王莉麗，叢穎特

（煙臺永旭環(huán)境保護有限公司，山東 煙臺 264000）

石化行業(yè)有著較高的碳排放總量，隨著生產(chǎn)過程的進行，碳排放量會逐漸升高，將會對環(huán)境造成影響。石化油行業(yè)需要做好碳排放評價工作，采用標(biāo)準(zhǔn)化的碳排放評價方式，實現(xiàn)不同來源碳排放的精準(zhǔn)分析。石化行業(yè)是溫室氣體排放的重要源頭，通過碳排放評價能夠促進低碳生產(chǎn)過程，提高對碳排放的控制能力，保障環(huán)境影響評價的順利進行。

1 石化行業(yè)碳排放現(xiàn)狀分析

石化行業(yè)是我國的重要產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)過程中將會產(chǎn)生大量的CO2，將會引起環(huán)境變暖問題，對生態(tài)環(huán)境具有較大的危害。許多工業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營和發(fā)展都會涉及到碳排放，不同領(lǐng)域的碳排放情況具有一定的差異性。其中，石油化工的碳排放量占據(jù)工業(yè)行業(yè)總碳排放量的20.95%。以千萬噸級煉油廠為例，年均碳排放總量在200萬～300萬噸之間，碳排放為直接排放形式，將大量的碳排放到空氣中，破壞環(huán)境中的碳元素平衡。石油化工行業(yè)的碳排放形式眾多，包括燃燒排放、工藝排放、間接排放、逃逸排放等，導(dǎo)致環(huán)境中的碳排放壓力較大，并且會大幅度增加全球變暖的隱患[1]。

2 石化行業(yè)碳排放評價方法

2.1 碳排放計算

2.1.1 燃料燃燒源

燃料燃燒在碳排放中占據(jù)著較大比重，將會產(chǎn)生大量的CO2，不利于碳排放的有效控制。石化行業(yè)燃燒燃料包括天然氣、煤炭及各類油品，CO2是燃燒后的主要產(chǎn)物，基本上不會對CO2進行處理，導(dǎo)致環(huán)境中CO2不斷增加。不同類型燃料產(chǎn)熱具有一定的差異性，如汽油碳排放量為2.93 噸/萬立方米、柴油碳排放量為3.10 噸/萬立方米、天然氣碳排放量為21.62 噸/萬立方米。對于燃料燃燒碳排放的計算方法，主要基于碳排放因子的相關(guān)原理，對各類燃料燃燒過程中的含碳氣體排放量進行核算。如下：

2.1.2 工藝尾氣源

工藝尾氣中存在著CO2排放的情況，需要做好碳排放情況的統(tǒng)計工作，可采用元素平衡法進行分析，對碳元素的轉(zhuǎn)化情況進行跟蹤，確定碳元素的轉(zhuǎn)化方向。工藝尾氣源分析過程中，需要對物料的灼燒量進行確定，在物料充分燃燒下展開計算，確保反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化成含碳氣體，提高尾氣碳排放統(tǒng)計的準(zhǔn)確性。如催化裂化反應(yīng)中，需要對催化劑進行燒焦處理，去除表面附著的碳元素，這一過程占總廠碳排放的20%～30%，將會造成碳元素的大量排放。工藝尾氣中碳排放來源較多，需要對碳排放來源進行全面統(tǒng)計，避免在碳排放控制中存在遺漏，保證碳排放的統(tǒng)計效果。工藝尾氣源中碳排放計算方法如下：

式中，AD為焦燒量；CC為焦層碳含量；Qs為工藝廢渣量；CCs為廢渣含碳量。

2.1.3 逸散排放源

石化行業(yè)生產(chǎn)過程中存在著逸散排放的情況，通常為無意情況下的排放，導(dǎo)致環(huán)境中碳排放的增加。逸散排放源主要發(fā)生在生產(chǎn)過程中，由生產(chǎn)裝置質(zhì)量問題引起，因總烴泄漏引起碳排放現(xiàn)象，不利于碳排放的有效管控。生產(chǎn)裝置碳排放逸散情況包括密封點泄漏、冷焦切焦排空、放空等，將會造成焦化裝置的延遲，由焦孔內(nèi)部引發(fā)碳排放的逸散[2]。以典型煉油企業(yè)為例，原油加工量為1.9×104萬 t/a時，無組織VOCs排放量達到5.7×104t/a，碳排放存在著較大的逸散量。逸散碳排放量計算方法如下：

