2022.04碳达峰碳中和背景下 山西焦化行业转型发展研究 中国煤炭消费总量控制方案和政策研究(煤控研究项目)中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构支撑了中国经济的高速发展，但也对生态环境造成了严重的破坏。为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染，国际环保组织自然资源保护协会 (NRDC) 作为课题协调单位，与政府智库、科研院所和行业协会等20多家有影响力的单位合作，于2013年10月共同启动了“中国煤炭消费总量控制方案和政策研究”项目（即“煤控研究项目”），为设定全国煤炭消费总量控制目标、实施路线图和行动计划提供政策建议和可操作措施，助力中国实现资源节约、环境保护、气候变化与经济可持续发展的多重目标。请访问网站了解更多详情http://coalcap.nrdc.cn/自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于1970年。NRDC拥有600多名员工，以科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC自上个世纪九十年代中起在中国开展环保工作，中国项目现有成员30多名。NRDC主要通过开展政策研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。请访问网站了解更多详情http://www.nrdc.cn/山西科城能源环境创新研究院于2017年1月获山西省民政厅批准成立，是一家独立的非营利绿色发展研究机构和协同创新平台。自成立以来，研究院围绕低碳及能源清洁化、污染源管理及治理、废物资源化与无害化、生态环境保护和修复以及公众环境教育等开展研究，从政策倡导、战略研究、技术建议及能力建设等角度为政府、企业和公众提供绿色转型解决方案。请访问网站了解更多详情http://e-coshare.com/煤控研究报告《“十四五”山西省非煤经济发展研究》《碳达峰碳中和背景下山西煤电行业转型发展研究》《碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究》《中国典型省份煤电转型优化潜力研究》《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究》《中国典型省份煤电转型优化潜力研究执行摘要》《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究执行摘要》《碳达峰碳中和目标约束下水泥行业的煤炭消费总量控制路线图研究》《碳达峰碳中和目标约束下电力行业的煤炭消费总量控制路线图研究》《碳达峰碳中和目标约束下钢铁行业的煤炭消费总量控制路线图研究》《碳达峰碳中和目标约束下煤化工行业煤炭消费总量控制路线图研究》《山西省“十四五”煤炭消费总量控制政策研究》《“十四五”电力行业煤炭消费控制政策研究》《新冠疫情后的中国电力战略路径抉择：煤电还是电力新基建》《中国散煤综合治理研究报告2020》《“十三五”时期重点部门煤控中期评估及后期展望》《“十三五”电力煤控中期评估与后期展望》《中国煤控项目“十三五”中期评估与后期展望研究报告》《中国实现全球1.5°C目标下的能源排放情景研究》《持续推进电力改革 提高可再生能源消纳执行报告》《2012煤炭的真实成本》请访问网站了解更多详情http://www.nrdc.cn/封面图片：Evgeni Tcherkasski from Unsplash 碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究煤控研究项目系列报告碳达峰碳中和背景下 山西焦化行业转型发展研究山西科城能源环境创新研究院自然资源保护协会（NRDC）2022年04月 煤控研究项目i目录执行摘要1前言61.焦化行业发展现状71.1 生产情况1.2 消费情况1.3 行业发展面临的问题2.能源消费及碳排放情况152.1 能源消费情况2.2 碳排放情况3.