关注煤化工的污染及防治
潘连生
随着科学发展观的逐步深入贯沏,人们更多的关注在煤化工发展中的污染及防治问题。随着国务院有关“积
极引导煤化工健康发展”[国务院办公厅(2009年5月18日)《石化产业调整和振兴规划》]指示的认真贯彻,
人们有理由期待在煤化工的污染防治方面应有新的举措,出现新的局面。
环境形势依然严峻
经济增长、社会进步与环境保护是可持续发展的三大任务,正确处理经济发展与环境保护是我国可持续发
展的核心问题。环境是国民经济可持续发展的基础条件,环境安全是社会公平与稳定的重要保障,环境改善是
实现全面小康目标的重要任务。为避免重复发达国家走过的先污染后治理、以牺牲环境换取经济增长的老路,
我国积极探索有中国特色的环境保护新道路。在污染防治取得积极进展的同时,也要清醒认识到,当前环境形
势依然十分严峻:
1. 污染物的总量居高不下
据有关专家测算,即使实现“十一五”减排指标,我国化学需氧量和SO2排放总量仍高居世界第一,远远
超过环境承载能力。
2. 环境污染的总体形势不容乐观
城市大气环境质量虽有所好转,但仍有1/3的城市超标,若按欧盟标准评价,超标城市数量将超过95%。全
国大江大河水质虽有所改善,但仍有近1/4监测断面超过劣V类水质。流经城市的河段污染尤为严重,全国流
经城市中的河流中,90%的河段受到比较严重的污染,全国约有一半城市市区地下水污染严重,且污染区域不
断扩大。75%的江河湖泊出现了富营养化问题,城市内湖污染严重。28个国控重点湖库中有39.3%为劣V类水
体。
3. 新的污染问题不断出现
机动车保有量快速增加导致大中型城市空气中氮氧化物和挥发性有机物浓度增加,由此造成化学烟雾污染
和大气灰霾频繁发生。危险废物环境安全隐患严重。士壤污染开始呈现以有机污染物和重金属共存的复合型污
染态势,危害农作物生长和土地开发利用,甚至对人体健康造成直接危害。
当前我国面临的环境压力过大,环境和资源问题突出,解决起来十分困难。我国面临的环境形势可概括为:
局部地区和行业的部分环境指标有所下降;环境恶化状况尚未得到根本遏制;环境形势依然十分严峻;未来的
环境压力将继续加大。
导致环境问题的主观因素不容忽视
我国环境问题的成因是综合性的。我国工业化进程加快发展特别是重化工快速发展是污染密集化产生的历
史阶段。此外,由于一些地方片面追求经济增长,急功近利,竭泽而渔,忽视环境保护,导致环境问题不断加
剧。从环境和资源的角度看,我国以往的经济发展过程总体上具有“牺牲环境换取经济增长”的特点。“以环
境换增长”的发展方式后果是严重的,付出了过大的资源环境代价。与我国快速的经济发展相比,环境保护的
脚步似乎有些迟缓。造成严重环境问题的原因中有主客观原因,但主观因素占很大比重。
1. 经济发展方式转变迟缓
我们多年来一直强调转变经济发展方式,即从粗放型转变为集约型,但是进展却相当迟缓。如果目前这种
高投入、高消耗、高污染的经济发展方式不改变,环境污染严重状况就难以改观。国内外的实践都证明,走新
型工业化道路的发展方式,是一项明智的选择,不仅可以促进经济的持续发展,而且可以从源头上解决环境污
染问题。
党的十六届五中全会把“加快建设资源节约型、环境友好型社会”列入国民经济与社会发展中长期规划。
党的十七大又进一步把建设资源节约型、环境友好型社会写入党章。这是党和国家对我国发展方式进行重大战
略调整的重大决断。标志着环境保护作为基本国策己成为全党意志,成为发展的行动指南。
2. 法制松驰、监管不力
我国宪法规定“国家保护和改善生活环境和生态环境,防治污染和其他公害”。我国环境法治工作于十一
届三中全会后全面启动,国家己颁布环境与资源保护方面的法律25部,主要领域和方面都有了规定。如果按
法律、规定去办,现存的环境污染和生态破坏问题应该得到控制。但是有法不依、执法不严、监管不力的问题
十分突出。“违法成本低、守法成本高”的问题依然存在,原因就在于有些政府的作为不够。环保法规定,各
级地方政府“对本辖区的环境质量负责,采取措施改善环境质量”。实际上一些政府把这一法律放在了一边,
