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石油焦进口之忧聚焦高污染能源增长模式

2018-11-02 12:09:12

石油焦进口之忧:聚焦高污染能源增长模式

中国依然把石油焦作为贫煤的廉价替代品,然而其污染更为严重

石油焦进口日前成为中国环境领域备受关注的焦点问题。

原油的加工中,首先是经过常压和减压蒸馏分出汽油、煤油、柴油等轻质馏份,然后再通过加氢裂化、催化裂化等方式进一步生产汽油、柴油。前述充分提取后剩下的渣油,通常用以生产沥青,作为铺路使用。

随着石油精炼技术的进步,人们发现渣油中还有可以进一步榨取的成分,就发明了焦化技术,对减压渣油、二次加工尾油等重质油进行高温深度加工。经过上述手段吃干榨尽后留下的残渣就是石油焦,其含碳量在80%以上。

含硫量较低的石油焦可以卖给钢厂、铝厂制作石墨电极;高含硫的石油焦,只能被发电厂、水泥厂作为燃料,这种燃料比煤炭要便宜,但其污染程度和碳排放量也比煤炭高。

据《华尔街》2013年10月15日的报道,近年由于美国炼油企业从委内瑞拉和加拿大进口许多重质原油,因此该国有大量的副产品石油焦。但石油焦对环境的危害使得它在美国本土的市场受限,一度在底特律市堆积如山,并因此收到大量投诉。之后,美国人找到一个庞大的国际出口市场,这就是中国。

美国能源部的数据显示,从2006年开始,石油焦在美国国内的销量就开始减少,但中国的需求一直在增加。2013年上半年,中国从美国进口了超过2400万桶的石油焦,同比增长近55%。目前,美国出口海外的全部石油焦中有20%运往了中国。

财新查询的中国海关数据显示,2012年中国从美国进口石油焦达562万吨,累计同比增加52%,占2012年中国石油(7.56,0.01,0.13%)焦进口总量的52%。

据专业信息咨询机构安迅思息旺能源的分析,由于2012年中国对燃料级生焦需求明显上升,焦代煤优势显现,所以从美国进口石油焦的数量加大。中国从美国进口的石油焦以高硫低灰弹丸焦为主,主要流向中国玻璃厂、电厂等作为燃料。

据财新了解,中国许多电厂,在不改变燃烧工艺的情况下,以10%的比例掺烧石油焦,燃烧效果比单纯烧煤要好。有些采用循环流化床技术的电厂,甚至可以百分之百使用石油焦。

但是和高污染的燃煤相比,燃烧石油焦的污染可能更大。

华中科技大学煤燃烧国家重点实验室曾经做过石油焦在燃烧和排放特性上与煤的对比,结论是:石油焦的含碳量、含硫量、含氮量都比贫煤要高,燃烧中必须注意二氧化硫和氮氧化物的排放,防止对大气的污染。

根据美国能源资讯管理局(USEIA)的数据,大量的石油焦出口,是美国在2011年成为石油净出口国的重要原因,这也是60年来该国次成为石油净出口国。石油焦行业分析师凯莉萨特斯维特(KerrySatterthwaite)表示,石油焦甚至算不上一种副产品,而是一种垃圾,因为它的储运成本非常高,生产它的成本却几乎为零。由于美国环保局不再颁发新的使用石油焦作为燃料的许可,中国和墨西哥成为主要的消化地。

清洁技术(CleanTechnica)站评论员蒂娜麦卡锡(TinaMCasey)指出,虽然美国把石油焦出口了,但是不可避免地要受到碳排放所增加的全球变暖威胁,更直接的,也会受到来自中国和亚太其他国家飘来的雾霾的威胁。

是否小题大作

根据石油焦的结构和外观,分为针状焦、海绵焦和弹丸焦,针状焦具有明显的针状结构和纤维纹理,对生产工艺和原料都有特殊要求,主要用于生产电炉炼钢的高功率石墨电极;海绵焦化学活性高、杂质含量低,主要用于炼铝行业和碳素行业;弹丸焦一般是由高硫、高沥青质的渣油生产,只能作为燃料用于发电、水泥等工业。

随着原油变重、重质燃料油市场缩小以及环保对于汽油、柴油质量要求的提高,焦化已经成为重要的渣油加工手段,随之而来的是产生越来越多的石油焦。目前美国是的石油焦生产国,国际市场石油焦的价格随煤炭的价格和石油焦供求波动,大致是煤炭的75%。从价格上,目前美国的高硫石油焦价格在美元之间,中国的价格在元人民币之间。