式中，ET為成分s的逸散量；CS為成分s的濃度；CT為逸散總濃度。

2.1.4 廢物處理源

石化廢物處理過程中，將會引起碳排放問題的增加，需要對碳排放處理過程引起重視，做好廢物處理源的把控工作，提高對碳排放源頭的統(tǒng)計能力。廢物處理源主要來自CO2的有組織排放，將廢物轉(zhuǎn)化成為CO2，降低廢物環(huán)境的污染，相對地，引起環(huán)境中CO2的增加。廢物排碳量的多少取決于廢物的總量，需要對碳元素的總量進行收集，確保含碳廢水能夠有效轉(zhuǎn)化，得到CO2的總量情況，對廢水中CO2進行精準(zhǔn)統(tǒng)計。在廢物充分處理的情況下，處理過程才會處于達標(biāo)狀態(tài)，污染物以排放源方式存在，將廢物折算成CO2排放量，實現(xiàn)對廢物的全面處理。廢物處理源碳排放計算方法如下：

式中，TOW為廢物處理中有機物清除量；EFn為廢物n的排放因子；R為碳排放回收量。

2.1.5 間接排放源

石化行業(yè)碳排放控制時，需要對間接排放源進行處理，通過碳排放系數(shù)法進行確定，對碳排放指標(biāo)情況進行檢驗?；どa(chǎn)過程中，存在著間接碳排放情況，如電力消耗、建筑設(shè)施等，將會成為總排碳量的一部分，并且占據(jù)的不可忽視的地位。如電力消耗碳排放中，水電、風(fēng)電、火電的碳排放將會增加，由石化生產(chǎn)過程間接引起，碳排放與生產(chǎn)過程具有密切關(guān)系，碳排放占總生產(chǎn)的20%以上，進而造成間接碳排放的產(chǎn)生。間接碳排放計算方法如下：

式中，AD為間接凈消耗；EF為碳排放系數(shù)。

2.2 數(shù)據(jù)收集

2.2.1 現(xiàn)場調(diào)研

碳排放數(shù)據(jù)可采用現(xiàn)場調(diào)研的方式，根據(jù)現(xiàn)有信息收集碳排放資料，對碳排放情況進行整合，結(jié)合石化企業(yè)生產(chǎn)運營情況進行分析，保證現(xiàn)場調(diào)研取得良好效果?，F(xiàn)場調(diào)研主要包含兩個方面：第一，基本資料。主要包括工藝流程圖、環(huán)保審查報告、物料投入產(chǎn)出報告、電力熱力消耗統(tǒng)計報告、資源回收利用情況等，對碳排放相關(guān)資料進行全面收集，實現(xiàn)碳排放基本信息的整合。第二，問卷調(diào)查。由生產(chǎn)人員對碳排放相關(guān)資料進行填寫，包括企業(yè)基本情況、物料名稱及用量、產(chǎn)品種類及產(chǎn)出量、廢棄物產(chǎn)生及處理情況、能源種類及消耗量、碳排放主要形式、已采取的降碳措施等，以問卷形式提高調(diào)研的主動性，掌握碳排放資料收集的關(guān)鍵點，實現(xiàn)對碳排放控制的有效統(tǒng)計。

2.2.2 現(xiàn)場監(jiān)測

現(xiàn)場監(jiān)測主要用于處理碳排放難以辨識的情況，對碳排放情況進行主動統(tǒng)計，確定石化生產(chǎn)中碳排放實際情況?，F(xiàn)場監(jiān)測是獲取精準(zhǔn)碳排放數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，需要對碳排放源進行分析，如CO、CO2、CH4等，便于對廢氣產(chǎn)生情況進行整合，提高碳排放現(xiàn)場監(jiān)測效率。同時，需要注重?zé)o組織碳排放情況的監(jiān)測，如生產(chǎn)裝置、污水處理等，實現(xiàn)碳排放現(xiàn)場監(jiān)測的全面整合，發(fā)揮出現(xiàn)場監(jiān)測在碳排放統(tǒng)計中的作用[3]。

2.3 數(shù)據(jù)處理

碳排放統(tǒng)計需要對數(shù)據(jù)進行處理，做好不同排放源的監(jiān)測統(tǒng)計工作，通過內(nèi)置監(jiān)測儀表對數(shù)據(jù)進行采集，將數(shù)據(jù)進行匯總處理，保證數(shù)據(jù)處理方法能夠發(fā)揮作用。不同含碳氣體碳排放占比計算公式如下：

