烧碱行业节能降耗能否“好上加好”？

　　今年，国家发展改革委等4部门联合发布《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》(以下简称《实施指南》)，围绕炼油、乙烯、PX、合成氨、现代煤化工、烧碱、纯碱等多个行业，提出了较为具体的节能降碳改造升级工作方向和2025年的具体目标。

　　目前，我国烧碱行业的发展水平已居世界前列。“双碳”背景下，烧碱行业如何进一步提升能效水平，实现节能降耗方面的“好上加好”?为此，记者采访了中国氯碱工业协会副理事长张鑫。

　　记者：张副理事长，您好!首先请您为我们介绍一下我国氯碱行业目前的总体情况，诸如产能、布局以及疫情背景下行业的开工率等。

　　张鑫：我国烧碱行业是全球烧碱行业的重要组成部分。2021年，我国现有烧碱生产企业共158家，总产能4507万吨，占全球总产能45%。

　　布局方面，我国烧碱产能在除北京、海南、贵州和西藏以外的省份均有布局，但主要还是集中于华北、西北和华东三个区域。这三个区域的烧碱产能占全国烧碱总产能的81%。 华南及东北地区的产能布局较低，这两个区域的产能占比均在5%以下。

　　值得一提的是，氯碱行业的产能布局受资源和能源影响深远。比如，西部地区煤炭以及煤电资源丰富，因此近10年来烧碱行业在西部地区的发展非常快。而东部地区出于政策、煤炭运输等综合因素考虑，近年来陆续关停了一批自备热电厂，这导致烧碱企业用电大部分采用网电，甚至还要考虑错峰运行等问题。西部企业则没有这些方面的顾虑。可以预见，未来烧碱行业也会更加倾向于在资源和能源丰富的地区进行布局。

　　开工率方面，需要统筹考虑供需两端的影响。供应方面，2015年我国发布《关于石化产业调结构促转型增效益的指导意见》，将烧碱和聚氯乙烯列入产能置换名单。受该文件影响，我国氯碱行业近年来新增产能不多，有效抑制了行业的盲目扩张。需求方面，我国氯碱行业和GDP保持同步增长，这意味着行业需求量每年均有稳步提升。新增项目的抑制和产品需求量的提升共同促进了我国氯碱行业开工率持续提升的态势。2021年，我国烧碱总产量3890万吨，行业平均开工率达到86%，在疫情期间实现了较高的开工率。展望未来，我认为氯碱行业在今年下半年仍能够延续一季度的良好运行情况。

　　记者：《指南》的数据显示，目前烧碱行业能效低于基准水平的产能占比为25%。而像现代煤化工、炼油、乙烯等其他行业，这一数值通常为20%或更低。我们是否可以据此认为，烧碱行业目前的能耗水平较其他行业而言更高?

　　张鑫：事实上恰恰相反。我国烧碱行业的能效水平即使在国际上也居于领先位置。从工艺技术来看，目前全球制碱工艺包括水银法、隔膜法和离子膜法。其中，离子膜法是目前最先进的制碱工艺。

　　我国早在2000年就已完全淘汰水银法，在2000年以后、2015年以前，是隔膜法和离子膜法并存的状态，而到了2015年，基于产业政策的要求和行业节能降耗的需要，再加上国产化装备的研发改进，隔膜法也被淘汰出局。目前，我国将近99.4%的生产装置均是采用离子膜法工艺，剩下的零星隔膜法装置仅作为处理高盐废水的环保装置存在。而这些隔膜法装置也要在“十四五”期间陆续退出。

　　从全球来看，除了我国和日韩两国是采用全离子膜工艺外，欧盟方面目前仍是隔膜法和离子膜法并存的状态;而美国方面，随着2017年《关于汞的水俣公约》正式生效，目前刚刚完成水银法的陆续退出，退出后主要是以离子膜法工艺进行替代。

　　装备方面，随着2008年我国自主研发的节能工艺——膜极距电解槽制碱工艺的问世和推广，我国已有和新上装备几乎全部采用膜极距制碱工艺进行节能降耗改造。经膜极距工艺改造后的离子膜电解槽，生产每吨烧碱至少可节电70~100千瓦时。

　　目前，经过膜极距工艺改造的离子膜电解槽占比已达到全部生产装置的90%左右。而实现这样的成果只花了10年左右时间，可以说推广速度相当快。这是因为对于企业而言，膜极距工艺不仅能达到节能降耗的目的，还能够节约用电量，对企业经济效益起到了很好的推动作用，从而使企业自身也有内在动力进行装备的改造升级。

　　记者：《指南》提出到2025年，行业能效标杆水平以上产能占比达到40%，能效基准水平以下产能基本清零，请问烧碱行业完成这一目标是否有难度?烧碱行业未来应如何进一步提升全行业能效水平?

