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石油焦进口之忧

2013年10月25日 12:44
T中
中国依然把石油焦作为贫煤的廉价替代品,然而其污染更为严重
news 原图 印度戈拉加特,Numaligarh 炼油有限公司,一名工人正将石油焦装入麻布袋。有环境专家认为,与高污染的燃煤相比,燃烧石油焦造成的污染可能更大。Adeel Halim/CFP
《财新周刊》 记者 于达维

  石油焦进口日前成为中国环境领域备受关注的焦点问题。

  原油的加工中,首先是经过常压和减压蒸馏分出汽油、煤油、柴油等轻质馏份 ,然后再通过加氢裂化、催化裂化等方式进一步生产汽油、柴油。前述充分提取后剩下的渣油,通常用以生产沥青,作为铺路使用。

  随着石油精炼技术的进步,人们发现渣油中还有可以进一步榨取的成分,就发明了焦化技术,对减压渣油、二次加工尾油等重质油进行高温深度加工。经过上述手段“吃干榨尽”后留下的残渣就是石油焦,其含碳量在80%以上。

  含硫量较低的石油焦可以卖给钢厂、铝厂制作石墨电极;高含硫的石油焦,只能被发电厂、水泥厂作为燃料,这种燃料比煤炭要便宜,但其污染程度和碳排放量也比煤炭高。

  据《华尔街日报》2013年10月15日的报道,近年由于美国炼油企业从委内瑞拉和加拿大进口许多重质原油,因此该国有大量的副产品石油焦。但石油焦对环境的危害使得它在美国本土的市场受限,一度在底特律市堆积如山,并因此收到大量投诉。之后,美国人找到一个庞大的国际出口市场,这就是中国。

  美国能源部的数据显示,从2006年开始,石油焦在美国国内的销量就开始减少,但中国的需求一直在增加。2013年上半年,中国从美国进口了超过2400万桶的石油焦,同比增长近55%。目前,美国出口海外的全部石油焦中有20%运往了中国。

  财新记者查询的中国海关数据显示,2012年中国从美国进口石油焦达562万吨,累计同比增加52%,占2012年中国石油焦进口总量的52%。

  据专业信息咨询机构安迅思息旺能源的分析,由于2012年中国对燃料级生焦需求明显上升,“焦代煤”优势显现,所以从美国进口石油焦的数量加大。中国从美国进口的石油焦以高硫低灰弹丸焦为主,主要流向中国玻璃厂、电厂等作为燃料。

  据财新记者了解,中国许多电厂,在不改变燃烧工艺的情况下,以10%的比例掺烧石油焦,燃烧效果比单纯烧煤要好。有些采用循环流化床技术的电厂,甚至可以百分之百使用石油焦。

  但是和高污染的燃煤相比,燃烧石油焦的污染可能更大。

  华中科技大学煤燃烧国家重点实验室曾经做过石油焦在燃烧和排放特性上与煤的对比,结论是:石油焦的含碳量、含硫量、含氮量都比贫煤要高,燃烧中必须注意二氧化硫和氮氧化物的排放,防止对大气的污染。

  根据美国能源资讯管理局(USEIA)的数据,大量的石油焦出口,是美国在2011年成为石油净出口国的最重要原因,这也是60年来该国第一次成为石油净出口国。石油焦行业分析师凯莉·萨特斯维特(Kerry Satterthwaite)表示,石油焦甚至算不上一种副产品,而是一种垃圾,因为它的储运成本非常高,生产它的成本却几乎为零。由于美国环保局不再颁发新的使用石油焦作为燃料的许可,中国和墨西哥成为主要的消化地。

  清洁技术(CleanTechnica)网站评论员蒂娜·麦卡锡(Tina MCasey)指出,虽然美国把石油焦出口了,但是不可避免地要受到碳排放所增加的全球变暖威胁,更直接的,也会受到来自中国和亚太其他国家飘来的雾霾的威胁。

是否小题大作

  根据石油焦的结构和外观,分为针状焦、海绵焦和弹丸焦,针状焦具有明显的针状结构和纤维纹理,对生产工艺和原料都有特殊要求,主要用于生产电炉炼钢的高功率石墨电极;海绵焦化学活性高、杂质含量低,主要用于炼铝行业和碳素行业;弹丸焦一般是由高硫、高沥青质的渣油生产,只能作为燃料用于发电、水泥等工业。

