化工園區產業耦合發展是石化化工行業走新型工業化道路,協同推進降碳、減污、擴綠、增長的必然要求,是行業實現高質量發展的必由之路。目前,我國化工園區產業耦合發展正處于探索階段,賽迪研究院通過對石油化工、煤化工、鹽化工和精細化工等四類園區的分析,總結出產業耦合發展的四種典型模式,以期為化工園區產業耦合提供個性化“路徑清單”。
一、石油化工園區“一體化式”耦合發展
石油化工行業具有產業鏈長、產品豐富、關聯度大、支撐作用強的特點。石油化工園區“一體化式”耦合發展是以煉化一體化為核心,圍繞“鏈核企業”,摸清不同企業間產品、副產品、廢物的類型和數量,以市場導向為基礎,挖掘企業間物質交換和產業共生的機會與節點,通過產業鏈延伸耦合、裝置互聯互通,把一個企業的產品、副產品或廢棄物作為另一個企業的投入或原料,推動整個石化園區產業群的循環發展。
福建泉港石化園區具有“一體化式”耦合發展特征。通過產業鏈的延伸與構建,實現項目間、企業間、產業間的物料閉路循環,促進原料投入和廢物排放的減量化、資源化。縱向延伸上,綜合利用環氧乙烷、石油苯、乙烯、丙烯、丁二烯等發展減水劑聚醚、環己酮、乙丙橡膠、丁苯橡膠等產品,回收利用C4、C5資源,形成從有機原料、合成材料到化工新材料、橡膠和塑料制品等上、中、下游配套完善的產業體系;橫向耦合上,以節能技術提高產業鏈間的耦合和共生力度,加強企業間能源、資源以及廢料、余熱余能互相利用程度,如推動煉化一體化和氯堿化工融合,通過丙烯、對二甲苯、環氧丙烷等的互供,綜合利用電石、工業鹽,高效生產PBT、聚醚等產品;公共服務平臺和基礎工程建設方面,建立綜合管廊、氣體供應中心、集中供熱(熱電聯產)、廢物回收利用、物流中心、供給水系統、電力系統、消防綠化等集成化的公共輔助基礎設施,支撐園區一體化建設。
二、煤化工園區“進階式”耦合發展
由于煤炭碳氫比較高,煤化工在生產碳氫含量相當或碳少氫多的產品過程中,需要排碳補氫,帶來高耗能、高排放問題,成為“雙碳”目標下制約行業發展的重大瓶頸。煤化工園區“進階式”耦合發展是通過與綠電綠氫、碳捕集利用與封存(CCUS)和石油化工等耦合,實現園區源頭、過程和終端減碳,形成向產業鏈下游擴展的高端化、高質化、高新化循環產業鏈,提升煤化工園區發展能級。
寧夏寧東能源化工基地是“進階式”耦合發展的代表。其依托寧東光伏產業園和綠電園區,實施規模化可再生能源制氫示范工程、綠氫耦合煤化工示范工程、綠氫儲能示范工程等,打造國家可再生能源制氫耦合煤化工產業示范區;與中國石油長慶油田分公司、國能寧夏煤業公司合作建設300萬噸/年CCUS示范項目,捕集煤制油項目二氧化碳,經管道輸送至中石油長慶油田用于驅油,將建成我國最大的碳捕集利用與封存全產業鏈示范基地,首次實現現代煤化工和大型油氣田開采間的綠色減碳合作。榆林國家級能源化工基地推進煤化工和石油化工深度融合,建設煤炭分質利用制化工新材料示范項目,通過煤炭熱解和半焦氣化相結合生產三烯、三苯等基礎化工原料,并聚焦紡織材料、汽車材料及建筑裝飾材料三大領域,生產高附加值材料、電池電解液、可降解塑料及特種油品等四大類終端產品。
三、鹽化工園區“賦能式”耦合發展
鹽化工層次多、領域寬,主要提供“三酸兩堿”,作為其他化學品的原料、清洗劑、洗滌劑,被廣泛應用于醫藥中間體、農藥中間體、新能源等領域。鹽化工園區“賦能式”耦合發展是指將氯、磷、氟等優勢基礎化工元素與石油化工、煤化工等的多元有機原料組合對接,瞄準聚氨酯材料、高性能纖維、工程塑料、電池材料、電子化學品等化工新材料產業鏈,為其配套核心、關鍵原料和中間體,并充分利用副產氫氣資源發展有機氯產品氫化深加工、氫燃料電池,為化工新材料產業、氫能產業及園區自我發展賦能。
上海化工園區“賦能式”耦合發展走在前列。該園區以乙烯產品為龍頭、氯堿產品為基礎,通過氯氣管道、燒堿管道隔墻式供應模式,為高性能纖維、涂料、薄膜、膠粘劑等所需關鍵原材料MDI/TDI/PC等提供原料氯、燒堿、有機氯產品,構建自上而下、有機融合的氯堿產品體系,打造化工原料、中間體、產品和廢棄物互供共享的產業鏈。焦作市工業產業集聚區建立了國內首個氯堿副產氫熱電聯供項目,也是目前國內首個商業化運行且功率最大的燃料電池熱電聯供項目,可為廠區解決2MW的供電,回收約7GJ/h的余熱,同時為周邊加氫站供氫,實現氫氣的綜合利用。
四、精細化工園區“平臺增強式”耦合發展
精細化工產品附加值高、種類多、合成過程復雜、后處理流程長,生產單位產品污染物產生量高達5-100g/kg,酸、堿、鹽等無機原料幾乎全部進入廢棄物,加之所含的復雜有機雜質,使得精細化工園區的產品及廢棄物呈現多源、多因子等特點。精細化工園區“平臺增強式”耦合發展是指通過加強科創中心、中試基地及智慧監管平臺等公共服務平臺建設,建立多層次立體化協同創新體系及全過程污染防治管理體系,提升園區集成式管理服務能力。
上虞經濟技術開發區“平臺增強式”耦合發展值得效仿。一方面,建立了中國科學院控股有限公司新材料創新基地,依托中國科學院化工新材料技術創新與產業化聯盟作為技術源頭,通過國科控股下設的產業發展基金提供資金保障,制定《中試項目管理辦法》。另一方面,搭建了減污降碳協同增效數智平臺,形成縱向貫通浙江省減污降碳在線等平臺,橫向融合智慧環保監管等數據,可實時感知、及時預警的一張感知網;建立園區產品、原輔料、危險廢物等信息庫,開發自動匹配模型,繪制供應鏈協同關系圖譜;開展物料平衡核算及污染物溯源,將企業的廢水總量、污染物排放總量、溶劑消耗等分解到各車間、各產品,制定年度目標并逐年提高目標,開展精細化動態考核。
文 |賽迪智庫材料工業研究所 商龔平 張波 張海亮 肖勁松
中服云(www.cserver.com.cn)
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