聚氯乙烯樹脂是四大通用塑料之一，廣泛應用于管材、薄膜、型材、電線、電纜、地板等領域，與建筑業(yè)關聯(lián)度高，是重要的基礎材料。至去年底，中國聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)共計70家，現(xiàn)有產(chǎn)能為2664萬噸（其中聚氯乙烯糊狀樹脂產(chǎn)能為127萬噸）。我國聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)體量巨大、影響廣泛，而碳達峰和碳中和的雙碳目標對聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了更高要求。
目前聚氯乙烯生產(chǎn)主要有電石法和乙烯法兩大工藝。電石法工藝是煤炭與生石灰依靠電弧高溫熔化反應生成電石，電石與水反應生成乙炔，乙炔與氯化氫經(jīng)二氯化汞催化反應生成氯乙烯，氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。此工藝優(yōu)勢是設備簡單、投資規(guī)模小、收益大，但存在能耗大、污染大等缺點。乙烯法工藝是用原油或天然氣等生產(chǎn)乙烯，乙烯經(jīng)氯化或者氧氯化生成二氯乙烷，然后裂解生成氯乙烯，最后聚合生成聚氯乙烯。該工藝中的氯氣能被完全利用，“三廢”處理完全，適合大規(guī)模生產(chǎn)，但存在投資規(guī)模大、流程長等問題。
受煤炭及湖鹽、井鹽資源的影響，我國聚氯乙烯產(chǎn)能中電石法占比超過80%，產(chǎn)能主要集中在西北及華北地區(qū)。而不到20%的乙烯法產(chǎn)能（包含進口單體原料裝置）因受原料運輸?shù)扔绊懀饕性趹媒K端的中東部地區(qū)。
那么，雙碳目標對這兩種聚氯乙烯的生產(chǎn)分別有什么影響呢？
生產(chǎn)成本方面——
電石法工藝，電石成本占比較大，有的外采電石成本占到7成以上。電石依靠電弧高溫熔化反應生成，存在電能消耗高和產(chǎn)生煙塵、電石渣、廢水等污染物較多問題。在環(huán)保政策趨嚴、能耗雙控等政策下，電石法工藝的優(yōu)勢將逐步喪失，預計今年電石產(chǎn)量增加有限，同時電力補貼取消甚至提價，導致電石采購成本上漲。另外，根據(jù)國家標準《電石單位產(chǎn)品能源消耗限額》（GB 21343-2015）、《電石工業(yè)污染物排放標準(征求意見稿)》等，對電石產(chǎn)能的限制將進一步制約電石法聚氯乙烯的產(chǎn)能擴張。
而乙烯法工藝，每噸聚氯乙烯需要0.5噸乙烯和0.65噸氯氣，原料成本占總成本的6成。目前受益于國際原油價格重心較低，特別是北美頁巖氣及中東油田伴生氣等低成本乙烯的大規(guī)模供應，乙烯法聚氯乙烯成本可能進一步走低。另外，自2019年9月29日起，我國不再對原產(chǎn)于美國、韓國、日本和中國臺灣地區(qū)的進口聚氯乙烯征收反傾銷稅。因此，中國基于資源優(yōu)勢形成的聚氯乙烯裝置成本上西部電石法優(yōu)于東部電石法、東部電石法優(yōu)于東部乙烯法的特點將逐漸消失。
能耗方面——
數(shù)據(jù)顯示，電石法聚氯乙烯平均噸耗能為8500千瓦時，乙烯法聚氯乙烯平均噸耗能在3600千瓦時，后者優(yōu)勢明顯。隨著國家雙碳目標的推進，對高耗能電石企業(yè)的整改也將不斷加碼。去年10月應急管理部發(fā)出《淘汰落后危險化學品安全生產(chǎn)工藝技術設備目錄（第一批）》通知，將開放式和內(nèi)燃式電石爐作為禁止類，國內(nèi)電石落后產(chǎn)能淘汰加速。同時，受新冠疫情影響，國內(nèi)多個新建電石項目進度延期。去年國內(nèi)電石總裝置能力在4320萬噸左右，常開產(chǎn)能在3300萬～3400萬噸。因裝置落后及成本、環(huán)保原因長期停車的產(chǎn)能達600萬噸，涉及40多家企業(yè)和100余臺裝備。
環(huán)保方面——
電石法聚氯乙烯首先存在汞催化劑污染問題。二氯化汞催化劑因其高穩(wěn)定性和高轉化率，是電石法聚氯乙烯制備的主要催化劑。這已經(jīng)成為全球最大的汞資源消耗領域。但是，含汞廢棄物處理成本高且無法完全處理，對環(huán)境的破壞較大。限制汞排放的國際公約《水俁公約》2017年8月16日生效，中國是128個簽約方之一。就《水俁公約》落實，原環(huán)保部提出，到2021年氯乙烯生產(chǎn)實現(xiàn)單位產(chǎn)品汞化合物使用量在2010年基礎上降低50%。同時，2032年將關停所有原生汞礦的開采。這對未來電石法聚氯乙烯產(chǎn)能維持是極大的制約。而乙烯法工藝不使用含汞催化劑。在“三廢”處理問題上，電石法聚氯乙烯生產(chǎn)過程中，噸聚氯乙烯會產(chǎn)生煙塵20公斤、電石渣1.2噸、廢水20立方米以及氯化氫、氯乙烯等廢氣。其中，電石渣體量大，對土地資源的占用較大。含汞廢水對生態(tài)環(huán)境的破壞嚴重且持續(xù)期長。乙烯法聚氯乙烯生產(chǎn)“三廢”主要是工藝廢水及地面污水，廢氣和廢催化劑、保溫材料、焦炭等少量廢固，環(huán)保處理相對簡單且不存在汞污染問題。