  随着原油变重、重质燃料油市场缩小以及环保对于汽油、柴油质量要求的提高,焦化已经成为重要的渣油加工手段,随之而来的是产生越来越多的石油焦。目前美国是最大的石油焦生产国,国际市场石油焦的价格随煤炭的价格和石油焦供求波动,大致是煤炭的75%。从价格上,目前美国的高硫石油焦价格在90-100美元之间,中国的价格在800-900元人民币之间。

  2012年,全球的石油焦产量达到1亿吨,多数产生于北美的炼油厂,其中只能作为燃料的高硫石油焦有7500万吨,这些石油焦大多数被仍然以煤炭为基础能源的中国和印度消化。

  国际石油变革组织(Oil Change International)研究总监罗尼·斯托克曼(Lorne Stockman)在一篇文章中说,石油焦是地球上最脏的石油产生的最脏的残留物,越差的原油,产生的石油焦就越多。

  斯托克曼告诉财新记者,石油焦之所以便宜有几个原因,首先它只是石油工业的一种副产品,石油公司已经从汽柴油等产品中赚了足够的钱,其次这种副产品的运输和储存都需要大量的空间,而且石油焦作为燃料的污染物排放非常高,所以它对于消费者的价值也有限。但是它的热值非常高,如果价格合适,虽然需要增加一些工艺,电厂很愿意把它作为燃料。

  虽然热值高和灰分少让石油焦成为一种可以在燃煤发电厂使用的理想发电燃料,但是其高含硫量和低挥发性质,导致其在燃烧过程中产生的环境问题同样明显。为了满足现行的排放标准,必须增加一定的脱硫过程。

  斯托克曼说,必须承认石油焦是一种很不好的燃料,它的二氧化硫和二氧化碳排放都非常高。从产生热量的角度,石油焦产生的二氧化碳比煤炭高5%-10%,燃煤电厂本身的碳排放已经对全球变暖造成了极大的影响,而在燃煤电厂掺烧或者改用石油焦,势必进一步增加碳排放。

  他在一份报告中指出,即便石油焦导致的二氧化硫排放,可以通过脱硫解决,但它导致的碳排放,目前在发展中国家还没有强制性限制,而且石油焦的排放物质中还包括大量的PM10和PM2.5颗粒物以及大量重金属和多环芳烃有机物,这些物质都是潜在的致癌物。

  根据加拿大新斯科舍省对本地使用石油焦情况的统计,在产生同样能量的情况下,石油焦的二氧化硫排放是煤的6-7倍。虽然循环流化床技术可以通过在燃烧过程中添加石灰,吸收90%的硫,但是随着环保标准的提高,他们也在逐年减少煤和石油焦的使用比例。

  在碳排放上,欧盟曾经对各个国家使用不同化石燃料所产生的碳排放做过统计,发现虽然不同的国家在具体的排放强度上有所不同,但是在一个国家中,如果使用的燃料中包括石油焦,那么石油焦的碳排放强度是最高的,超过煤炭、汽油、燃料油等其他燃料。

  为了保护环境和削减碳排放,2013年1月,加拿大曼尼托巴省宣布从明年起禁止使用煤炭和石油焦作为取暖燃料,并增加使用煤炭和石油焦作为工业燃料的排放税。

  中国石油大学中国油气产业发展研究中心主任董秀成告诉财新记者,现在炼油厂都是强调“吃干榨尽”,石油焦是炼油剩下的最差的东西,再炼也没什么价值了,没有别的用处,肯定是要烧掉。而且石油焦要比煤便宜,相对来说比较有优势,许多电厂也是出于经济的考虑使用石油焦。

  不过,在他看来,虽然石油焦的污染比煤炭更大,但是每年上千万吨的石油焦相比中国每年消化的几十亿吨煤炭来说,污染比重还是占比非常小,几乎可以忽略不计,美国人强调这个事,有些小题大作。

  清华大学热能工程系的岳光溪院士也告诉财新记者,因为中国大多用重质高硫原油做石油炼化,自产石油焦里的低硫焦比例很小,因此需要进口低硫焦作原料而不是燃料。而高硫焦只能作燃料,国内基本上在石化企业用于自备电厂燃烧。

  “曾经有一段时间国内煤炭紧张,价格高企,因此在发电的循环流化床锅炉掺上部分高硫焦是合算的,反正脱硫成本低,可以忍受。”岳光溪说,虽然不了解最近中国的石油焦进口情况,但是考虑到最近国内煤炭价格大幅度下跌,从常识上判断,现在发电行业不可能进口高硫焦作发电燃料。

  有中介机构的分析报告显示,中国从国外进口的石油焦种类,以高硫低灰弹丸焦为主,主要被部分玻璃厂等企业用作燃料。

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