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中国石油焦消费监管缺失

日期:2015-06-29    来源:中国能源报  作者:王韬

国际石油网

2015
06/29
13:24
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关键词: 中国石油焦 石油焦消耗量

作为人口最多的国家,同时也是世界上发展最快的经济体之一,中国自2006年起成为世界上最大的能源消费国。中国经济的成功很大程度上依赖于廉价而丰富的煤炭。但是,从2003年开始,由于需求急剧增长,煤炭价格在不到五年内连翻数倍,并于2008年达到顶峰。

高企的煤炭价格迫使水泥、玻璃、陶瓷等重工业内中小企业以及一些小型燃煤发电厂不得不寻找替代燃料。常见的替代燃料包括燃料油、高炉煤气以及更加昂贵的天然气。但是很多人也将目光转向一种鲜为人知的替代燃料:石油焦。这是在石油炼制过程中产生的一种较脏的副产物,并且目前几乎未受到监管。

中国消耗的大部分石油焦都是在国内生产的,其中大约一半的石油焦品质较高,通常用于不涉及燃烧的金属制造工艺。但是,另一部分含硫和重金属成分较高的石油焦则越来越多地被用作煤炭的替代燃料,这类石油焦中很大一部分来自于从美国的进口。这种石油焦在燃烧时会释放多种有毒物质和温室气体,在某些方面甚至比煤炭更脏。

美国是世界上最大的石油焦生产国,也是中国高硫石油焦进口的主要来源。2013年来自美国的进口占中国高硫石油焦总进口量的75%。美国能源信息署(EIA)的数据显示,美国向中国出口的石油焦从2008年的35万公吨跃升至2009年的240万公吨,2013年则达到了惊人的700万公吨。出于各种原因,美国本土的石油焦使用受到了很多限制,与此同时美国向中国出口的石油焦显著上升,因此中国成为了世界最大的高硫石油焦消费国。

中国的石油焦需求和进口急速上升所带来的环境影响令人担忧。但是,中国的政策制定者尚未充分意识到石油焦在最近几年内迅速扩散,有关中国石油焦消费的数据目前还非常缺乏,且很不透明。中国的决策者未来如何管理石油焦的需求和使用,不但事关中国国内空气污染治理的努力,也关乎中国减缓气候变化的国际承诺,还将对全球能源市场带来影响。随着中国政府与民众推动出台更多致力于减缓环境恶化的政策和提升应对气候变化的国际合作,现在正是决策者仔细斟酌中国是否应该使用石油焦以及如何使用的最佳时机。

石油焦与中国治理污染的努力

中国政府在处理大气污染和减少煤炭消费上投入了大量资源,但硫含量比煤炭高出数倍的石油焦却在很大程度上被遗漏了。

中国政府尚未开始监控石油焦消费端和方式,原因在于政府尚未意识到日益上升的高硫石油焦消费,及其新增用途。直至2010年,有关石油焦消费的官方统计才出现,但其准确性值得商榷。截止到2015年初,政府仍未针对石油焦消费采取与煤炭类似的严格减排目标。

煤炭消费和交通运输行业的排放已经被确定为中国空气污染的两大主要来源,政府对此也设定了严格的减排目标。但其他的工业燃料却迄今没有受到同样严格的检验和控制。目前也不清楚针对石油焦消费和正在发生深刻变化的石油供应链,中国是否有适用的规定。

尽管已经逐渐发展成为严重污染源,但目前决策者对石油焦的关注似乎还较少。许多中国环保专家和非商业领域利益相关方对石油焦使用和近期增长也不了解。即使从事相关行业的人员也表示他们从未听说过石油焦,其他人则对石油焦的不同类型及其使用知之甚少。

人们对石油焦关注较少的部分原因可能是由于煤炭在中国能源中的主导地位。2013年中国煤炭消费接近40亿吨,而仅3300万吨石油焦消费相比之下显得无足轻重。在中国数十亿吨煤炭所带来的总排放中,仅千万吨级用作燃料的石油焦的排放也显然不太值得注意。

但另外一个石油焦不受关注的原因或许更值得让人警醒。尽管中国的炼油厂生产了大量的高硫石油焦,并在不少工业企业内作为廉价替代燃料使用,但相关的决策者却并未能及时了解到这种趋势。

然而,如果中国政府要严肃地对待空气质量问题,就不能忽视石油焦。石油焦的含硫量较高,燃烧一吨石油焦所排放的二氧化硫比一吨煤炭要多得多。有些石油焦的硫含量可能高达7%,而相比之下中国煤炭的平均硫含量为1%。此外,由于石油焦的碳含量高,其温室气体的排放量也更高。更重要的是,石油焦是重质、低品位原油的副产物,这种原油在包括开采、运输和加工过程的全生命周期中所产生的温室气体可以比常规轻质原油的温室气体排放高出80%,因而石油焦在整个生命周期中对气候的损害甚至可能比煤炭要大的多。

