化工污染物的种类按污染物的性质可分为(不属于化工污染物的是)

本文作者 | 经韬纬略智库

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化工污染物的种类按污染物的性质可分为(不属于化工污染物的是)

在中国被“卡脖子”的新材料中,百分之二三十是金属品,百分之七八十是化工品。

在此前的煤炭产业一文中,我们已经解析了全球变暖问题的严峻性,以及中国在这一问题上实现碳达峰碳中和的庄严承诺。碳达峰、碳中和的时间节点,意味着中国环境保护与污染治理的力度还将进一步加大,围绕化石能源等不可再生资源构造的工业体系乃至整个经济运行体系面临重构,而煤炭、石化等高污染高耗能产业,在这一重构的过程中又将不可避免承担尤其重大的职责。

近年来,国内禁塑令执行力度进一步提高。普通老百姓到超市购物不难发现,结账的时候已经不能免费使用塑料袋,取而代之的是可反复使用的织物环保袋;塑料吸管变成了纸吸管。随着禁塑令在全国铺开,以前常见的一次性塑料餐具、包材因为不环保,今后将基本退出日常生活。

化工污染物的种类按污染物的性质可分为(不属于化工污染物的是)

石化产业的崛起

禁塑令作为中国环保战略的有机组成部分,其针对的正是塑料产品背后的石油化工等重污染产业。

什么是石油化工产业?不少读者的第一反应可能是央企巨头中石化、中石油;再进一步,可能脑海里会浮现化工厂的直观形象,即密密麻麻安装着各种金属罐体和管道的工厂;更进一步,就少有人能够解释其基本运转框架。正因如此,我们首先来梳理一下石化产业链,用通俗形象的语言来建立整体认知。

石油被誉为黑色黄金,但黑色黄金开采出地表后,通常并不能直接使用,必须要先送进石油精炼厂,进入炼化环节,通过催化裂化、加热分馏等物理和化学手段,让成分复杂多样的原油变成汽油、柴油、石脑油等标准化的工业产品。根据产业经验,1吨原油在最常见的燃料油精炼厂,通过炼化通常可以产出六七百千克的汽柴油、一百多千克的石脑油。

汽柴油是我们日常生活中必不可少的交通工具燃料,而石脑油尽管无法用来当燃料,却同样不容小看。可以说,石脑油是现代化学工业的核心原料。

正是由于石脑油在产业链上的特殊重要性,即便化学工业依据源头材料有煤化工、碱化工等细分,但长期以来仍然被习惯用石化、化工统括在一起的“石化”一词加以概括。

值得一提的是,石油成为化学工业,特别是重化工领域具有统治性地位的基础原料,还是20世纪60年代以后的新现象。只是化学工业产品通常作为中间品流通,很少能被终端消费者所感知,因而这一产业发展的故事一直鲜为人知。

第二次世界大战之前,化学工业根据所处理原料划分的几大领域,如煤化工、石油化工、碱化工乃至酒精化工,在产业规模上并没有很大的差异。然而,随着第二次世界大战时期石油这一战略物资的武器化,各国在人工合成石油等方面投入了巨量资源,严酷的战争再一次成为科学技术的“助产士”,迅速加深了化学科学和工程界对石油特性的认识,相关领域积累了大量知识基础。

由于技术发展的“路径依赖”特点,有更丰富研究成果、更庞大人才储备的石油化工,在第二次世界大战后迅速脱颖而出,成为化学工业中最活跃的细分领域。

在技术发展轨道清晰化后,随着技术成果在产业共同体中的扩散,石化产业的商业形态也出现了分化。在传统上科研、生产乃至设备制造均高度一体化的化学工业模式之外,出现了不从事实际产品生产,只专注研发,以出售技术咨询、工艺方案乃至设备安装等服务为主业的公司,其中最赫赫有名的,就是位于美国的科学设计公司(Scientific Design Company,SD公司)。

专业化学工程设计公司的出现,大大加快了石油化工在全世界的扩散传播,科学设计公司其后为日本、韩国、中国台湾等国家和地区设计的大型石化生产装置,带动东亚地区在全球石化产业版图上崛起,打破了百年来欧美对化学工业,特别是重化工领域的牢固统治。更多的竞争主体加入市场,也进一步加快了石油化工原料下游应用的开拓,深刻改造了化学工业。

从石脑油开始,石化产业链从炼化进入了化学工业环节。通过对石脑油的化学手段处理,可以得到一系列基础化工产品,比如其中的核心产品乙烯。乙烯再处理形成的合成树脂材料聚乙烯,就是常见的塑料原料。甚至止痛、退烧不可或缺的布洛芬,也是由乙烯化学合成。

除了前面提到的塑料和制药原料之外,服装家纺的化学纤维、农业上用的农药和化肥、涂料和染料、合成橡胶,乃至护肤化妆品,都是化学工业的终端产物。由此可见,石油与每个人的日常生活息息相关。

