第42卷第8期现代化工Aug.20222022年8月Modern Chemical Industry·209·天然气/煤制乙二醇路线碳排放与经济分析卜庆佳23，张媛媛4，李俊杰23，杨潇潇23，许德平'，田亚峻2”(1.中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京100083：2.中国科学院青岛生物能源与过程研究所，泛能源规划战略中心，山东青岛266101：3.山东能源研究院，山东青岛266100：4.北京低碳清洁能源研究院，北京102211)摘要：从生命周期角度出发，对煤制乙二醇(coal to ethylene glycol,CTEG)路线和天然气制乙二醇(natural gs to ethyleneyl,NGTEG路线进行全面的技术、碳排放与经济对比分析。结果表明，CTEG路线单位产品能耗是NGEG路线的1.5倍，单位产品碳排放是NGTEG路线的1.6倍。然面，CTEG路线具有较好的经济效益，利润与投资回报率分别比NGTEG路线高1499元和3.4%。通过分析原料燃料和产品价格波动对2条路线经济竞争力的影响，发现CTEG路线受3种价格波动影响较小。CTEG路线具有良好的发展前景，但必须通过技术进步解决高能耗和高碳排放问题。关键词：煤制乙二醇：天然气制乙二醇：合成气：模型环境：经济中图分类号：TQ53文献标志码：A文章编号：0253-4320(2022)08-0209-06D0I:10.16606/j-mki.isn0253-4320.2022.08.041Analysis on carbon dioxide emission and economy of natural gas to ethyleneglycol route and coal to ethylene glycol routeBU Qing jia,ZHANG Yuan-yuan',LI Jun jie,YANG Xiao-xiaoXU Deping',TIAN Ya-jun(1.School of Chemical Environmental Engineering,China University of MiningTechnology Beijing),Beijing 100083,China;2.Extended Energy Big Data and Strategy Research Center,Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology,Chinese Academy of Sciences,Qingdao 266101,China;3.Shandong Energy Institute,Qingdao 266100,China;4.National Institute of Clean-and-Low-Carbon Energy,CHN Energy,Beijing 102211,China)Abstract:From the perspective of life cycle,a comprehensive comparison analysis involving in technical,carbondioxide emission and economy is carried out between the coal to ethylene glycol CTEG)moute and the natural gas toethylene glycol NGTEG)route.The results show that the energy consumption per unit product of CTEG route is 1.5times that of NGTEG route,and the carbon dioxide emission per unit product of CTEG route is 1.6 times that of NGTEGroute.However,CTEG route has better economic benefits,and its profit and ROI are respectively 1 499 RMB/t and 3.4percentage points higher than those of NGTEG route,respectively.The impact of price fluctuations of raw materials,fueland products on the economic competitiveness of two routes is analyzed,it is found that CTEG route is less affected by theprice fluctuations of the three types.CTEG oute is expected to develop with a great momentum,but it needs to addresshigh energy consumption and carbon dioxide emissions through the technology improvement.Key words:coal to ethylene glycol;natural gas to ethylene glycol;syngas;model;environment;economyCTEG产业。