甚至对依法监管进行干扰。国家对干部的政绩考核制度过分强调GDP的增长,没有把环保政绩与经济成绩同等
对待,这也是某些地方政府环境保护作为不够的重要原因。
煤是化学工业的主要能源及原料。煤是由有机质和无机质两大部份组成的复杂物质。要把一个构成复杂的
不清洁的物质经过多过程的物理、化学加工转化为清洁能源和化工品,必然会产生一些污染物。这些污染物对
环境造成污染,表现为大气污染、水体污染及土壤污染。煤炭是低效、高污染的能源。一般说来,煤在加工过
程中产生的污染物比碳氢化合物(石油、天然气)要高得多。煤化工是一个重要的污染源,要发展煤化工,必
须同时解决由此产生的污染问题。煤化工只能在环境容量允许的条件下发展,即在生态、环境可承载的能力和
条件下发展。
煤化工产业健康发展必须同时解决污染问题
煤化工可生产多种化工产品和能源化学品,其生产过程不一样,产生的污染及其严重程度亦不一样。据有
关资料报道,某省是典型的资源型、高耗能、高污染的产业结构,并为此付出了巨大的环境代价。其“可持续
发展力排名全国第26位,生存支撑系统排名全国倒数第一”。环境的污染、资源的枯竭已严重制约了该省经济
的可持续发展。对此,该省已做出“面对工业污染防治形势和残酷的污染现实,痛定思痛,向污染宣战”的重
要决策。难道我们不应该深思—下以粗放为主的发展方式所付出的生态、环境的代价过大,难以为继吗?难道
不应该深思所走过的一条先污染后治理、以牺牲环境换取经济增长的道路是难以可持续发展的吗?
近年来,煤化工发展重点主要是经煤气化制合成气再深加工生成各种化工品的过程。煤气化是生产各类煤
基化学品(氨、甲醇/二甲醚等)、煤基液体燃料、煤基低碳烯烃、制氢、先进IGCC发电、多联产系统的共性、
关键技术,是煤化工的基础。
由于煤气化工艺的不同,随之产生的污染物数量亦不同。例如,鲁奇气化工艺对环境的污染远远大于德士
古气化工艺。以褐煤、烟煤为原料进行气化产生的污染程度远远高于以无烟煤和焦炭为原料的污染物。气化工
艺不同,污水中杂质大不相同。与固定床相比,流化床和气流床工艺的废水水质较好。
大型煤化工企业选用的煤气化工艺技术主要有GE水煤浆加压气化(激冷流程)和多喷嘴水煤浆加压气化(激
冷流程);正在接受适应性考验的壳牌干煤粉加压气化;正在建立示范装置的GSP干煤粉加压气化(激冷流程)
和两段式干煤粉加压气化(激冷流程)以及已通过中试鉴定的多喷嘴干煤粉制气工艺(激冷流程)等。这些气
化装置都有几种污染源。其一是熔渣激冷后排出的粗渣,如壳牌干煤粉加压气化排渣量占煤中灰分总量的60%,
水煤浆加压气化及GSP的排渣量均占煤中灰分总量85%,只要妥善堆放或找到综合利用出路(如作为筑路等建
筑材料或用作水泥原料),对环境不会产生污染。其二是如壳牌干煤粉加压气化装置从高温高压飞灰过滤器排
出的飞灰,装置排飞灰量约占煤中灰分量的34%,以日处理2000t含灰量占20%的干煤粉为例,每天排出136t
飞灰如何综合利用是值得企业关注的大问题,如找不到固定用户而随意堆放,将对周围环境产生污染。其三是
系统排出的黑水,经絮凝沉降回收利用,尚有部分灰水需经除氨、除氰处理后才能外排,是可以解决的。黑水
中的沉降灰渣,经压滤后成滤饼外排可以综合利用或作为燃料外供。随合成气带出的H2S,在后续合成气酸性
气脱除时可以脱除并回收利用。至于少部分从黑水闪蒸排出的含H2S废气,可以回收综合利用或送火炬燃烧排
放。
煤直接液化制油、间接法制油、MTO等正在进行工业示范试验,人们有理由相信在试验后的正式评估中将
会拿出明确的污染及治理方案。据有关资料,这些过程的污染是可控的、可治理的,当然要采用先进技术和付
出必要的投资代价。
一般说来,对于煤化工污染的防治可能有4种情况:
1. 只要充分重现,集成采用各种先进适用的新技术和新装备,付出足够基建投资和经常运行费,绝大部
分的污染是可以得到治理和控制的。
根据国际经验,一个大型现代化以乙烯为龙头的石油化工厂用于环境安全设施的投资约占全厂基建总投资
的20%以上,一个现代化大型化工厂的环境安全设施投资约需16%以上。煤化工的污染较重,其环境安全设施