石油化工产业从20世纪60年代崭露头角,到今天成为化学工业下游产业乃至人类日常生活的基础材料,这一巨变堪称人类现代工业史上的一个经典传奇。

化工污染物的种类按污染物的性质可分为(不属于化工污染物的是)

治理石化“两高”的对策

从本文开篇提到的禁塑令我们也能感受到,在石油化工产品为我们的生活提供各种便利的同时,相关产业的环境污染也日益成为一个严肃的问题。为什么石化产业被归类为高污染、高耗能产业?原因在于,石化产业的产品主要是靠化学反应来生产的,原料、催化剂、生产过程中的废气废水,乃至交付下游的产品,都有可能带有一定的毒性。举一个生活中常见的例子:住宅装修之后,往往要安排一段时间专门对房间进行通风,就是为了挥发掉装修材料中可能影响人体健康的有害物质。

化学反应往往对温度、压力等环境有特殊要求。中学化学课上,做实验往往需要使用酒精灯提供热源;而实现大规模生产的现代化化工厂,耗能则是天文数字。举例而言,一个每年2 000万吨产能的炼油厂,搭配主流的150万吨年产能乙烯装置,这样一个普通规模的一体化生产设施每年用电量可达到约30亿千瓦时。这类大化工装置由于用电需求极高,往往需要专门配套热电厂、燃煤发电机组,显而易见会使二氧化碳排放量更高。

既然石化产业属于高污染、高耗能产业,除了在终端需求上做文章,例如引导塑料的减量消费,能否在生产端也进行大刀阔斧的调整?基于这一推论,不少学者认为,可以把石化产能转移到其他发展中国家去。很遗憾,对于中国石化产业而言,这是条走不通的路。

首先,产业转移需要有比较优势才会发生。产业转移东道国至少应该在资源、技术、市场三要素中具备一项优势。而大部分发展中国家,与石化产业相关的这三大要素都不及中国。如果纯粹为了减轻本国环境压力,把化工产能转移到其他国家去,反而将带来更高的生产成本、更低的生产效率,是加剧而非缓解了污染问题。因而这是一种既不符合商业逻辑,也有损中国国际形象的做法。欧美发达国家向发展中国家出口固体废物,遭到发展中国家指责,就是一个典型的案例。

其次,我们谈到石化和钢铁等高污染、高能耗产业,不能只看到被媒体连篇累牍强调乃至可能被过度渲染的污染问题,也要看到这些产业在国家国民经济循环中的核心地位。因噎废食并不可取。尽管石化产品往往由于作为中间品难以被终端消费者直接感知,但从产值上来看,石化产业的分量可能远超普通人的直观印象,在整个中国制造业中可以达到约十分之一的比重,也是中国经济增长中拉动投资的重要抓手。一个千万吨级的炼油厂,当前建设投资动辄超过100亿美元,建成后的产值一年可达到上千亿元人民币,甚至超过了最先进的芯片制造工厂的投入产出比。可以说,石化产业如同人体中的肌肉,其活动固然消耗了摄取的大部分热量,但同样支撑着每个人的日常生活。

既然石油化工产业并不能轻言转移,污染的治理也就需要践行一种更为审慎的思路,从技术进步和结构优化里寻找出路。具体来说,在生产上最简单可行的手段,就是用先进产能置换落后产能,用大产能置换小产能,通过生产上的规模经济效应提高效率。经过近几年的供给侧改革,中国石化产业通过产能置换升级已经明显提高了产业集中度,大大减少了污染、能耗等。

同时,石化产品的工艺流程上存在大量创新空间。同样的最终产品,可以通过切换不同的制备工艺路线,实现流程更短、成本更低、污染更小的目标。以化工产业的代表性产品乙烯为例,除了传统的石脑油制备路线,在中东和美国,还兴起了用乙烷,即原油和天然气开采中的副产品来制备乙烯,比石脑油工艺路线污染明显降低。中国企业在这一技术方向上也保持着密切跟踪。有国外学者已经研究出了用二氧化碳和铜催化剂通过电化学反应生成乙烯的方法。这一方法理论上不但不会产生碳排放,甚至还能反过来吸收二氧化碳,让乙烯生产变成减少温室气体的手段。

对于生产过程中产生的污染治理,技术进步也大有可为。比如塑料白色污染,除了不断加码的禁塑令,在技术上,目前也正在兴起塑料的回收利用产业。简单的回收处理通常是通过物理手段粉碎,而更先进的化学回收则能够把塑料合成为汽柴油等新产品。

化工污染物的种类按污染物的性质可分为(不属于化工污染物的是)

欧美石化产业“生意经”

在欧美发达国家和地区,石油化工产业同样具有高污染、高能耗的特点,它们的产业优化升级诸多举措,在技术进步上与中国不谋而合。而欧美和中国最明显的不同,在于产业转移的可行性。由于发达经济体已经进入低速增长阶段,也就意味着,化工产业终端产品的国内需求已经基本饱和。因此,欧美老牌化工企业就像候鸟一样,有着迁移产能的强烈冲动,在全球寻找经济增长更活跃的国家和地区。而中国作为世界经济增长当之无愧的火车头,顺理成章成为这些国际化工巨头追捧的投资圣地。