焦化行业碳排放峰值目标探讨223.1 行业发展趋势判断3.2 情景设置3.3 峰值探讨 ii碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究4.“双碳”背景下焦化行业转型发展路径284.1 优化焦化产能结构4.2 提升焦化低碳发展水平4.3 发展零碳负碳技术4.4 强化企业碳排放管理水平5.政策建议325.1 加快产业提档升级步伐，发挥先进产能优势5.2 多措并举推进节能减排，优化能源利用方式5.3 设立焦化产业转型资金，完善资金保障机制5.4 强化焦化行业碳排放管理，助力高质量达峰5.5 加大转型监管与扶持力度，保障平稳转型结语35参考文献36附件37 煤控研究项目1执行摘要焦化是山西省传统优势产业，焦炭产量位居全国首位。2020 年，山西焦化行业的营业收入在工业企业中占比9.2%，财税贡献占比4.3%，就业贡献占比5.1%，均位居全省前五，支撑山西经济社会发展。与此同时，山西焦炭外输量占全省焦炭总产量的79.1%，保障全国钢铁产业发展。山西焦化行业的煤炭消费量占全省总量的 35.6%，能源消费量占全省总量的 9.3%，碳排放量占全省总量的 8.2%，是有序推动碳达峰碳中和山西行动的重点行业。“2030 年碳达峰、2060 年碳中和”目标的提出，对山西省焦化行业发展提出严峻挑战。在下游钢铁需求缩减和电炉钢、氢冶金技术发展的外在环境影响，以及焦化产业提档升级、绿色发展的内在驱动下，本报告基于供需平衡角度，兼顾发展与减排，预判行业碳达峰、碳中和情景，探讨行业高质量达峰、平稳转型发展的实现路径和政策建议，主要结论如下：1.行业碳排放总量及贡献比重均呈增长趋势山西是全国唯一焦化产能超过1亿吨的省份，2020年全省焦化总产能压减至14660 万吨，占全国焦化总产能的 23.2%，焦炭产量达到 10493.7 万吨，占全国焦炭总产量的 22.3%。随着全省焦炭产量的增加，行业碳排放量呈增长趋势，对山西碳排放的贡献由 2015 年的 6.8% 增长至 2020 年的 8.2%。碳排放来源主要包括企业自有燃煤锅炉煤炭燃烧、焦炉煤气燃烧、电力消费等。 2碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究图1 2015-2020年山西省焦化行业碳排放总量及比重变化趋势数据来源：课题组测算2.行业正处于动态调整优化期，发展水平将得到大幅提升“十三五”期间，山西焦化行业发展面临路径依赖现象依旧明显、产能过剩、先进产能比重低、资源综合利用不足等问题；“十四五”将是山西焦化行业转型发展的关键期，通过淘汰压减、产能置换、上大关小和整体搬迁，行业装备技术水平将加速提升。3.山西焦化行业预计在“十四五”后期实现碳达峰结合全国钢铁产业和山西焦化产业发展趋势，合理探讨达峰情景。基准情景下，山西焦化行业碳排放于 2025 年达峰，峰值为 0.51 亿吨；低碳情景下，山西焦化行业碳排放于 2024 年达峰，峰值为 0.49 亿吨；强化低碳情景下，山西焦化行业碳排放于 2023年达峰，峰值为 0.47 亿吨。报告推荐山西焦化行业于 2024 年左右实现碳达峰，为焦化行业转型发展提供时间保障。0123456789100100020003000400050006000201520162017201820192020碳排放占比（%）碳排放量（万吨）焦化行业碳排放量（万吨）焦化行业碳排放在全省碳排放的占比（%） 煤控研究项目3图2 不同情景下山西省焦化行业碳排放测算数据来源：课题组测算4.焦化行业低碳转型路径建议山西是全国重要焦炭生产、供给基地，为钢铁行业发展提供强有力的能源保障。随着我国全废钢电炉短流程炼钢的推进和氢能炼钢的发展，“十四五”期间焦炭需求将趋于稳定，并逐步减少。因此山西焦炭行业未来发展关键在于绿色低碳和高质量发展，重点路径包括以下几方面：第一，严格控制焦化产能产量，优化产能结构与布局。“十四五”期间，严格执行分类压减焦化产能，加快推进在建大机焦项目投产，焦化产能严格控制在 14660 万吨以内，“十五五”、“十六五”确保产能稳中有降。加快推进产能结构优化，2023 年全面淘汰炭化室高度 4.3 米焦炉，确保 2025 年先进产能比重达到 95% 以上，“十五五”、“十六五”达到 100%。