式中，γp為含碳氣體p的碳排放比例；Mp，c為含碳氣體p的質(zhì)量；MT為含碳氣體總量。通過上式可對碳排放情況進行分析，綜合含碳氣體對碳排放情況進行檢驗，便于對碳排放結(jié)果進行分析。以某煉廠碳排放情況為例，對不同碳源的含碳率及占比進行統(tǒng)計，得到統(tǒng)計結(jié)果見表1所示。通過這種數(shù)據(jù)處理方式，可確定碳排放來源及含碳氣體占比情況，便于針對碳排放情況進行分析，掌握石化生產(chǎn)整體碳排放情況。由表中數(shù)據(jù)可知，CO2為主要碳排放氣體，在整體比例中占97%以上，相比于其他含碳氣體的排放，明顯處于較高排放水平，進而為碳排放評價過程提供指導(dǎo)。

表1 某煉廠碳排放核算統(tǒng)計情況

2.4 年際變化分析

2.4.1 碳排放量

碳排放環(huán)境影響評價采用逐年分析形式，統(tǒng)計不同年份的碳排放情況，提高碳排放的評價效果。不同年份下，碳排放具有一定的差異性，受到多種因素的影響，需要對碳排放的趨勢進行判斷，確保碳排放的增長的情況。以石油煉制行業(yè)為例，碳排放統(tǒng)計包括燃料燃燒、燒焦、逸散、電力熱力等，2000年～2017年，碳排放量增幅達到105%，年均增長率為5.46%。2018～2022年，石化行業(yè)注重節(jié)能減排措施的應(yīng)用，碳排放年增長情況得到抑制，增長率穩(wěn)定在1.18%～2.10%之間，碳排放控制效果得到顯著增強。

2.4.2 碳排放系數(shù)及強度

碳排放分析過程中，需要結(jié)合碳排放系數(shù)及強度情況，采用量化分析的方式，確定碳排放的整體指標(biāo)。碳排放系數(shù)為單位能耗產(chǎn)生的碳排放量，通過碳排放系數(shù)可為環(huán)境影響評價提供依據(jù)，在碳中和控制中具有重要作用。不同石化燃料碳排放系數(shù)存在著差異性，根據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》給出的具體換算方法，將不同燃料向標(biāo)煤進行換算，如煤炭為0.71公斤標(biāo)煤/公斤、汽油為1.47 公斤標(biāo)煤/公斤、天然氣為1.33 噸 標(biāo)煤/萬立方米。通過這種方式，便可以對不同石化燃料碳排放情況進行評估，在標(biāo)煤情況下進行對照分析[4]。碳排放強度為經(jīng)濟產(chǎn)出環(huán)境下碳排放量，與石化產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)需求具有一定的關(guān)系，經(jīng)濟產(chǎn)出由GDP進行表示，碳排放強度計算公式如下：

式中，P為碳排放強度；M為碳排放量；GDP為經(jīng)濟產(chǎn)出值。

2.4.3 不確定性分析

碳排放影響評價受到不確定因素的影響，如計算精度、統(tǒng)計誤差等，容易造成碳排放統(tǒng)計結(jié)果不準(zhǔn)確的情況，需要確保不確定因素的分析。碳排放控制過程中，精度控制具有必要性，需要采用科學(xué)的計量方法，考慮到碳排放精度的影響，實現(xiàn)CO2濃度數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)測量。如煙口氣體排放過程中，需要考慮到壓力、溫度的影響，可對多組數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和采集，采用求平均值的方式降低誤差，保證不確定性問題得到有效解決。

2.5 影響因素貢獻分析

石化行業(yè)碳排放環(huán)境影響需要圍繞主要貢獻物質(zhì)進行分析，對影響因素進行針對性檢驗，確定對環(huán)境的影響程度。如氣候變化影響下，CO2為主要貢獻物質(zhì)，占比在86%左右，剩余部分來自甲烷、CO、VOCs等，占14%左右。影響因素貢獻分析可確定對環(huán)境的綜合影響，能夠提高對環(huán)境的評價效果，實現(xiàn)影響因素目標(biāo)的有效規(guī)劃。影響因素貢獻度分析是確定核心影響的關(guān)鍵，便于對碳排放效果進行評價，確定石化生產(chǎn)中需要改進的關(guān)鍵點，有助于推進碳排放改進措施的進行。碳排放貢獻度屬于綜合評定指標(biāo)，需要采用對比分析的方式，將指標(biāo)情況與期望值進行對比，對因子指標(biāo)量進行控制，提高影響因素分析的標(biāo)準(zhǔn)化程度。影響因素分析需要進行全面考量，對各項指標(biāo)情況進行拆解，確保影響因子的量級變化，確保影響因子具有卓越貢獻。