的投资可能较高。
2. 煤化工污染的重点(难点)是污水处理问题。焦化污水有酚、氨、氰、硫化氢和烃等,经煤气化合成
氨、醇、烃等物质的污水中含有醇、酸、酮、醛、酯等有机物。污水中的COD和BOD均较高,有的生化降解有
难度,污水的无害化处理还要下很大功夫,有的还需进行科研攻关。
我国的淡水总量占全球水资源的6%,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。水资源短缺和水体污
染已成为我国水资源存在的两大问题。水污染已成为各种水问题中最复杂、最严峻、最亟待解决的问题。2008
年,全国地表水污染严重,七大水系水质总体为中度污染,湖泊富营养化问题突出。工业废水排放量约占流域
总量的40%。化工废水排放量约占全国废水总量的30%左右,居各工业系统之首,是排废的大户。
随着黄河中上游流域经济社会迅速发展,产业布局和企业生产事故等原因,近年来污染事件不断发生。2005
年黄河中上游水质总体污染严重,主要污染物特征呈有机型污染。2005年18个国控断面中,61%的断面达不
到Ⅲ类水质要求,渭河、汾河地表水资源匮乏,水污染非常严重。2005年黄河中上游流域废水排放量29.1亿
t,COD排放量123.5万t,废水中COD排放平均浓度高于全国平均水平的60%。根据社会经济发展预测,2010
年全流域排污量将比2005年增加25%以上,水环境压力巨大。2008年黄河水系水质总体为中度污染。Ⅳ类、
Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为6.8%和20.5%。 黄河支流水质总体为重度污染。
水资源浪费现象严重,节水具有很大潜力。我国工业用水的重复使用率平均仅为40%左右,而发达国家平
均为75%~85%。我国万元工业增加值取水量约为发达国家的5~10倍。城镇供水管网漏水率为20%左右,是发
达国家的3倍。
3. 近年来,人们格外关心煤化工的温室气体的排放问题。温室气体主要是指CO2、甲烷、NOX和氟氯烃类
(CFCS)等。虽然目前在我国CO2没有直接被作为污染物被控制,但联合国气候变化框架公约《京都议定书》
己经生效,我国亦已做出必要的承诺。气候变化的严峻现实要求人类采取措施。1991~2005年我国已减少排放
18亿t CO2,“十一五”期间我国还将减少排放13亿t CO2。
我国以煤为主体(约占一次能源的70%)的能源结构导致大气污染物排放总量居高不下。2008年全国23.2%
的城市空气质量未达到国家二级标准,城市空气中的可吸入颗粒物、SO2浓度依然维持较高水平,城市大气污
染依然严重。我国SO2排放量和CO2排放量分别居世界第一和第二位,空气质量持续恶化己对环境形成难以承
受的压力。
在各种化石燃料中,煤炭燃烧对温室气体的增长率最高,比石油高29%、比天然气高69%。我国大气污
染物排放中85%的SO2、85%的CO2、60%NOX、70%的烟尘均来自于煤炭。在煤制油的转化过程中,大约70
%的C生成CO2后直排大气,每生产1t油所排向大气CO2约8.8t。每生产1t甲醇排出CO2约2.3t。每生产
1t氨排出CO2约3.4t(某先进气化工艺配尿素流程,含动力消耗中排出的CO2。为天然气制氨排出CO2的5倍)。
大量排出温室气体是发展煤化工所必须付出的环境代价。
人类为应对气候变化走向低碳经济。胡锦涛主席在2007年(APEC)会议讲话中明确表示中国主张“发展
低碳经济”。中国发展低碳经济受到诸多因素制约,实现低碳经济的目标还有很长的路要走。但我们必须为此
做出坚定、持久的努力。有关部门正在起草低碳经济发展指导意见,低碳经济发展将从呼声落实到产业政策。
4. 发展循环经济。从资源流程和对环境影响的角度考察,增长方式存在两种模式:一种是传统模式,即
“资源-产品-废物”的单向线性过程。经济增长越快,资源消耗越大,污染排放越多,对资源环境的负面影响
越大。另一种是循环经济模式,即“资源-产品-废弃物-再生资源”的闭环反馈式循环过程。现在发达国家正
