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石化行业的环境风险和应对措施

时间:2023-07-14 百科知识 版权反馈
【摘要】:产业布局的环境风险任何石化项目都有污染物排放,即使各项指标都达到了排放标准,其排放的SO2、CO2、NXO和VOC总量也难以改变。由于各类规划未能统筹衔接,使得部分化工区、化工企业与居民区交错布置,并且普遍缺乏统一的区域性环境风险应急预案、监测体系和风险防范措施。四是环境风险意识淡薄与防范制度不健全。

(1)产业布局的环境风险

任何石化项目都有污染物排放,即使各项指标都达到了排放标准,其排放的SO2、CO2、NXO和VOC(挥发性有机物)总量也难以改变。石化工业生产过程中排放的污染物种类多、毒性高、数量大,同时,化工产品在加工、贮存、使用以及废弃物处理等各个环节都有可能产生大量有毒物质而影响生态环境、危及人类健康。无论哪个国家,无论其石化产业有多发达,项目运行过程中的安全事故也经常防不胜防。而且,许多事故是由天灾引起的。例如,闪电造成美国俄克拉荷马州温尼伍德炼油厂发生大火后,火势三天不灭,造成了巨大的损失,对生态环境的影响更是不可估量。2010年4月20日,英国石油公司发生的墨西哥湾漏油事故可以说是美国历史上最严重的原油泄漏事故。截至2010年8月2日,美国政府估计已经泄露了大约490万桶原油,墨西哥湾油污面积已达9 971平方公里(相当于1.5个上海市的面积)。另据国家安监总局统计表明,近年来我国危险化学品事故也呈明显上升趋势。由于石化项目潜在的危险性,因此不适合建在大城市和人口密集区域。但是,由于化工产业对物流基础设施的依赖非常之大,而只有大城市和人口密集区域才建有完善的交通、通信、港口等基础设施,因此,大多数化工区都依附于大城市而建。关注化工产业对健康、环境的压力,兼顾产业发展、环境保护、健康安全,是大化工时代无法回避的问题。

我国石化行业即使不考虑自然风险和意外事故所可能造成的生态环境灾害,只是从布局的集中化来看,所造成的水污染问题就非常突出。由于石化行业的取水量和排水量都很大,同时考虑到运输的便利性,因此布局在沿江沿海带就能获得给排水和物流的成本优势。两次环境风险大排查结果显示,在7 555个石油和化工项目中,81%布设在江河流域和人口密集等环境敏感区,其中45%为重大风险源[53]。流经城市的河段普遍受到污染,一些地方河流水资源开发利用率甚至超过了生态警戒线。即便每个项目都是达标排放,但由于许多大型化工园区或大化工项目在地理布局上的聚集,加上整个区域环境承载能力的限制,排放总量会因污染叠加效应而超出生态环境的承载极限。根据国家海洋局公布的《2007年中国海洋环境质量公报》,2007年,我国近岸海域污染总体形势依然严峻,全海域未达到清洁海域水质标准的面积约14.5万平方公里。海水中主要污染物是无机氮、活性磷酸盐和石油类,而它们主要来自石油化工行业的工业废水[54]

国家环保总局在2006年初对各大水域化工石化项目进行的环境风险排查结果显示,中国各大水域石化化工行业的环境安全问题非常突出:一是布局不合理的“先天性”环境风险隐患突出。一些石化区和大型化工企业布设在城市水源上游或紧邻居民区,对社会生产和生活安全构成威胁。二是布局不合理的“后天性”环境风险问题还在发展。一些地方不顾资源环境条件,争相加速新建、扩建化工区,个别地方重要江河沿岸密布着大大小小的化工区和危险化学品码头、港区。三是规划不衔接而造成环境责任不清晰。由于各类规划未能统筹衔接,使得部分化工区、化工企业与居民区交错布置,并且普遍缺乏统一的区域性环境风险应急预案、监测体系和风险防范措施。四是环境风险意识淡薄与防范制度不健全。大部分项目环境风险的评价深度不够、内容不全,应急预案和风险防范措施缺乏规范。如此布局不仅有很大的生态环境风险隐患,甚至对人类的生命健康构成了严重的威胁。