《产业结构调整指导目录(2011年工重要原料之一，主要应用于聚酯行业。当前已实本)》中提出：将200kt/a及以上CTEG技术开发与现工业化生产乙二醇主要以石油、天然气和煤炭为应用列为鼓励类发展项目四。《“十四五”现代煤化原料，但我国石油资源严重依赖进口，据统计局数据工发展指导意见》中提出：“十四五”末CTEG产能显示，2020年石油对外依存度高达73%。因此，大达到800万t四。然而大力发展CTEG产业同时，存力发展天然气制乙二醇(natural gas to ethylene在能耗过高、C02排放较大等问题。《“十四五”规glycol,NGTEG)和煤制乙二醇(coal to ethylene划和2035年远景目标纲要》提出单位国内生产总值glycol,CTEG)对我国乙二醇产业和能源安全稳定有能耗和C02排放分别降低13.5%和18%[)，这对重要意义。近年来，国家出台多项政策鼓励发展CTEG提出了更加严苛的要求。NG"TEG凭借工艺收稿日期：2021-09-20：修回日期：2022-06-08作者简介：卜庆准(1997-），女，硕士生；田亚峻(1972-)，男，博士，研究员，研究方向为能源数据与能源战略，通讯联系人，iyun@ibhM.(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net210现代化工第42卷第8期路线短、能耗低以及污染物排放较少的优点，在乙二1.1.2系统边界与分配方法醇生产领域得到广泛应用。但天然气探明储量低于CTEG与NGTEG系统边界主要包含原料开采、煤炭储量，间接出现天然气原料价格相对较高的问原料运输和乙二醇生产阶段。基于生命周期计算能题。因此需全面分析比较NGTEG和CTEG产业在耗与碳排放，基于乙二醇生产过程分析经济效益。环境与经济方面的影响。由于工艺生产过程中产出多种产品，因此存在系统从生命周期角度对NGTEG与CTEG进行技术、输出如何分配的问题。根据环评报告可知，所有产环境与经济分析是目前最有效的方法之一。生命周品均具有商品属性，因此按产品市场价值产出份额期评价(life cycle assessment,LCA)已被广泛应用于进行分配。此外，还比较价值分配、质量分配和无分分析技术性能、环境彭响与经济效益等方面。配（无分配指所有负担均由乙二醇来承担），通过确Yang等利用流程模拟分析石油、天然气和煤制乙定最终结果是否受到分配方法不确定性的彭响来评二醇技术环境与经济性能，建议在CEG产业规模价其可靠性「o。分配系数如表1所示。扩大之前，应极力解决高碳排放和高能耗问题。田表1基于不同分配方法的乙二醇分配系数亚峻团队[-刀分析比较现代煤化工CO2排放以及碳产品名称价值分配/%质量分配/%无分配/%税对产品经济性的彭响，发现以单位热值C0,排放乙二醇(CTEG85.480.9100量为评价指标时，CTEG排放量最高。但在经济性乙二醇(NGTEG)94.189.6100方面，CTEG含税成本受碳税税率变化彭响最小。郭勤等匈对天然气-环氧乙烷催化水合法制乙二醇1.2生命周期模型和天然气-草酸酯法制乙二醇进行技术经济对比，1.2.1能耗模型发现后者工艺更加合理，经济性更高。尽管NGTEG生命周期能耗包含原料消耗和用于原料生产、和CTEG在技术环境和经济方面进行了广泛的研运输和转化的能量/材料消耗。原煤/天然气作为原究，但这些研究仅对生产环节分析评估，基于生命周料在系统边界内产生，能耗取决于热值。能量和材期角度评估比较NGTEG和CTEG的技术、环境与经料在系统边界外生产，则由使用量与生命周期能耗济研究较为有限。因子决定。表2表示生产1M能量或1kg材料本文中对NGTEG和CTEG能耗、碳排放以及经的生命周期能耗因子。本文中能耗因子主要来源于济性进行综合比较分析。根据中国本土数据，建立环评报告与GREET数据库。生命周期能耗EC)由能耗、碳排放和经济模型；采用敏感性分析法，探究公式(1)计算得到。对乙二醇产业经济效益有重要影响的指标因素：探表2生命周期能耗因子索CEG产业在生态友好的环境中面临的机遇与挑名称能耗能耗名称战，以期为决策者和投资者提供合理的参考与依据，因子因子同时促进NGTEG和CTEG行业“高效、经济、低碳”氢氧化钠八Mkg)24.620可持续发展。3.18919.6781生命周期评价1.33146.894生命周期评价(LCA)是一种评估潜在环境影响催化剂K CTEG)(Mkg)90.297和解决产品整个生命周期可持续性问题的方法。2.924催化剂NGTEG)/八Mkg)105.023按照IS014000系列标准将其分为4个步骤：目标与范围的确定、清单分析、影响评估和解释。11目的与范围的确定式中，ECF为j类能量/材料能耗因子，MW/M,1.1.1目的与功能单位MJ/kg;EFC为乙二醇生产过程中原料消耗热值，本文中研究目的是评估CIEG、NGTEG技术，环M/:;EFD为原料开采与加工过程中原料损失热境与经济效益，并对二者进行比较分析。为便于比值，MW/化EMCg为第i单元过程中j类能量/材料的较，本文中设定CTEG与NGTEG生产1t相同规格乙二醇为功能单位。程j为能源/材料类型：n为乙二醇生产链中投入能(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net