3 石化行業(yè)碳排放控制策略

3.1 優(yōu)化裝置結(jié)構(gòu)

裝置結(jié)構(gòu)對碳排放情況具有一定的影響，需要對裝置結(jié)構(gòu)進行升級，保證裝置符合低碳結(jié)構(gòu)的特征，保障裝置能夠更好地投入使用。裝置優(yōu)化過程中，需要將CO2排放量作為一個重要指標(biāo)，基于化學(xué)品和材料方面進行綜合考量，將工藝技術(shù)作為碳排放控制手段，減少生產(chǎn)過程中含碳副產(chǎn)物的生成，使裝置結(jié)構(gòu)具有良好的可靠性。如重油加工過程中，延遲焦化、溶劑脫瀝青、渣油加氫時，存在著焦炭、瀝青等副產(chǎn)物，若不能得到有效處理，將會導(dǎo)致環(huán)境中的碳排放的增加。為了降低副產(chǎn)物的生成，需要做好裝置的優(yōu)化工作，圍繞副產(chǎn)物對裝置進行升級，合理對副產(chǎn)物中的含碳物質(zhì)進行加工，將其制成石墨電極、針狀焦等碳材料，實現(xiàn)對含碳物質(zhì)的進一步應(yīng)用，在碳排放控制工藝上取得突破[5]。

3.2 提高能源效率

石化行業(yè)碳排放控制過程中，需要提高能源的利用率，降低生產(chǎn)過程中不必要的碳排放，提高對碳排放的控制效果。在能耗控制方面，需要確保能耗轉(zhuǎn)化的效率，圍繞能耗控制過程進行分析，提高裝置中電能、熱能的轉(zhuǎn)化率，保障石化生產(chǎn)過程能夠順利進行。石化生產(chǎn)具有一定的難度，裝置之間的能源轉(zhuǎn)化較為復(fù)雜，需要考慮到設(shè)備能源的消耗情況，使裝置具有良好的能量梯級，提高石化生產(chǎn)過程中熱能、電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化效率，通過能耗轉(zhuǎn)化效率提高減排效果。

3.3 拓展能源結(jié)構(gòu)

石化生產(chǎn)過程中，需要注重能源結(jié)構(gòu)的拓展，注重清潔能源的使用，不僅可以降低能源消耗，還能起到降低碳排放的作用。能源結(jié)構(gòu)上應(yīng)注重新能源的使用，保障新能源具有良好的使用場景，確保石化生產(chǎn)中能源的可替代性。以太陽能光熱技術(shù)為例，可降低石化生產(chǎn)中燃料動力的消耗，實現(xiàn)對能源的綜合化利用，提高碳排放控制效果。太陽能光熱技術(shù)可提供600～800 ℃的穩(wěn)定熱源，通過可再生資源進行持續(xù)供熱，對能源結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化升級，實現(xiàn)各類新能源的有效運用。石化生產(chǎn)過程中，需要提高新能源的耦合作用，在裝置的能源結(jié)構(gòu)上進行改進，能源替代效果可達到20%以上，并且不會對石化生產(chǎn)過程造成影響，解決石化生產(chǎn)中消耗過大的問題。石化生產(chǎn)的熱量消耗較大，拓展能源結(jié)構(gòu)具有必要性，需要實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的應(yīng)用指標(biāo)，提高對能源結(jié)構(gòu)的利用率。

4 結(jié)論

綜上所述，石化行業(yè)屬于高消耗、高污染的產(chǎn)業(yè)，將會增加環(huán)境中的碳排量，需要對碳排放情況進行分析，做好碳排放影響評價工作，加強對碳排放情況的管理。碳排放對石化產(chǎn)業(yè)具有抑制作用，需要對碳排放影響因素進行分析，結(jié)合環(huán)境情況進行解析，為碳排放的控制提供依據(jù)，將碳排放影響控制在較低水平。碳排放控制基于環(huán)境影響評價進行，提出具有針對性的控制策略，突破石化行業(yè)碳排放控制的瓶頸，保障減排措施能夠發(fā)揮效果。