发展任何产业,必须考虑外部环境中的主要制约因素;对石油化工而言,资源赋存条件和环境承载力就是其中的关键制约因素。资源赋存条件考虑的是石化产业所必需的资源供给是否能够满足产业可持续发展的需要;环境承载力主要是指土地、水资源和大气环境容量对各种排放和可能的灾难的可接受程度。但迄今为止,我国还没有一个地区对大型化工园区所在区域的环境容量即环境承载能力进行科学测算,造成了当前有许多省市不顾资源承载力和环境容量,盲目争上石化项目,特别是一些小型石化企业和石化园区,为了产业运转过程中给排水的便利性,往往不顾当地环境容量的限制而盲目布局,给沿江沿海的生态环境保护带来了很大的隐患。

(2)温室气体排放的气候风险

石化产业和温室气体的排放密切相关。温室气体不仅仅是指二氧化碳[55]。在《联合国气候变化框架公约》缔约方会议上签署的《京都议定书》中,明确规定了要求减排的温室气体类别[56]。对石油化工产业而言,原油基本上不是作为直接燃料和动力,而是作为化工原料消耗的,石化产业的生产过程伴随着一个除水电、风能及核电能以外的常规化石能源消费的必然结果,那就是温室气体的大量排放。根据联合国政府间气候变化专家委员会(IPCC)2000年的估算,全球甲烷的排放量为29 800万—33 700万吨,其中1/3与化石能源消费过程中产生的排放有关。NxO的人为排放量为600万—690万吨,其中来源于工业的占15%左右。氟利昂等含氟卤代物是与许多行业生产和人民生活息息相关的化学品。这些化合物的全球增温效应不仅相当于同等单位二氧化碳的数千倍乃至2万多倍,而且在大气中滞留的年限很长,有的高达5万年(见表2-6)。由于《蒙特利尔议定书》的约束,臭氧层消耗物质将于2020年以后基本终止生产与使用,而排放量大量增加的将是用以替代臭氧层消耗物质的氟代烃、全氟代烷和六氟化硫。

表2-6 氟利昂及其氟化物的全球增温潜力(GWP)

注:全球增温潜力相当于二氧化碳增温效应的倍数。
资料来源:联合国政府间气候变化专家委员会(IPCC)排放方案专题报告(2000年),第265页。

我国石化工业虽然在节能降耗、温室气体减排方面取得了积极的成效,但要进一步减排还面临很多问题、存在较大难度。

首先,石化工业在装置结构、技术水平、规模效益等各个方面与国外先进水平都有较大的差距。目前我国石化工业仍存在装置规模小、套数多、运转周期短等问题,导致炼油综合能耗较高。此外,乙烯原料以石脑油为主,辅以加氢尾油等重质原料,其装置的燃动能耗也高于国外平均水平,加上还有多套20万吨/年左右规模的乙烯装置,致使我国石化工业装置能耗比国外先进水平高出很多,造成我国石化工业的碳排放量相对也较多。

其次,以化石能源为主的燃料结构,使我国石化工业碳排放量相对较大。经过多年的优化调整,我国石化工业的能源结构已由以渣油、炼厂气、电为主发展为由炼厂气、天然气、渣油、石油焦、煤和电等多种能源构成的能源体系。特别是近年来随着油价的不断上涨,石化企业大量利用我国资源丰富和相对廉价的煤炭及炼油厂副产的石油焦资源,使我国石化工业的煤炭和石油焦用量大幅增长,从而增加了碳排放量。根据国家发改委《煤化工产业中长期发展规划》的初步规划,到2020年煤制油的发展规模将达到3 000万吨/年,煤制烯烃规模将达到800万吨/年,煤制甲醇将超过6 000万吨/年。按照各种煤化工工艺路线的平均碳排放量进行估算,届时生产上述煤化工产品所排放的碳将超过2亿吨,而减排2亿吨碳,按照目前我国的碳减排成本20美元来测算的话,每年所要承担的成本高达40亿美元[57]