推动位于汾河谷地污染较为严重区域的焦化企业，按照大气扩 散条件、环境承载能力、经济发展水平等要素进行合理转移或布局建设，推动焦化产业集聚化、园区化发展。第二，优化焦炉煤气利用方式，发展固碳产品。利用焦炉煤气的高氢低碳特性，采用“碳耦合”相关技术，开发“固碳”化工产品，推进氢能开发利用；减少焦炉煤气用于发电或供热的比例，优先发展高端高固碳率产品；利用焦炉煤气中的一氧化碳、 二氧化碳和甲烷等成分，积极开展碳捕集利用示范项目。0100020003000400050006000201520162017201820192020202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035204020502060碳排放量（万吨）基准情景低碳情景强化低碳情景 4碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究第三，推动关键技术应用，协同减污降碳。“十四五”期间，采用余热回收、干熄焦、煤自动化调湿、自动加热优化控制等成熟技术推进 5.5 米及以上炭化室高度的大机焦和热回收焦炉实施技术改造；开发焦化工艺流程信息化与智能化技术，提高智能制造水平。“十五五”及以后重点开展先进技术示范应用。技术改造过程中，需兼顾焦化行业超低排放改造需求和节能降碳要求，确保协同发展。图3 焦化行业技术路径图第四，鼓励企业建设分布式光伏，提高绿电使用比例。鼓励焦化企业合理利用煤棚、办公楼顶等区域，通过合同能源管理、自行建设运营等模式发展分布式光伏项目，提高企业绿电应用比例，降低电力消费方面的碳排放。技术路径“十四五”期间“十五五”及以后初冷器余热回收技术焦炉烟气余热回收技术高温高压干熄焦余热发电技术焦炉上升管荒煤气高温显热高效高品位回收技术大型焦炉用新型高导热高致密硅砖节能技术焦炉正压烘炉技术煤自动化调湿技术焦炉加热优化控制及管理技术煤场全封闭自动化喷雾系统捣固炉的码垛炼焦技术干熄焦炉体新型耐火材料开发与高效修复技术焦炉烟气分解酚盐技术脱硫废液—低品质硫磺制酸脱硫脱氰废液提盐和提盐技术优化旋转式蓄热式氧化炉在焦化行业挥发性有机物末端治理应用焦化蒸氨废水无膜工艺零排放解决方案利用焦化厂剩余氨水脱除焦炉烟囱废气中NOx的方法焦化厂机器人巡检重点推广应用鼓励示范应用 煤控研究项目55.政策建议第一，加快产业提档升级步伐。严格控制焦化总产能，分类淘汰压减 4.3 米焦炉，加快推进大机焦项目建设；对确有必要建设的焦炭产能，严格执行产能置换、煤炭消费减量、节能评估、环境影响评价等手续，确保新建焦炉达到国内先进水平。第二，划定单位产品能耗基准线。定期调度企业能源消费情况，划定焦炭单位产品能耗基准线，健全奖惩机制，倒逼企业技术改造，并完善容错机制，鼓励企业敢于应用新技术。第三，强化行业碳排放管理。鼓励将碳排放影响评价纳入环境影响评价，提高行业准入门槛；将焦化行业纳入碳排放核查范围，为碳排放权交易奠定数据基础；建立焦化行业的低碳发展标准体系，实施分级管理。第四，加大企业转型监管与扶持力度。山西省 80% 的焦化产能为民营独立焦化企业，在人才吸引、企业管理方面相对欠缺，建议强化政府监管与引导作用，在双碳战略宣传、专业人才引进与培养、职工稳妥安置与再就业指导方面予以扶持。 6碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究前言2021 年 11 月 14 日，在第 26届联合国气候变化大会（COP26）上达成的《格拉斯哥气候公约》，首次列入煤炭和化石燃料问题，要求各国“加速努力”，逐步减少煤炭使用。在 COP26 开幕前，我国连续印发两个指导碳达峰碳中和工作的重磅文件《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》、《2030年前碳达峰行动方案》，均明确提出“加快煤炭减量步伐，‘十四五’时期严控煤炭消费增长，‘十五五’时期逐步减少”，表明我国坚定走绿色低碳发展的决心。焦化是山西的传统优势产业，2020 年，营业收入、财税贡献、就业贡献在全省工业企业中均位居前五。焦化行业的煤炭消费量占全省总量的 35.6%，碳排放占