2013年中国国务院所发布的《大气污染防治行动计划》设定了大气污染的防治目标,要求到2017年北京附近的北方省份减少8000-9000万公吨的煤炭消费。然而,《行动计划》中对石油焦仅提到一次,即“限制高硫石油焦的进口”,而并无任何有关石油焦的详细目标。大量进口石油焦并在其玻璃、水泥和陶瓷工厂中使用石油焦作燃料的山东省,也只被要求削减其煤炭消费。因此如果数千万吨含硫量比煤炭高几倍的石油焦不受监管的燃烧,那在煤炭削减方面取得的任何成果都将没有意义。

这些地方性的影响甚至也会与世界能源市场的变化紧密联系起来。随着全球石油重心开始由中东向北美转移,中国不断增加的非常规石油进口将很可能会给中国和世界带来更多的石油焦和碳排放。

管理石油焦的未来

鉴于公众对石油焦的认识有限,在使用石油焦的行业中也缺乏对石油焦的环境影响的评估,目前中国尚未制定出能有效管理石油焦消费的政策框架。公平地说,许多国家,包括美国在内,也还在努力了解石油焦对工业生产及更广泛的温室气体排放的影响。

这为中国提供了领先一步的机会,通过有效管理石油焦的使用状况,协调相关政策,可以尽早控制这个石油副产物的燃烧与工业使用对大气污染以及气候变化的影响。

在中国,由于信息明显缺乏,因而很难追踪石油焦使用情况。国家统计局的《中国能源统计年鉴》直到2010年才纳入有关石油焦生产和消费的数据。虽然现在有了一些信息,但这些信息通常不完整,而且难以验证。这对监管这种新的替代燃料形成了挑战,而且很可能也意味着二氧化硫和二氧化碳的排放量统计中存在疏漏。

改善石油焦的统计数据,加强对二氧化硫等污染物的监测系统,这对于确保环保政策的有效性至关重要。有关中国工业的石油焦消费量、消费地点、燃烧锅炉的类型等信息以及实时的在线监控数据都应公开而透明。

燃料级石油焦的工业用户大多数是在特定行业的小企业,因此其中许多用户可能不愿意报告其排放量。这对中国政府,尤其是地方统计机构来说将是一大挑战。另一方面,鉴于石油焦在不同行业内的不同用途,还需在统计中加以区分,并实施相应的措施以进行管理。

密切监控为数众多小型企业的污染排放对中国大气污染治理的成败至关重要。

石油焦之所以被用作煤炭的替代燃料是因为其价格低廉,因此排污费和碳价等经济政策手段将是限制石油焦使用并减缓其影响的最有效的政策工具。

中国政府一直更依赖于命令和控制的监管模式,比如设定减少煤炭消费的目标和根据生产规模大小来关闭工厂。这种模式间接鼓励了污染者扩大生产,并最终导致产能过剩,进而迫使行业内的企业不得不通过采用更低劣的燃料,或在污染治理上偷工减料等方式来降低生产成本。这种政策还带来了意料之外的效果,即鼓励企转向使用更廉价且不受监管的石油焦作为替代燃料。如果更多的污染者改用不受监管的低质燃料(例如石油焦),在降低煤炭消费方面付出的努力将受到损害。

相比之下,通过排污费用或碳价方式使脏污燃料环境成本内部化,则可奖励最有效率的生产商,而不是规模最大的生产商。在这种机制下,污染治理成本也能体现在商品价格上传递给消费者。

从2015年起,中国新环境法生效。新环境法规定环保部有权根据污染者排放污染的严重程度对其征收比以往高得多的排污费用。如果污染者不遵守排放标准,甚至会面临刑事指控。这将有助于纠正目前的价格扭曲,降低石油焦作为煤炭的廉价的替代燃料的吸引力。

由于中国消耗的石油焦燃料有相当部分是从美国等国家进口的,征收进口关税可能会是抵消石油焦价格优势的一种有效手段。但是,鉴于美国炼油厂出口石油焦的强烈动机,进口关税必须设计得很高才能弥补其价格差异。为了增进有效性,需要在实行进口关税的同时对石油焦的使用进行直接限制。中国政府2013年颁布《大气污染防治行动计划》仅仅简单地要求限制高硫石油焦的进口。但由于2014年中国的工业表现较差,特别是电解铝行业不断增大的亏损,以至于在《行动计划》发布18个月后,对高硫石油焦征收进口关税的决定仍然悬而未决。

