導(dǎo)語
2020年9月我國在聯(lián)合國大會(huì)上鄭重承諾力爭(zhēng)到2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、力爭(zhēng)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。
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(zhǎng)周期的影響,在樹苗生長(zhǎng)期,生長(zhǎng)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(zhǎng)中;北方則會(huì)因冬季到來,樹木幾乎停止生長(zhǎng)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(zhǎng)到2018年的22.96%,四十五年增長(zhǎng)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)。
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