碳索第16期 | 氮肥企业的节能减排现状

编者按：世界农化网『碳索』系列文章，对“双碳”背景下跟可持续发展相关的政策法规，产业环境，企业先进实践等话题开展专题讨论，以期从全球视野带来更广泛的观察和思考，助力中国农业健康持续发展。氮肥行业是国民经济的基础产业，在农业发展进程中呈现刚需的特征，本期内容小编主要探讨了以氮肥企业为主的石油化工企业的碳排放现状，以及当今形势下相关能源技术所存在的局限性。氮肥企业的节能减排关乎着农业与工业“碳中和”实现。

目前，我国是世界化石能源消耗和碳排放最大的国家，同时也是石化和化工行业生产及消费大国，减少碳排放必然会对我国石化和化学工业产生重大影响。而氮肥行业 2020 年二氧化碳排放量占石化和化工行业排放总量的 19.9%，其碳排放量在各子行业中名列前茅。因此，石化和化工企业界，尤其是氮肥企业，应对世界碳排放形势和我国的碳排放政策以及相关控制措施应引起足够的重视。

氮肥行业是国民经济的基础产业，氮肥是粮食的“粮食”。近几年，我国的氮肥在工业消费方面增长较快。在农业消费方面，氮肥经历从高峰期到下降期、后又转入平稳期的过程。预计今后每年需求还会略有回升，呈现刚需的特征。国际能源署研究表明，预计氮肥企业可能要到 2040 年才能实现碳达峰。对中国来说，用最短的时间实现从碳达峰到碳中和，无疑需要付出更多的努力。

氮肥企业必须紧跟国内外形势，知晓国际和国家的碳减排政策，关注碳排放配额，了解碳市场内外部环境、运行规则和履约程序。全国碳交易系统已于 2021 年 7 月 16 日启动电力行业的线上交易，预计其对应的碳排放配额可达 40 亿吨。

后续将造纸、化工等八大重点耗能行业全部纳入全国碳排放权交易后，碳排放配额有望翻番，届时中国有可能成为全球最大的碳排放权交易市场。因此，企业要逐步培养自己的碳核算专职人员，能利用碳金融工具为企业服务，实现从碳成本向碳收益转化。

同时，氮肥企业还要提升碳排放管理的信息化水平，进行企业能耗监控和过程排放监控，建立碳排放登记和管理的信息化系统，弄清从原料到产品的碳足迹，完善计量体系，做好碳资产盘查，摸清自己的碳排放家底。

氮肥企业还应适时跟踪行业内外碳减排的成功经验，如发电、钢铁行业和甲醇、氯碱等子行业，以及氮肥行业内的一些成功做法，研究制定合理可行的碳减排措施和路径，走出一条科学的碳减排之路。特别要强调的是，在疫情、安全环保和经济效益多重压力的背景下，行业内的企业会把更多的精力放在企业生存上。当前，碳减排的国家战略目标已定，气候行动与每一个企业密切相关，不可回避。

我国以煤为原料的合成氨装置温室气体排放因子明显大于国外先进气流床的排放因子，但以煤炭为主的原料结构决定了我国氮肥企业要实现碳达峰，第一优选路径是提高能源利用效率。如果我国氮肥企业的合成氨平均综合能耗能从目前的 1273 千克标煤 / 吨氨下降到先进水平 1150千克标煤 / 吨氨，则每年可少用 730 万吨标煤，减排 1940万吨 CO2，占 2020 年碳排放总量的 8% 左右。以天然气、焦炉气为原料的氮肥企业虽然碳减排压力相对较小，但仍然要以节能提效为核心，提高能源利用率，将碳减排的工作做得更好。

目前，国内氮肥企业节能提效主要依靠先进节能技术的开发和应用，包括煤炭高效利用、余热余压综合利用、大型机组节能改造、蒸汽系统优化改造、用能设备更新改造等。

氮肥企业生产每吨氮肥的温室气体排放达 8.3 吨 CO2，因此，在“双碳”背景下，企业要密切关注新技术的进展，要更加注重绿色低碳技术开发及应用，研究发展成本低、效益好、安全可靠、减碳效果明显，具有推广前景的低碳或零碳技术。如果生产每吨氮肥的温室气体排放量降至 4.8吨 CO2，应用到全国氮肥企业中的减排潜力将达 1.61 亿吨CO2，相当于全国温室气体总排放量的 2.5%。

在实现“双碳”目标过程中，从源头上减少 CO2 排放是重要一环，CO2 回收、存储和利用更不可忽视。因此，将CO2 转化为化学品实现碳资源回收利用，是末端治理中降低碳排放的重要手段。氮肥企业中的尿素就是利用 CO2 为原料生产的传统化工产品，平均每吨尿素消耗 0.75 吨 CO2，每年尿素生产消耗 CO2 超过 4200 万吨。

此外，随着新技术的开发，以 CO2 为原料制造下游产品的新技术还会不断涌现，如 CO2 加氢气制甲醇、CO2 生产碳酸酯、生物基化学品、可降解塑料等。目前 CO2 的大量利用仍是世界性难题，需要全社会的共同努力，还需要高校、研发机构以及企业加大资金投入和研发力度。同时企业要增强防范技术壁垒的风险意识，防止技术上被“卡脖子”，积极应对欧美各国的碳税机制，力争在全球产业链的关键节点争取主动权。

能源清洁低碳化是实现源头减碳的最佳选择。天然气作为传统能源中的低碳清洁能源，在今后的能源转型中将发挥重要作用。天然气为原料制造氮肥相比煤炭的碳排放强度要低 50% 以上。此外，据测算，我国非化石能源消费占比到 2030 年将由目前的 15% 左右上升到 25%，新能源发电成本将大幅降低。从长远来看，氮肥企业可以有计划地逐步推进生产系统中大型设备的电气化改造，从而减少蒸汽用量，降低化石燃料的使用。氮肥企业甚至可与相关企业合作建设光伏、风能发电等配套项目，提高装置“绿电”使用比例。

 参考文献：[1]芮群.“双碳”目标下氮肥企业节能减碳责任研究[J].广西节能,2021(04):17-19.

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