2012年,全球的石油焦产量达到1亿吨,多数产生于北美的炼油厂,其中只能作为燃料的高硫石油焦有7500万吨,这些石油焦大多数被仍然以煤炭为基础能源的中国和印度消化。

国际石油变革组织(OilChangeInternational)研究总监罗尼斯托克曼(LorneStockman)在一篇文章中说,石油焦是地球上脏的石油产生的脏的残留物,越差的原油,产生的石油焦就越多。

斯托克曼告诉财新,石油焦之所以便宜有几个原因,首先它只是石油工业的一种副产品,石油公司已经从汽柴油等产品中赚了足够的钱,其次这种副产品的运输和储存都需要大量的空间,而且石油焦作为燃料的污染物排放非常高,所以它对于消费者的价值也有限。但是它的热值非常高,如果价格合适,虽然需要增加一些工艺,电厂很愿意把它作为燃料。

虽然热值高和灰分少让石油焦成为一种可以在燃煤发电厂使用的理想发电燃料,但是其高含硫量和低挥发性质,导致其在燃烧过程中产生的环境问题同样明显。为了满足现行的排放标准,必须增加一定的脱硫过程。

斯托克曼说,必须承认石油焦是一种很不好的燃料,它的二氧化硫和二氧化碳排放都非常高。从产生热量的角度,石油焦产生的二氧化碳比煤炭高5%-10%,燃煤电厂本身的碳排放已经对全球变暖造成了极大的影响,而在燃煤电厂掺烧或者改用石油焦,势必进一步增加碳排放。

他在一份报告中指出,即便石油焦导致的二氧化硫排放,可以通过脱硫解决,但它导致的碳排放,目前在发展中国家还没有强制性限制,而且石油焦的排放物质中还包括大量的PM10和PM2.5颗粒物以及大量重金属和多环芳烃有机物,这些物质都是潜在的致癌物。

根据加拿大新斯科舍省对本地使用石油焦情况的统计,在产生同样能量的情况下,石油焦的二氧化硫排放是煤的倍。虽然循环流化床技术可以通过在燃烧过程中添加石灰,吸收90%的硫,但是随着环保标准的提高,他们也在逐年减少煤和石油焦的使用比例。

在碳排放上,欧盟曾经对各个国家使用不同化石燃料所产生的碳排放做过统计,发现虽然不同的国家在具体的排放强度上有所不同,但是在一个国家中,如果使用的燃料中包括石油焦,那么石油焦的碳排放强度是的,超过煤炭、汽油、燃料油等其他燃料。

为了保护环境和削减碳排放,2013年1月,加拿大曼尼托巴省宣布从明年起禁止使用煤炭和石油焦作为取暖燃料,并增加使用煤炭和石油焦作为工业燃料的排放税。

中国石油大学中国油气产业发展研究中心主任董秀成告诉财新,现在炼油厂都是强调吃干榨尽,石油焦是炼油剩下的差的东西,再炼也没什么价值了,没有别的用处,肯定是要烧掉。而且石油焦要比煤便宜,相对来说比较有优势,许多电厂也是出于经济的考虑使用石油焦。

不过,在他看来,虽然石油焦的污染比煤炭更大,但是每年上千万吨的石油焦相比中国每年消化的几十亿吨煤炭来说,污染比重还是占比非常小,几乎可以忽略不计,美国人强调这个事,有些小题大作。

清华大学热能工程系的岳光溪院士也告诉财新,因为中国大多用重质高硫原油做石油炼化,自产石油焦里的低硫焦比例很小,因此需要进口低硫焦作原料而不是燃料。而高硫焦只能作燃料,国内基本上在石化企业用于自备电厂燃烧。

曾经有一段时间国内煤炭紧张,价格高企,因此在发电的循环流化床锅炉掺上部分高硫焦是合算的,反正脱硫成本低,可以忍受。岳光溪说,虽然不了解近中国的石油焦进口情况,但是考虑到近国内煤炭价格大幅度下跌,从常识上判断,现在发电行业不可能进口高硫焦作发电燃料。

