品規(guī)模和生產(chǎn)形式，國內(nèi)先進值為1365千克標煤/噸，落后值高達2460千克標煤/噸，特別是以無煙煤為原料的合成氨企業(yè)之間差距最為明顯。高能耗的產(chǎn)能主要集中在中小煤頭企業(yè)，這部分產(chǎn)能是未來我國合成氨行業(yè)節(jié)能減排的主要瓶頸。
再次，噸氨能耗下降幅度逐年減少。
隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，碳銨產(chǎn)量的比例逐年下降，以及采用劣質(zhì)煤與粉煤成型的比例增加，造成部分合成氨產(chǎn)能能耗有所提高，整體平均能耗下降幅度減少。
此外，不少有效的節(jié)能技術(shù)措施還未廣泛應(yīng)用。
工藝技術(shù)和裝備技術(shù)的進步是節(jié)能降耗的最重要措施。目前我國合成氨產(chǎn)能的64%是以無煙煤為原料，其中大部分采用的還是固定床間歇氣化技術(shù)和設(shè)備，很多先進的技術(shù)裝備還未廣泛應(yīng)用，因此合成氨生產(chǎn)的綜合能耗還有很大下降空間。
最后，監(jiān)督管理和保障措施也有待完善。