在走的正是这种发展模式。而我国的能源利用率只有33%,工业用水利用率为55%,矿产资源总回收率为30%,
分别比国外先进水平低10%、25%和20%。近年来,我国高度重视循环经济,积极推进资源利用减量化、再利用、
资源化,从源头和生产过程中减少污染排放和减少温室气体排放。发展循环经济己从理念变为行动,在全国范
围内得到迅速发展。化工系统正在结合实际情况,认真贯彻国家制定的《清洁生产促进法》、《固体废物污染环
境防治法》、《循环经济促进法》、《关于加快发展循环经济的若干意见》,出现了许多新的气象。化学工业在变
废为宝,综合利用方面是可以大有作为的。
工业污染防治是中国环境保护工作的重点。与过去相比,中国工业污染防治战略正在发生重大变化。正逐
步从末端治理向源头和全过程控制转变;从浓度控制向总量和浓度控制相结合转变;从点源治理向流域和区域
综合治理转变;从简单的企业治理向调整产业结构、清洁生产和发展循环经济转变。我国正在深入贯彻科学发
展观,努力探索环境保护新道路。做为污染大户的煤化工产业应按照国家要求加强污染治理工作。
几点思考
1. 转变经济发展方式,把煤化工建设成为资源节约型、环境友好型行业
十七大报告指出:我国经济增长资源环境代价过大。以资源利用率低、高消耗换来的高增长,必然是高排
放和高污染。我国单位GDP的废水排放量比发达国家高4倍,单位GDP产生的固体废弃物比发达国家高出10
多倍。2006年中国国内生产总值占世界总值的5.5%左右,但能量消耗达到24.6亿t标准煤,约占世界能源消
耗的15%。2007年我国国民生产总值占世界的5.5%,却消耗了世界54%的水泥、30%的钢铁和15%的能源。单位
资源产出水平仅相当于美国的1/10、日本的1/20。我国己成为世界上煤炭消耗、钢消耗、水泥消耗、水消耗、
SO2排放、有机污水排放量最大的国家。也是世界上能源消耗、石油消耗、CO2排放笫二大国。十七大报告指
出粗放型经济增长方式尚未根本改变,要大力推进经济结构战略性调整。加速由目前的高投入、高消耗、高污
染,低产出、低质量、低效益的粗放型发展方式转变为低成本、低消耗、低污染,高产出、高质量、高效益的
集约型增长方式,己成为中国实现经济与环境协调发展的必然选择和重要政策目标。转变发展方式就是要实现
科学发展。
煤化工是资源消耗型行业,传统的煤化工是高能耗、高排放、高污染的行业。发展现代煤化工必须坚持降
污优先,节能优先的方针。力求把污染、物耗降到最低限度。煤化工健康发展的途径就是以科学发展观为指导,
以改革开放为动力,以可持续发展为基石,以提高科技创新能力为手段,以增强国际竞争力为目标,以节能降
耗、治污减排为突破口转变发展方式,进行战略性结构调整。努力提高可持续发展能力,把煤化工建设成为资
源节约型、环境友好型行业。实施以环境和资源可承受能力为基础的高效率、低污染、低排放的经济发展方式
是现代煤化工惟一可接受的可持续的发展方式。资源和环境的承载能力是煤化工发展的制约因素。可持续发展
已成为化学工业全面变革的主要推动力。我们必须充分认识到保护环境就是保护生产力,改善环境就是发展生
产力。环保问题归根到底是发展方式问题。
2. 抓住机遇,加快煤化工的战略性结构调整
国务院《石化产业调整和振兴规划》中指出:“一些地区不顾资源、环境条件,不注重能源转换效率,盲
目发展煤化工”;“稳步开展煤化工示范。坚持控制产能总量、淘汰落后工艺、保护生态环境、发展循环经济以
及能源化工结合、全周期能效评价的方针,坚决遏制煤化工盲目发展势头,积极引导煤化工行业健康发展”;“加
强生态环境保护。石化产业属于资源消耗量大、废弃物排放量高的产业,生态环境保护和安全生产责任重大”。
我们要认真贯彻国务院的决定,期待健康发展煤化工的新气象。
在应对国际金融危机过程中,要把调整产业结构、转变发展方式看作应对危机的机遇,看作是推进环境保
护事业发展的机遇。
经多年努力,我国己成为世界化学工业大国,目前己有近20种大宗化工产品的生产能力居世界前列。近
年来化学工业能源消耗量同样保持高速成长。2000~2006年期间化工总能耗年平均增长率达10%,在“十五”、
