比煤炭更肮脏的燃料 石油焦渐成严重污染源却被忽视
一篇署名为福布斯中文的题为“中国正默默燃烧一种比煤炭更肮脏的燃料”的文章近日在网上异常吸睛。该文称，“一位研究中国气候和能源政策的专家在华盛顿表示，中国在治理空气污染方面的努力将因为一种未受监管的燃料石油焦而毁于一旦”。
记者日前专访了文章作者，就职于清华-卡耐基全球政策中心的常驻学者王韬博士。王韬表示，文章标题有点“耸人听闻”，更确切地表述应是，“虽然中国政府正在投入巨大的努力治理空气污染和削减煤炭消费，但对石油焦的监管却在很大程度上被遗漏了。如果把石油焦消耗量和煤消耗量进行比较，石油焦的排放能抵消中国为减少空气污染源二氧化硫所付出的所有努力。但中国并不是唯一一个忽视石油焦问题的国家。”
石油焦应用越来越广泛
之所以引起外媒关注，缘于7月15日卡耐基全球政策中心在美国发布王韬撰写的报告《监管中国的石油焦消费》，上述言论是他报告的主题。王韬的研究主要集中在中国的气候与能源政策分析，石油焦对环境影响是他最新科研成果。
石油焦是原油提炼过程中产生的一种廉价副产品。低硫高品质的石油焦广泛应用于金属制造中，而高硫低品质的石油焦因其品质低劣且价格低廉，常常用作工业燃料。
王韬强调，石油焦在未燃烧并储存的情况下一般被视为惰性物质。但燃烧时，石油焦在某种程度上甚至比煤炭更脏，除含硫量较高，还包含多种重金属污染，如汞、砷、铬、镍和镉，在燃烧时还可能会释放二恶英、氯化氢和氟化氢等污染物。
王韬告诉记者，石油焦越来越广泛用于工业生产中，而政府对其所带来的污染还未给予足够重视。“毫不夸张地说，燃烧一吨石油焦所排放的二氧化硫比一吨煤炭多得多，有些石油焦的硫含量可能高达7%，而相比之下煤炭的平均硫含量为1%。此外，由于石油焦的碳含量高，其温室气体的排放量也更高。更重要的是，石油焦是重质、低品位原油的副产物，这种原油在开采、运输和加工过程的全生命周期中所产生的温室气体比常规轻质原油的温室气体排放高出80%，因而石油焦在整个生命周期中对气候的损害甚至可能比煤炭要大得多。”
美国和中国都生产大量石油焦，中东地区的炼油和炼焦能力也在迅猛增长，正逐渐成为新的石油焦主要产地。预计在2011年至2016年期间，中东地区的炼焦能力将以平均每年25%的增幅上涨，在世界首屈一指。
据王韬介绍，石油焦可用于提供电解铝、冶炼钢或二氧化钛所需的碳。而针状焦(另一种纯度更高的石油焦)则用于制造电炉炼钢所需的石墨电极。但大部分的石油焦还是被用作燃料。尽管缺乏精确的数据，但美国业内人士估计，全球生产的80%左右的石油焦都是高硫、燃料级石油焦。这是重质、高硫、高金属含量的原油炼化后的副产物，其碳纯度较低，大多用于水泥转窑、玻璃熔窑和发电厂等行业的发热和发电。
在过去10年中，中国对精炼油的消耗明显增多。这期间由于中国工业燃料需求猛增，使得煤炭价格一路攀升。王韬表示，2013年中国燃烧的3300万吨石油焦，其中大部分来自于中国的炼油厂，有700万吨是来自美国。
事实上，中国石油焦使用量的日益上升与北美有很大关系。北美的炼油能力在世界居首，主要集中在美国墨西哥湾地区。随着从加拿大的石油砂和委内瑞拉进口更多的高碳超重原油，美国炼油厂里的高硫石油焦开始堆积如山。加拿大还在努力出口更多产自超重石油砂的原油给美国，这导致了美国炼油厂高硫石油焦产量持续上升。
但由于美国日益严苛的环境法规，加之民众对露天存放的石油焦的抗议，美国炼油厂迫切希望摆脱过剩的石油焦，因此大量推动出口。美国出口的石油焦大多数都流入发展中国家。2013年，中国是美国石油焦的最大进口国，中国的进口占美国出口总量的20%。2014年，中国从美国进口的石油焦量下降，中国、日本和印度成为三大石油焦进口国，各国进口量均超过2000万桶(360万吨)。2013年加拿大有近50%的石油焦出口至中国。
据上市公司生意社王春燕提供的资料，目前，中国低硫焦市场主流价格在1400元/吨至1550元/吨，中硫焦市场主流价格在1300-1580元/吨，高硫焦主流价格在1110元/吨至1250元/吨，而且价差越来越大。为降低成本，厂家用石油焦粉作为燃料替代重油。目前石油焦粉市场价2300元/吨，重油为4800元/吨，一吨重油相当于1.2吨的石油焦粉产生的热量，在产生热量差不多的情况下，使用石油焦粉作燃料成本远低于重油。