產(chǎn)品質(zhì)量方面——
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，電石法聚氯乙烯工藝技術不斷提升。但受工藝本身及物料的限制，電石法聚氯乙烯產(chǎn)品存在一些難以克服的不足，分子量相對較低、分子量分布較寬以及存在雜質(zhì)。這也是市場上電石法聚氯乙烯的價格低于乙烯法聚氯乙烯的主要原因。2019年國內(nèi)電石法和乙烯法聚氯乙烯的最高價分別為7078元/噸和7283元/噸，去年分別為8650元/噸和8866元/噸。在應用上，因產(chǎn)品中含汞，電石法聚氯乙烯無法進入醫(yī)療衛(wèi)生、食品包裝、飲用水管等高附加值領域；由于通過電石與水反應生產(chǎn)乙炔，電石法聚氯乙烯產(chǎn)品中的含水量是乙烯法的4～5倍，難以進行高性能要求的產(chǎn)品加工；電石法聚氯乙烯中含有乙炔、不飽和鍵含量高，產(chǎn)品易于受熱分解，抗老化性能不如乙烯法產(chǎn)品。
綜上，為了實現(xiàn)雙碳目標和提升產(chǎn)業(yè)綜合競爭力，聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)必須結合產(chǎn)業(yè)和市場的客觀實際，深化改革、不斷創(chuàng)新。
第一，要加大乙烯法聚氯乙烯產(chǎn)能擴張力度，提升企業(yè)單體生產(chǎn)規(guī)模，替代小舊落后產(chǎn)能，特別是開放式、內(nèi)燃式電石爐配套裝置。去年，國內(nèi)有100萬噸產(chǎn)能以上企業(yè)3家，全部為配套電石的電石法聚氯乙烯裝置。其中，新疆中泰化學股份有限公司179萬噸、新疆天業(yè)股份有限公司140萬噸、陜西北元化工集團有限公司125萬噸。50萬到100萬噸產(chǎn)能企業(yè)12家，乙烯法工藝占比為28%。50萬噸產(chǎn)能以下企業(yè)55家，乙烯法工藝占比為16%。預計2021～2022年國內(nèi)將有474萬噸新增聚氯乙烯項目投產(chǎn)，其中226萬噸為乙烯法，約占擴能總量的48%。
第二，提升電石法聚氯乙烯工藝技術水平并打造產(chǎn)業(yè)綜合共生體系。據(jù)了解，未來，計劃新建的電石法裝置可能受政策等因素影響進度推遲。但鑒于中國資源的現(xiàn)實及內(nèi)地煤、鹽資源優(yōu)勢，以及西部經(jīng)濟大開發(fā)的需要，還不能完全放棄電石法聚氯乙烯產(chǎn)能。隨著技術進步，電石法聚氯乙烯新裝置應在環(huán)保、能耗及產(chǎn)品質(zhì)量上盡快提升。其中，催化劑無汞化研究應用是重中之重。隨著催化劑技術的發(fā)展，電石法催化劑二氯化汞的用量逐步降低，汞用量可下降了一半以上，含汞廢棄物的回收效能也進一步加強。新疆天業(yè)集團、廣東中泰集團、德州實華化工有限公司等企業(yè)都投入大量人力財力并取得了一定進展，但還未到成熟與大范圍推廣應用。從環(huán)保要求上看，電石法工藝只有實現(xiàn)了無汞催化技術應用，未來才能有生命力。
第三，提升產(chǎn)品質(zhì)量，拓展及開發(fā)高附加值領域應用。生產(chǎn)企業(yè)與研發(fā)單位要加強與下游加工企業(yè)合作，建立系列化、功能化、專項化的聚氯乙烯專用料牌號，推動聚氯乙烯樹脂由通用型向?qū)Ｓ眯娃D型。一方面應拓寬傳統(tǒng)管材、型材應用領域，如開發(fā)雙軸取向聚氯乙烯管、高抗沖改性聚氯乙烯管、氯化聚氯乙烯管等高性能管材；另一方面應創(chuàng)新應用領域，如發(fā)展聚氯乙烯地板、聚氯乙烯醫(yī)用制品、聚氯乙烯車用制品等新領域。要打造煤、電、鹽一體化產(chǎn)業(yè)綜合共生體。充分利用中西部地區(qū)的煤炭和原鹽資源，將煤電產(chǎn)業(yè)、煤焦化工、氯堿化工、聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)有機結合。從煤炭等資源開采到劣質(zhì)煤和矸石、石灰粉渣發(fā)電，到電力支持電石和燒堿生產(chǎn)；從煤炭生產(chǎn)焦炭作為電石原料，到煉焦和電石生產(chǎn)尾氣作為石灰原料循環(huán)使用；通過對電廠爐灰渣和聚氯乙烯廠家電石渣回收，可生產(chǎn)水泥。只有實現(xiàn)了能源就地利用、物料循環(huán)使用，構建起完整的綜合性生產(chǎn)鏈，電石法聚氯乙烯才能夠可持續(xù)發(fā)展。
第四，充分利用國內(nèi)的聚氯乙烯期貨平臺，給產(chǎn)業(yè)實體插上金融的翅膀。通過期貨工具實現(xiàn)產(chǎn)品的庫存管理和利潤管理，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的效能提升和風險規(guī)避，發(fā)揮期現(xiàn)相合、虛實相濟的綜合性產(chǎn)品優(yōu)勢。
中國聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)只有創(chuàng)新發(fā)展，才能在滿足碳達峰和碳中和要求的同時，提升利潤率與競爭力，化危為機。