　　张鑫：完成《指南》目标的确存在一定难度，这是因为我国烧碱行业目前已处于国际领先水平，进一步提升的空间有限。而《指南》提出的目标是要求烧碱行业在好的基础上更好。对比国外我们可以看到，很多国外企业还在采用落后的隔膜法工艺，其能效水平与我国相距甚远。

　　如何提升能效水平?我认为应从烧碱生产过程中的高耗能环节入手进行优化提升。烧碱的生产主要包括盐水精制、盐水电解、氯氢处理、蒸发及固碱加工等工序。其中，电解、蒸发和固碱加工三个环节是主要耗能工序，占能耗总量的近90%。这其中，企业在电解环节的能耗大致相同，而在蒸发和固碱加工两个环节，则根据工艺设备和节能措施的不同，能耗水平有一定差异。未来应加强这些高耗能环节的技术改造。如在蒸发环节，目前企业普遍采用三效顺流工艺和三效逆流工艺，但若采用最新的四效逆流工艺则能进一步降低蒸汽消耗。

　　总体来看，我认为未来应当从以下三个方面提升节能降耗水平：一是积极推进烧碱企业采用先进适用的节能技术;二是相关装备企业要进一步开发和优化可适用先进生产技术的装置设备;三是业内企业要实现精细化管理，从而更好地促进节能水平进一步提升。

　　需要注意的是，相对于装备优化和技术改造来说，通过管理提升能效水平，由于缺少具体的抓手，通常见效较慢。而技术改造和装备优化方面均有具体的着力点。例如，重庆博张是国产固碱加工装备的领军企业，先后开发了一系列节能降碳技术，不断进行工艺优化和装备升级，而且产品也走出国门，为企业实施节能降碳改造提供了国产化解决方案;南通星球石墨是国产氯化氢合成炉装备的领军企业，在现有产品基础上不断进行余热利用优化，实现了氯化氢合成炉副产中压蒸汽，提升余热利用品质，更好地支撑了氯碱企业节能降碳需求。在由中国氯碱工业协会编制的《烧碱行业节能降碳改造升级实施指南解读》中，我们列举了一系列先进适用技术，可供业内参考。

　　此外，据不完全统计，目前行业还有近百万吨离子膜电解槽未经过膜极距技术改造。“十四五”期间，随着这剩下的10%未改造装备陆续进行改造，每年还可进一步节电1亿千瓦时。这也是行业进一步提升能效水平的重要抓手。

　　记者：我们知道氯碱行业的产品除了烧碱外，还有氯气和氢气两种联产产品。由于氢能最近受到国家和行业的高度关注，我们也想向您了解一下氯碱行业如何看待和利用氢能?

　　张鑫：如你所说，氯碱行业在电解过程中，生成了烧碱、氯气和氢气三种联产产品，这三种产品均具有各自的工业价值。具体到氢能方面，《指南》要求，加强储氢燃料电池发电集成装置研发和应用，探索氯碱—氢能—绿电自用新模式。

　　事实上，氢能在提升氯碱行业整体附加值和进一步推动节能降碳方面，具有重要意义。氯碱行业的氢气产量很大，但目前行业对氢能的利用仍然停留在生产耗氢产品方面。氯碱行业联产的氢气中，有83%用于生产诸如苯胺、双氧水等耗氢产品。

　　未来，氯碱行业将加强联产氢气在氢燃料电池方面的应用。氯碱行业发展氢燃料电池具有独特优势，即自产自用。早在2016年，氯碱企业营创三征就成功实现了采用引进技术的全球首套2兆瓦氢燃料电池发电站的商业化运行。未来行业将进一步加强氢气作为能源的利用。

　　在降低能耗方面，氯碱行业是耗电量很大的行业，如果能够将联产的氢气制备成储氢燃料电池进行发电，将对行业整体节能降耗水平的提升产生巨大助益，有望降低行业1/4到1/3的二氧化碳排放。

　　综合来看，氯碱行业将加强资源的优化利用，推动氢气高值利用技术改造。在满足氯碱生产过程中碱、氯、氢平衡的基础上，通过调整产品结构等手段，加强氢气利用由制备耗氢产品向能源化利用方向转变。同时，采用先进制氢和氢处理技术，优化副产氢气下游产品类别。这是我们未来的一项重点工作。