在这个过程中,一部分化工产品产能就从其母国转移到了中国。然而,这一过程,正如我们前面分析的,并不是受转移污染的动机驱动,而是受中国作为终端市场的比较优势吸引驱动。与此同时,尽管部分产能转移到了国外,欧美石油化工产业整体上仍然相当“精明”:就像留下蛋糕上最值钱的奶油一样,它们把化工价值链中技术最高端、利润最丰厚的环节普遍保留在了自己手中。很多面向终端市场的特殊化工材料,比如这两年频频登上报纸、电视的光刻胶,只有少数几家欧美企业能够供应,价格当然也就能开得非常高,由其坐享垄断的超额利润。

除了这种显性的终端产品格局,还有一种隐性的欧美企业垄断,那就是,哪怕对于中低端基础化工,其手里也掌握着大型成套生产装置最好的工程设计能力。欧美公司提供的化工厂设计方案和配套生产设备,投产后效果往往比中国国内的化工研究院和设备供应商的更好,运行更稳定,故障率更低。比如说应用广泛的涤纶化纤材料的原料PTA的生产线,就长期由一家美国公司英威达提供成套设计方案,包括中石化在内的不少国内化工企业都是它的客户。总之,发达国家的石化企业,要么是垄断技术含量高、竞争者少的高价值产品,要么是在竞争激烈的市场上从淘金者变成卖铲子的人,从而在本国市场饱和的情况下,还能继续维持在石化产业价值链中的高端地位。

面对欧美石油化工产业的这种精巧布局,中国石化产业前景如何?我们能够突出重围,攀上产业制高点吗?从中国石化产业走过的足迹来看,答案是肯定的。

首先,从规模上看,中国石化产业已经基本实现了“做大”的目标。中国石化产业产值已经占到全球份额的40%。在业内权威媒体评选的全球五十大化工企业排行榜上,中石化集团成为世界第二,仅次于德国巴斯夫集团,两者差距很小,这已经是非常了不起的成绩了。

其次,从技术能力上看,中国石化产业距离“做强”的目标确实还有一段路要走,这表现在一些细分领域的高端化工产品还存在“卡脖子”问题。世界级化工巨头、中国最大的民营化工集团万华化学当家人就提到过,“在中国‘卡脖子’的新材料中,百分之二三十是金属品,百分之七八十是化工品。中国最急缺的,就是高端化工新材料”。我们要正视差距——前面有差距,但同样有跨越的清晰路径。作为资本、技术密集型产业,石化领域的竞争不仅是技术研发与工程化方面知识诀窍的比拼,也是经营战略层面资源、谋略的比拼,而逆周期投资正是中国产业界在这方面的一大优势。

逆周期投资,指产业后发竞争者在市场的景气—萧条周期性循环中,利用政策扶持与融资便利,在周期低谷加大投资,汲取周期底部廉价的技术、设备、人才要素,经过一轮又一轮的“抄底”后,形成生产能力的规模优势,用成本优势击垮对手。大宗石化产品对物流成本的敏感性,使这一战略尤其适合于区域市场上本土竞争者采用。

在技术攻关和投资策略的双轮驱动下,中国石油化工产业正处在“市场扩大—资本和人才集聚—竞争力提高—市场扩大”这样的良性循环之中。真正要感到焦虑的不是中国,而是欧美产业人。

此前,美国化工业巨头陶氏化学与杜邦重组后,《财富》杂志曾经发文,认为这种纯粹为了做高股价的操作会导致进一步精简研发投入,“最终的结果必定是裁员和研发预算缩水。请原谅我的语气听起来像特朗普,但不难想象,中国中化集团的人肯定在互相庆贺”。从这段文字不难看出美国石化产业界对中国竞争对手的重视。

随着产业基础的积累和人才的磨炼,中国石油化工产业技术已经取得长足进步。例如,俄罗斯波罗的海化工综合体项目,这个全球最大的乙烯一体化工程已经破土动工,采用世界上最先进的工艺技术和标准。中国企业不但承包了建设任务,在附加值最高的工程设计环节也已经开始发挥作用。对于那些关系到国计民生,有被“卡脖子”风险的化工高端产品,我们也完全可以期待中国石化科技工作者的发挥。从以往经验看,中国人集中力量攻关的产品,还少有失败的先例。

中国石油化工企业早已深度融入国际产业圈。除了本节前面已经提到的国际巨头纷纷在中国投资建厂,中国企业也已经敢于主动“出海”。当然,这里所指的“出海”不是从零开始转移、新建海外产能,而是根据企业补齐业务短板的需要,收购相关领域国外优势企业。

曾经因为《粮食战争》等作品在中国闻名遐迩的农业化工巨头先正达,已经被中国化工集团以400多亿美元的对价收入囊中。而中国化工集团,其后通过重组,与中化集团合并,业已形成了世界上最大的化工企业之一。通过自力更生和全球资源整合的组合拳,中国石油化工产业的赶超之路前景可期。

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