另一个有效的措施是将石油焦消费纳入目前已在中国若干个城市进行试点的碳交易体系。该体系根据参与工厂的燃料使用量计算其碳排放量,但目前却很可能未将石油焦纳入其中,更不用说其他的替代燃料,比如电解铝的残阳极。在现有的碳交易试点城市中可能也没有较大的石油焦用户,但鉴于中国政府计划在2016年起在全国范围建立碳市场,因此有必要尽快将石油焦的消费纳入其中。         

推广清洁技术,包括CFB锅炉和废气处理系统,是减少石油焦燃烧所带来的二氧化硫排放的另一种方式。在CFB锅炉内燃烧石油焦,可以在产生大量热能的同时有效清除废气中的二氧化硫,而且成本低廉。这些锅炉尤其适用于燃烧品质低劣且成分不一致的煤炭,因而可以处理由于原油品质不同所带来的不同的石油焦。尽管CFB锅炉还不够达到中国通常新建燃煤电厂的规模,但它为部分炼油厂和工业企业提供了选择。

中国的炼油厂将继续生产石油焦,而随着进口原油的重质和劣质化,其硫分也会更高。如果中国想要解决污染问题,当务之急是以最合理的方式燃烧石油焦,将危害降至最低。要做到这一点,必须让使用高硫石油焦或其他替代燃料的工厂强制配备脱硫设备。

从长远来看,以高价值的液体原料获取石油焦等廉价固体燃料的生产流程并非理想的炼油选择。在使用重质原油的炼油厂,石油焦大约占其石油产品的7%。

中国许多新建的和规划中的炼油厂都在考虑增加一个渣油加氢系统以减少其所产生的石油焦。通过渣油加氢的工艺将原本将转化为固体的渣油裂解为更多高价值的柴油、沥青、石蜡或其他燃料油,对新炼油厂是个很有吸引力的方案。然而这种设备的安装成本很高,而且要求更高效的炼化过程管理。中国政府应该要求新的炼油厂配备这些系统,并向现有的炼油厂提供财务支持,帮助其升级设施。

(作者系清华-卡内基全球政策中心驻会研究员)

延伸阅读

中国的石油焦市场

近年来,中国石油焦的消耗量增长迅速。2011年中国消耗了约2750万公吨石油焦,2013年涨至约3300万公吨。

电解铝是中国最大的石油焦消费行业。在2013年和2014年,电解铝产业所消耗的石油焦占中国石油焦总需求的一半左右。虽然在生产过程中,石油焦并不燃烧,但其硫含量的10%-20%将在阳极表面被转化为二氧化硫释放出去。电解铝行业是在中国最近这轮重工业化中受益的典型代表。在过去的10年内,电解铝的产能增长了6倍多,2002年至2012年期间保持了年均近20%的增长速度。目前,中国电解铝的产量约占全球总产量的一半左右。

中国还有大约1/3石油焦需求来自不同工业的燃料需求。石油精炼厂和小型发电厂通常将燃料级石油焦与煤炭混合,用以发电和产生蒸汽。中石化作为中国最大石油焦生产商,已在其炼油厂内采用循环流化床(CFB)锅炉燃烧石油焦,用于提供自己所需电力和蒸汽。

CFB锅炉可在排放前去除废气中95%的污染物。尽管相对于燃煤电厂内使用的标准脱硫设备,CFB锅炉可更廉价、更有效地清除二氧化硫,但这些锅炉的规模较小,并不能适用于中国新建的大规模燃煤发电厂。中石化所生产的石油焦也远超其自身CFB锅炉的需求,因此需要将多余的石油焦出售给其他用户。

过去10年内,中国玻璃行业也实现了指数式增长,并愈来愈多地使用石油焦作为燃料。另外,石油焦作为一种补充燃料也广泛应用于陶瓷和水泥行业。

石油焦的生产

中国有全球第二大炼油产能,同时也是石油焦生产大国。2011年至2013年间,中国国内生产的石油焦占消费总量70%-80%。石油焦生产量一半以上都来自于国有石油公司。此间国有大型企业的石油焦生产量逐渐下降,而石油焦进口和地方炼厂的产量则分别上升了93%和18%。

燃料级石油焦进口与国内生产一样,集中在特定地区:山东、江苏和广西,这些也是中国玻璃、水泥和陶瓷生产企业集中地区。在2012年和2013年,这三个省份占中国高硫石油焦进口总量的3/4以上。

鉴于运输成本高昂,进口燃料级石油焦可能主要是供当地发电厂和重工业使用。但是,关于这些地区石油焦用户的详细信息目前还很缺乏。进口燃料级石油焦硫含量较高,意味着需要在废气排放前先进行脱硫处理。目前尚不清楚这些工厂是否配备了脱硫装置,以及地方政府是否对他们严格执行了相关环保规定。
 

 

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