“雙碳”目標(biāo)下煉化行業(yè)的技術(shù)突圍之路

　　編者按：“雙碳”目標(biāo)對(duì)包括石油化工行業(yè)在內(nèi)的許多產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。能源開發(fā)利用技術(shù)的革命性進(jìn)步是能源轉(zhuǎn)型的基本保證。6月17~18日，以“創(chuàng)新支撐高質(zhì)量發(fā)展，綠色引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型”為主題的中國(guó)煉油技術(shù)高端論壇在京舉行。集團(tuán)公司副總經(jīng)理凌逸群出席并作題為《淺議“雙碳”目標(biāo)為引領(lǐng)的煉油轉(zhuǎn)型》報(bào)告。來(lái)自石油石化企業(yè)和研究院所的院士、專家200余人參加論壇。

　　與會(huì)專家表示，在碳達(dá)峰、碳中和背景下，煉油化工企業(yè)應(yīng)加快結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，大力開展綠色煉油、循環(huán)化學(xué)、二氧化碳捕集和利用等前沿技術(shù)研究，積極擁抱產(chǎn)業(yè)變革，順應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展。

　　“雙碳”目標(biāo)下煉油化工行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

　　●煉油產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩

　　●產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理

　　●碳管理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不健全

　　●原始創(chuàng)新能力不足

　　碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實(shí)質(zhì)，是加快完成從化石能源向非化石能源的轉(zhuǎn)型。2020年，我國(guó)非化石能源在一次能源消費(fèi)中占比僅為14.2%，化學(xué)能源占一次能源消費(fèi)85.8%，能源轉(zhuǎn)型任重道遠(yuǎn)。

　　在“雙碳”目標(biāo)下，煉油化工行業(yè)作為我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)中碳排放大戶之一，面臨著巨大的挑戰(zhàn)，也蘊(yùn)含著巨大的機(jī)遇，主要有以下幾個(gè)方面。

　　1、產(chǎn)能過(guò)剩與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理

　　我國(guó)煉油產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩。2020年我國(guó)煉油總能力達(dá)8.9億噸，全年原油加工量為6.47億噸，裝置開工率僅為74%。另外，替代能源的快速發(fā)展抑制了成品油需求的增長(zhǎng)，未來(lái)將進(jìn)一步加劇煉油產(chǎn)能過(guò)剩。根據(jù)預(yù)測(cè)，成品油需求將于2025年到2035年間達(dá)到峰值，但化工輕油需求仍然維持較高增長(zhǎng)，未來(lái)煉化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將發(fā)生巨大變化，將由生產(chǎn)成品油為主轉(zhuǎn)向生產(chǎn)化工材料為主。

　　2、企業(yè)碳減排壓力與潛力并存

　　石化工業(yè)能源消耗總量較大，僅次于冶金，多年來(lái)把節(jié)能減排作為轉(zhuǎn)變行業(yè)增長(zhǎng)方式的重要課題，企業(yè)采取了一系列措施，但是總的來(lái)說(shuō)多數(shù)耗能產(chǎn)品的能耗水平與國(guó)際水平相比仍有差距。目前，煉油化工企業(yè)的碳減排潛力很大，碳管理也剛剛起步，企業(yè)內(nèi)部碳強(qiáng)度不平衡，需要做很多規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)工作。

　　3、原始創(chuàng)新能力不足，高端技術(shù)研發(fā)能力不強(qiáng)

　　在“雙碳”目標(biāo)下，產(chǎn)業(yè)急劇變革，綠色能源和高端化工成為全球競(jìng)爭(zhēng)的科技前沿。技術(shù)的突破需要基礎(chǔ)的積累，非連續(xù)性的技術(shù)突破是普遍規(guī)律。

　　目前來(lái)看，在分子煉油方面，新的反應(yīng)過(guò)程、分離過(guò)程的突破是重要前沿;在化工領(lǐng)域，高端化學(xué)品仍處在研發(fā)多、應(yīng)用少的階段，轉(zhuǎn)化率低、產(chǎn)業(yè)化少，尤其是一些還未全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的領(lǐng)域，如高端聚烯烴、彈性體、降解材料、功能膜、電子化學(xué)品等。

　　煉油化工行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的路徑

　　●減油增化

　　●燃料清潔低碳化

　　●可再生能源制氫

　　●數(shù)字化轉(zhuǎn)型

　　●多能耦合智能低碳能源系統(tǒng)