“十一五”期间更是呈加速增长的趋势。2006年我国化学工业能源消耗总量(不含石化部分)约为24779.04
万t标淮煤,占工业能源消费总量的14%以及全国能源消耗总量的10%。我国化学工业有必要采取更为得力的
措施来调整高耗能的产业结构,重点控制好“两高一资”化工产品生产、消费和出口。
在结构调整中化工行业要以节能降耗、治污减排为突破口推进战略性结构调整,转变煤化工的发展方式,
对达不到国家规定的能耗、环保指标等市场准入门槛的企业,有的要关停、有的要限期达标,决不手软。要依
法淘汰高污染、高消耗的落后产能。对低水平重复建设、“两高一资”和产能过剩项目设置“防火墙”。在审批
新项目时,要严格执行和继续改进环评制度,为控制“两高一资”项目把好关,要尽力选择低耗、低污、可靠
的新技术,从决策源头防止环境污染和生态破坏。
在结构调整中要通过打好主要污染物减排攻坚战,从总量上遏制环境污染加剧的趋势,逐步改善环境质量。
积极开发化学工业污染防治的共性关键技术,加强环保的技术改造和管理,推动化学工业清洁生产和污染零排
放的进程。要大力提高治理污染的投资。国际经验表明,当治理污染投资占GDP达到1.0%~1.5%时,可以控制
污染恶化的趋势,当该比例达到2.0%~3.0%时,环境质量有所改善。2007年中国环境污染治理投资为3387.6
亿元,仅占GDP的1.36%。
在结构调整中要控制“两高一资”及中低档产品的出口。我国每年出口的高耗能产品相当于出口掉全国能
源消耗总量的1/5。2004年中国出口产品中内涵能源占总能源消费量的28%,而2001年仅占18%,2001年美国
仅为6%,欧盟为7%,日本为10%。2004年,中国净出口产品所排放的CO2约为11亿t,约占中国总排放量的
23%,这一数值略低于同年日本的排放量,相当于德国和澳大利亚的总和,是英国排放量的2倍多。2006年净
出口产品内涵能源CO2排放10亿t。我国过分依赖中低档产品的出口实质是造成国际能源需求和污染排放向中
国转移。对外贸易中的粗放型增长方式亦是加剧资源环境压力的因素之一。
3. 加强环境保护,贵在落实,重在实施
我国环境保护工作的目标是环境质量和生态系统的全面改善,促进环境保护和经济社会的协调发展,努力
提高国家的可持续发展能力。使人民群众喝上干净的水、呼吸清洁的空气、吃上安全的食物。保障人民群众在
良好的环境中生产生活,确保人体健康。
保护环境是全国人民十分关心、涉及当代和子孙后代福祉的大事。能否保护环境是化学工业赖以生存和发
展的最基本的条件。化学工业又是我国的污染大户。化学工业的从业人员对国家、人民负有更多的责任和义务。
长期以来,对环保工作存在着“说起来重要,做起来次要,忙起来忘掉”的不正常的状况。“重发展、轻
环保”在各个方面以各种形式普遍存在。环保工作长期是弱势群体。这种情况与环境保护是国策实不相容,己
到了必需切实改变的时候了。更有甚者,某些企业光污染,不治理。甚至急功近利,污染环境,破坏生态,熟
视无睹。我们不能容忍那些践踏社会公众利益,以牺牲生存环境为代价的“得利”之举。我们不能做“功在当
代,祸在后代”,“当代透支,后代还债”之事。我们的发展必须是真正为我国的经济发展和子孙后代造福。我
们的发展不能不顾自然、不计代价、不问未来。
化学工业应把环境保护摆上更加重要的战略位置,增强环境忧患意识和做好环保工作的责任意识。正确处
理环境保护与经济发展和社会进步的关系。在发展中落实保护,在保护中促进发展,实施可持续的科学发展。
我国是以煤为主要能源的国家,经济发展离不开煤,适度发展煤化工是必要的。但决不能让煤化工产业所
产生的污染物破坏我们的生存环境。我们要齐心协力,用我们的智慧和远见,主动调整和控制自身的行为。把
煤化工产业建设成为具有社会责任感、可信赖的资源节约型、环境友好型行业,真正为经济发展和子孙后代造
福。 (参考资料略)
本文是作者近年来注意学习有关煤化工发展中环保问题的一些归纳和浅见(因篇幅所限,本文刊出略加删
节)。文中的基本观点及数据均来自有关资料。