有中介机构的分析报告显示,中国从国外进口的石油焦种类,以高硫低灰弹丸焦为主,主要被部分玻璃厂等企业用作燃料。

出路在何方

虽然正在迈向清洁能源,但是人类社会在短时间内还是离不开石油,甚至离不开煤炭,石油工业的副产品被燃煤工业所消化,看上去也顺理成章。

中国能源首席信息官韩晓平对财新表示,石油焦主要就是炼油的废渣,热值还高,美国的电厂用不了,中国电厂普遍使用循环流化床锅炉,适合这种燃料,可以加石灰把硫中和掉。

中国电厂很多在烧石油焦。他认为,如果经过严格的检测,排放达标,满足环保要求,就没有理由不让他们烧。当然,中国的环保标准确实也需要提高。

他说,现在中国电厂的排放水平在不断提升,使用布袋除尘后,比较大的颗粒物都能挡住,但是PM2.5挡不住,这不仅是石油焦,煤也一样。对中国来说,总体趋势上我们还是应该烧更干净的东西,多烧天然气,需要整个能源结构的调整。

韩晓平指出,首先要承认这是一种能源,不是垃圾,不能说我们怎么进口垃圾,这是一种能源产品。能源结构的提升是一个过程,也不能要求太激进。

曾经对于石油焦专门做过研究的东南大学热能工程研究所赵长遂教授则对财新表示,石油焦作为一种炼油副产品,含硫量低的可以做电极,含硫量高的就只能作燃料,作燃料时的主要问题是二氧化硫浓度很高,企业要想办法在回收能量的同时不造成污染。

他认为,谁都不愿意烧高污染的东西,从烧煤上也是提倡低硫煤,经济效益、环境效益、社会效益要总体考虑,每个国家都是这种趋势。

斯托克曼的观点则比较激进。他认为,考虑到燃烧石油焦的排放,储存石油焦也需要大量的空间,理想的策略就是减少对于重质原油的使用。

他说,美国环保局限制燃煤电厂使用石油焦的原因,就是因为二氧化硫排放,当然如果脱硫比较充分,这也可以接受,但是这会大大增加成本。美国的石油焦大约40%在国内消化,其余都被出口,而中国是的买家。

他说,如果美国环保局对于碳排放的要求能够顺利实施的话,美国国内燃煤电厂对于石油焦的消费会更少,石油焦的价格会更低,中国可能会进口更多。

美国休斯敦KBCAdvancedTechnologies公司的能源顾问马克鲁特(MarkRoutt)说,虽然美国不再发放把石油焦当作燃料的更多许可,但是其他国家,尤其是中国,把石油焦看作是一种贫煤的廉价替代品,这也增加了中国的环境压力。此外,来自印度和拉丁美洲的水泥厂等企业,也对石油焦有强劲需求。

鲁特说,他不想做什么价值判断,因为这涉及到排放控制的问题,有些人认为这没什么问题,这就是为什么这些燃料被出口到了墨西哥,被出口到了中国。一个人的垃圾,成为了另一个人的财富。

斯托克曼说,他认为中国需要非常重视空气污染问题,而石油焦只能让问题变得更糟。现在许多中国的燃煤电厂通过用石油焦取代煤炭省了很多钱,但是这是以人们的健康和全球气候变化为代价的。

斯托克曼认为,作为全球的煤炭和石油焦的进口国,中国目前对于人类的历史和地球能否维持在一个可持续的轨道上,肩负有很大。

中国有权利发展自己的经济,但是应该很快意识到,在不毁灭未来的情况下做这件事,是明智的。他说,他有很大的信心,中国将在全球走向清洁能源和提高能源使用效率的过程中,扮演的角色,而减少石油焦的进口,将是减少二氧化硫和二氧化碳排放的很好的方式。

他说,中国如果这样做,也会让石油焦失去一个主要市场,让重油开采和提炼行业感受到压力。

但是石油焦如果不烧,还能怎么办?华东理工大学洁净煤技术研究所王辅臣教授告诉财新,石油焦作为燃料,烟气中二氧化硫的脱除是一个很大的问题,就算是加石灰脱掉了80%,剩下的还相当于煤炭的硫含量。现在有些化工厂想利用石油焦制作合成气,不仅回收了热量,也同时把硫提取出来。

岳光溪院士也指出,高硫焦做气化原料时,硫份会转变为硫化氢,后者在后续脱硫工段转换为单质硫,不会排放到大气中。

岳光溪称,中国缺硫,每年都要进口,说不定中国可以把高硫焦的硫直接提取,同时得到低硫焦和硫磺。

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