王东

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    2020 年，中国在第七十五届联合国大会宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和”。中国碳达峰、碳中和目标(以下简称“双碳”目标)就此提出，在国内国际社会引发关注，同时也引发了各行业的广泛讨论。石油化工行业是工业体系的用能大户，“双碳”目标的提出，既是对石油化工行业提出了更高的要求，又为石油化工行业的技术发展路线提供了方向。

    在“双碳”目标提出前，石化行业对于能源的利用多以安全稳定为基础，以降低能耗成本为目标，建立了蒸汽为主、电能为辅的能源利用架构。其中电能的利用主要为泵、风机、搅拌器等电机用电，对电源稳定性要求较高，多依赖于园区工业供电，对于光伏、风电等存在不确定性的绿色电力利用较少。因此“双碳”目标提出后，行业内开始了对利用绿色电力的研究，提出了将绿色电力嵌入石化用电结构的多能互补方向[1-3]。

    本文以石化行业中一种典型的化工装置-双酚A生产装置为例，结合其工艺和生产运营特点，从利用绿色低碳能源进行多能互补的角度出发进行了分析探讨。

    1 研究方法

    石油化工装置设计中，电能属于高品位能源，在同等的能量值消耗下，电能的能耗核算成本属于最高的一档。化工装置能耗总量大，且对用电设备有较高的防爆等级要求，大规模的电能利用会极大提高用电网络和设备建设成本，因此在传统的化工装置设计建设中，会倾向于减少用电负荷，主要使用蒸汽等经济且稳定的传统能源。然而煤/油锅炉蒸汽、火电等传统能源的使用所带来的碳排放成本日益显著，随着诸如风电、光伏发电等绿色可再生能源建设和使用成本降低，提高绿色电能应用比例，进行多能互补，成为化工装置低碳转型的一个有效途径。

    在双碳目标的总体规划下，石油化工多能互补研究探索目前较好的方案是在传统的蒸汽、电、循环水等能耗结构中，剖析出如风电、光伏电、水电等绿色能源的可利用性。化工装置的生命线是安全，因此能源选择有其特殊性，必须要在满足装置本质安全冗余的基础上，才可以在装置能耗需求中拆解出满足风电、光伏电、水电供能不确定性的高冗余度负荷。目前关于绿色电能替代的研究分为园区供能和装置用能两个层次[4-5]。

    关于园区多能互补，目前主要是电气工程领域对源-网-荷环节的能量来源和配电网的研究。在电源侧，分布式发电、电储能及综合能源等技术的应用促进了配电网能量来源的清洁化和多元化；在电网侧，一次电气网络中的电力电子应用、二次信息网络的全覆盖等因素大幅提升了配电网的可控性和可观性；在负荷侧 ......