編者按:“雙碳”目標對包括石油化工行業在內的許多產業未來發展格局產生了深遠影響。能源開發利用技術的革命性進步是能源轉型的基本保證。6月17~18日,以“創新支撐高質量發展,綠色引領產業轉型”為主題的中國煉油技術高端論壇在京舉行。集團公司副總經理凌逸群出席并作題為《淺議“雙碳”目標為引領的煉油轉型》報告。來自石油石化企業和研究院所的院士、專家200余人參加論壇。
與會專家表示,在碳達峰、碳中和背景下,煉油化工企業應加快結構調整和產業轉型升級,大力開展綠色煉油、循環化學、二氧化碳捕集和利用等前沿技術研究,積極擁抱產業變革,順應發展趨勢,實現可持續、高質量發展。
“雙碳”目標下煉油化工行業面臨的挑戰
●煉油產能嚴重過剩
●產品結構不合理
●碳管理規范標準不健全
●原始創新能力不足
碳達峰、碳中和目標的實質,是加快完成從化石能源向非化石能源的轉型。2020年,我國非化石能源在一次能源消費中占比僅為14.2%,化學能源占一次能源消費85.8%,能源轉型任重道遠。
在“雙碳”目標下,煉油化工行業作為我國工業系統中碳排放大戶之一,面臨著巨大的挑戰,也蘊含著巨大的機遇,主要有以下幾個方面。
1、產能過剩與產品結構不合理
我國煉油產能嚴重過剩。2020年我國煉油總能力達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,替代能源的快速發展抑制了成品油需求的增長,未來將進一步加劇煉油產能過剩。根據預測,成品油需求將于2025年到2035年間達到峰值,但化工輕油需求仍然維持較高增長,未來煉化產品結構將發生巨大變化,將由生產成品油為主轉向生產化工材料為主。
2、企業碳減排壓力與潛力并存
石化工業能源消耗總量較大,僅次于冶金,多年來把節能減排作為轉變行業增長方式的重要課題,企業采取了一系列措施,但是總的來說多數耗能產品的能耗水平與國際水平相比仍有差距。目前,煉油化工企業的碳減排潛力很大,碳管理也剛剛起步,企業內部碳強度不平衡,需要做很多規范和標準工作。
3、原始創新能力不足,高端技術研發能力不強
在“雙碳”目標下,產業急劇變革,綠色能源和高端化工成為全球競爭的科技前沿。技術的突破需要基礎的積累,非連續性的技術突破是普遍規律。
目前來看,在分子煉油方面,新的反應過程、分離過程的突破是重要前沿;在化工領域,高端化學品仍處在研發多、應用少的階段,轉化率低、產業化少,尤其是一些還未全面實現國產化的領域,如高端聚烯烴、彈性體、降解材料、功能膜、電子化學品等。
煉油化工行業轉型發展的路徑
●減油增化
●燃料清潔低碳化
●可再生能源制氫
●數字化轉型
●多能耦合智能低碳能源系統
●生物煉制和循環化工
在“雙碳”目標下,煉油化工行業要找準新定位,培育新優勢,積極實施新舉措。未來的綠色碳科學是一個循環的新系統,結合了傳統石油石化行業和可再生能源、氫能、二氧化碳、高端材料等。其中,核心技術的突破毫無疑問將起主導性作用。在會上,專家們提供了煉油化工行業選擇轉型發展路徑必須考慮的幾個方面。
1.產品結構調整
交通運輸主要用油機具帶來的油品消費領域的變化,勢必倒推煉油產品結構做出相應調整。減油增化是煉油產品結構調整主要的途徑之一,目前有原油直接轉化和間接轉化兩條技術路線,其中原油直接裂解對原油有一定的質量要求。
2.用能結構調整
節能作為第五能源,不論是在運還是新建的煉廠都要把能耗指標放在突出位置加以重視。煉廠能源結構將來可從以下幾個方面進行調整:燃料要實現清潔低碳化,減少煤的使用;動力要二次電氣化,盡早實現綠電的替代;鍋爐或將不是一個必備項;余熱資源要進行合理匹配和利用。
3.氫能的開發和利用
氫能是間歇性可再生能源電力系統中不可缺少的能源載體。在碳中和場景下,未來煉廠用氫將主要來源于可再生能源生產的綠氫。未來開發氫能的技術著力點將是可再生能源制氫技術、低能耗氫儲存運輸技術及氫能利用的安全保障技術,包括標準制定、檢測評價、自動感知、氫能的安全泄放等。
4.數字化轉型
煉油化工行業的數字化轉型一定要以價值為引領,加快產業數字化、數字產業化,實現互融互促,最終達到提高效率的目的。目前產業數字化和數字生態還未完全形成。
對于我國來說,產業數字化的核心是軟件。從全球來看,工業企業數字化的重大命題是傳感器和傳感材料的變革,實現場景的虛擬可視化。
5.煉廠布局調整
在“雙碳”目標下煉廠布局的調整,需要同時考慮煉化一體化、市場、資源和可再生能源的因素,風、光、核能等可再生能源富集地將來可能是優化煉廠布局的重要因素。
通過煉廠布局調整,建立化石能源高效轉化,發電、供氣、供熱、供燃料為主體,耦合光伏電、風電、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,是煉油化工企業減少碳排放的一條重要途徑。
6.生物煉制和循環化工
我國有非常豐富的生物質能源,從農林廢棄物到廢棄油脂,需要全產業鏈考慮,充分利用,實現經濟性。生物質可以做成燃料組分生產生物航煤等交通運輸燃料,也可以通過糖平臺和生物質氣化途徑生產化學品,以及各種生物基樹脂類、纖維類、橡膠類材料。
循環化工方面大有可為。專家預計,2050年全球將產生120億噸廢棄塑料,未來廢舊材料資源化利用技術開發是重要發展趨勢。另外,二氧化碳的循環利用問題也有一部分要通過化學或化工手段來解決。循環化工首先要在源頭上進行變革,在聚合工藝上做變革,在生產的時候就要考慮到回收和加工利用的問題。
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