　　●生物煉制和循環(huán)化工

　　在“雙碳”目標(biāo)下，煉油化工行業(yè)要找準(zhǔn)新定位，培育新優(yōu)勢(shì)，積極實(shí)施新舉措。未來(lái)的綠色碳科學(xué)是一個(gè)循環(huán)的新系統(tǒng)，結(jié)合了傳統(tǒng)石油石化行業(yè)和可再生能源、氫能、二氧化碳、高端材料等。其中，核心技術(shù)的突破毫無(wú)疑問(wèn)將起主導(dǎo)性作用。在會(huì)上，專家們提供了煉油化工行業(yè)選擇轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑必須考慮的幾個(gè)方面。

　　1.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整

　　交通運(yùn)輸主要用油機(jī)具帶來(lái)的油品消費(fèi)領(lǐng)域的變化，勢(shì)必倒推煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)調(diào)整。減油增化是煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整主要的途徑之一，目前有原油直接轉(zhuǎn)化和間接轉(zhuǎn)化兩條技術(shù)路線，其中原油直接裂解對(duì)原油有一定的質(zhì)量要求。

　　2.用能結(jié)構(gòu)調(diào)整

　　節(jié)能作為第五能源，不論是在運(yùn)還是新建的煉廠都要把能耗指標(biāo)放在突出位置加以重視。煉廠能源結(jié)構(gòu)將來(lái)可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整：燃料要實(shí)現(xiàn)清潔低碳化，減少煤的使用;動(dòng)力要二次電氣化，盡早實(shí)現(xiàn)綠電的替代;鍋爐或?qū)⒉皇且粋€(gè)必備項(xiàng);余熱資源要進(jìn)行合理匹配和利用。

　　3.氫能的開發(fā)和利用

　　氫能是間歇性可再生能源電力系統(tǒng)中不可缺少的能源載體。在碳中和場(chǎng)景下，未來(lái)煉廠用氫將主要來(lái)源于可再生能源生產(chǎn)的綠氫。未來(lái)開發(fā)氫能的技術(shù)著力點(diǎn)將是可再生能源制氫技術(shù)、低能耗氫儲(chǔ)存運(yùn)輸技術(shù)及氫能利用的安全保障技術(shù)，包括標(biāo)準(zhǔn)制定、檢測(cè)評(píng)價(jià)、自動(dòng)感知、氫能的安全泄放等。

　　4.數(shù)字化轉(zhuǎn)型

　　煉油化工行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型一定要以價(jià)值為引領(lǐng)，加快產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)互融互促，最終達(dá)到提高效率的目的。目前產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字生態(tài)還未完全形成。

　　對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的核心是軟件。從全球來(lái)看，工業(yè)企業(yè)數(shù)字化的重大命題是傳感器和傳感材料的變革，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的虛擬可視化。

　　5.煉廠布局調(diào)整

　　在“雙碳”目標(biāo)下煉廠布局的調(diào)整，需要同時(shí)考慮煉化一體化、市場(chǎng)、資源和可再生能源的因素，風(fēng)、光、核能等可再生能源富集地將來(lái)可能是優(yōu)化煉廠布局的重要因素。

　　通過(guò)煉廠布局調(diào)整，建立化石能源高效轉(zhuǎn)化，發(fā)電、供氣、供熱、供燃料為主體，耦合光伏電、風(fēng)電、核電、電解水制氫等電、氣、氫燃料多能耦合智能低碳的能源系統(tǒng)，是煉油化工企業(yè)減少碳排放的一條重要途徑。

　　6.生物煉制和循環(huán)化工

　　我國(guó)有非常豐富的生物質(zhì)能源，從農(nóng)林廢棄物到廢棄油脂，需要全產(chǎn)業(yè)鏈考慮，充分利用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。生物質(zhì)可以做成燃料組分生產(chǎn)生物航煤等交通運(yùn)輸燃料，也可以通過(guò)糖平臺(tái)和生物質(zhì)氣化途徑生產(chǎn)化學(xué)品，以及各種生物基樹脂類、纖維類、橡膠類材料。

　　循環(huán)化工方面大有可為。專家預(yù)計(jì)，2050年全球?qū)a(chǎn)生120億噸廢棄塑料，未來(lái)廢舊材料資源化利用技術(shù)開發(fā)是重要發(fā)展趨勢(shì)。另外，二氧化碳的循環(huán)利用問(wèn)題也有一部分要通過(guò)化學(xué)或化工手段來(lái)解決。循環(huán)化工首先要在源頭上進(jìn)行變革，在聚合工藝上做變革，在生產(chǎn)的時(shí)候就要考慮到回收和加工利用的問(wèn)題。