环境隐患来自残阳级处置
从2006年中国工业燃料短缺加剧开始，石油焦一直备受青睐。到2013年底，中国的煤炭需求占世界煤炭生产总量的一半以上。但由于煤炭价格高企，而且运输困难，小型私有企业在那段时间很难获得所需煤炭资源，因而不得不转向包括石油焦在内的替代燃料。从2008年到2013年，中国的石油焦进口量增长了近20倍。同时，中国小型炼油厂的石油焦产量也有所上升。
据王韬的调查，电解铝是中国最大的石油焦消费行业。在2013年和2014年，电解铝产业所消耗的石油焦占石油焦总需求的一半左右。虽然在生产过程中，石油焦并不燃烧，但其硫含量的约10%到20%将在阳极表面被转化为二氧化硫释放出去。由于价格相对低廉，国内金属行业开始越来越多地使用高硫石油焦制作阳极。但因为含硫量较高，这些阳极在电解铝生产中并不耐用，需要经常替换，进一步推动了石油焦需求的增长，也带来了生产过程中更多的二氧化硫的排放。
王韬在调研时发现，更大的环境隐患来自电解铝制造过程后废弃的石油焦残阳极的处置。王韬告诉记者，这种废弃的残阳极基本上还是石油焦，且仍然可以作为廉价燃料。尽管关于石油焦残阳极的具体流向目前还没有充分的调查数据，但是在互联网上可以很容易找到石油焦残阳极作为燃料出售的信息，尤其是在电解铝产能较大的一些省份。
中国还有大约1/3的石油焦需求来自不同工业的燃料需求。石油精炼厂和小型发电厂通常将燃料级石油焦与煤炭混合，用以发电和产生蒸汽。中石化作为中国最大的石油焦生产商，已经开始在其炼油厂内采用循环流化床(CFB)锅炉燃烧石油焦，用于提供自己所需的电力和蒸汽。
王韬表示，过去十年，中国玻璃行业实现了指数式增长，并愈来愈多地使用石油焦作为燃料。在2013年大气污染问题变得越发严峻之前，玻璃制造商并未面临严格的排放控制标准。即使到2014年，中国北部一些大型玻璃工厂的熔窑内燃烧着大量的高硫石油焦，但是这些工厂仍未配备脱硫装置。
王韬认为，尽管已经逐渐发展成为严重的污染源，但目前决策者对石油焦的关注似乎还比较少。许多环保专家和非商业领域的利益相关方对石油焦的使用也不了解。记者在采访中发现，即使一些从事相关行业的人员也表示，石油焦的污染没那么严重，做好处理对环境造成的影响可忽略不计。
通过经济手段加强监管
中国并不是唯一一个忽视石油焦问题的国家。王涛说：“这些来自石油焦的额外碳排放量并未完全纳入超稠油对气候影响的计算中，如来自加拿大的石油焦砂和委内瑞拉的石油，在这些地区出产的石油焦量更大。”
鉴于公众对石油焦的认识有限，在使用石油焦的行业中也缺乏其环境影响的评估，目前我国尚未制定有效管理石油焦消费的政策框架。公平地说，许多国家，包括美国在内，也还在努力了解石油焦对工业生产及更广泛的温室气体排放的影响。
王韬说，这倒为中国提供了领先一步的机会，通过有效管理石油焦的使用状况，协调相关政策，可以尽早控制这个石油副产物的燃烧与工业使用对大气污染以及气候变化的影响。
王韬建议，改善石油焦的统计数据，加强对二氧化硫等污染物的监测，对于确保环保政策的有效性至关重要。同时，有关石油焦消费量、消费地点、燃烧锅炉的类型等信息以及实时在线监控数据都应公开。
王韬认为，排污费和碳价等经济政策手段将是限制石油焦使用并减缓其影响的最有效的政策工具。相比之下，通过排污费用或碳价的方式使脏污燃料的环境成本内部化，则可奖励最有效率的生产商，而不是规模最大的生产商。
王韬表示，由于中国消耗的石油焦燃料有相当部分是从美国等国家进口的，征收进口关税可能会是抵消石油焦价格优势的一种有效手段。
而另一个有效的措施是将石油焦消费纳入目前已在中国若干个城市进行试点的碳交易体系。中国政府计划在2016年起在全国范围建立碳市场，有必要尽快将石油焦的消费纳入其中。
解决中国的污染问题，当务之急是以最合理的方式燃烧石油焦，将危害降至最低。要做到这一点，必须让使用高硫石油焦或其他替代燃料的工厂强制配备脱硫设备。王韬的报告表明，中国许多新建和规划中的炼油厂都在考虑增加一个渣油加氢系统以减少其所产生的石油焦。这种设备的安装成本很高，而且要求更高效的炼化过程管理。政府应该要求新的炼油厂配备这些系统，并向现有的炼油厂提供财务支持，帮助其升级设施。
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