最后,加工原油日趋劣质化,油品质量不断升级,给企业碳减排带来较大难度。近年来,我国石化工业加工的高硫/含硫原油和重质原油量不断增加,同时油品质量不断升级。为最大限度提高轻油收率和石油资源利用率,炼厂不断加大重油转化深度和产品精制程度,从而增加了能耗和氢耗,给企业减排带来了很大难度。同时,节能减排管理水平和减排意识有待进一步提高。我国石化工业对减排有毒、有害气体较为重视,而对碳减排还没有建立有效的机制和管理体系,员工对碳减排也缺乏责任意识,因此需进一步强化节能减排管理,增强减排意识。

(3)应对环境风险的重要措施——提高规模效益与加强地区合作并举

石化工业的资源效率和环境效益与产业单体规模化、产业链一体化程度密切相关。数据证明,大化工、大炼油项目比小化工、小炼油项目所造成的环境污染和资源消耗要小得多。一体化程度高的大规模化工产业集群,不仅能够通过辅助设施专业化来降低单位产量的资金占用,还能从环境保护措施、环境预警系统、化学品环境管理等方面,建立有效的管理制度和具有专业化水平的相关设施,从而降低单位产量的资源消耗和环境污染。国内外经验证明,实施责任关怀而对化学品的生产、使用环节加强环境管理,不仅可以获得巨大的经济效益,并且通过改善环境质量和安全状况,也能够产生巨大的生态和社会效益。在石油化工领域,储运环节的安全性非常重要。而辅助设施中的物流专业化,能够提高储运环节的安全性,加强环境安全保障,是石化企业倡导责任关怀的实质内容。

但是,我国目前的石油和化学工业企业却存在数量多、分布广、规模小的特点。我国有原油加工企业123家,但加工能力大于500万吨/年的只有24家,全国炼油厂的平均规模为218万吨/年,与世界平均水平(约540万吨/年)相差甚远。这些石化企业几乎在每个省、市、自治区都有数量、规模不同的布局。特别是在省、市交界区域,更是成了污染的重灾区。由此造成了污染的分散,难以集中治理。同时也说明,推进循环经济必须通过地区间的合作才能真正提高推进效率。

石化工业中并非所有的产品生产都会产生很大的环境污染,一些精细化工项目的环境污染程度就较轻。一些达不到规模经济要求的小规模基础化工原料、纯碱、烧碱、农药和化肥等企业,也是产生环境污染的主要来源。同样的产品,采用较落后的技术和小规模生产所造成的环境污染,比采用先进技术和大规模生产高出很多。石油和化工行业“十一五”期间要减少污染排放10%,考虑到我国目前仍有大量的中小化工企业,提高化工产业的精细化率、增大规模、提高技术等资源节约和环境友好措施,在我国仍有很多的实施载体,提高循环经济效果的潜力巨大。

对于石化产业“三废”的处理,属于公共技术范畴,需要政府整合不同地区和不同部门的技术力量,集中对石化“三废”排放展开研发。目前国家已经陆续推出四项新技术用来解决石化行业的污染问题:采用膜技术解决中小氮肥企业污水排放和水循环利用问题;采用氨法脱硫技术解决固体硫石膏污染问题;旧轮胎翻新再利用问题;采用变压吸附技术解决黄磷尾气污染和有效回收利用问题。以国家和地区政府的力量推进部门合作,对石化产业的排放、回收再用和减量化进行集中技术突破,是一种有效、快速的推进循环经济的做法。

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