“双碳”目标下炼化行业的技术突围之路

在碳达峰、碳中和背景下，炼油化工企业应加快结构调整和产业转型升级，大力开展绿色炼油、循环化学、二氧化碳捕集和利用等前沿技术研究，积极拥抱产业变革，顺应发展趋势，实现可持续、高质量发展。

“双碳”目标下炼油化工行业面临的挑战

炼油产能严重过剩

产品结构不合理

碳管理规范标准不健全

原始创新能力不足

碳达峰、碳中和目标的实质，是加快完成从化石能源向非化石能源的转型。2020年，我国非化石能源在一次能源消费中占比仅为14.2%，化学能源占一次能源消费85.8%，能源转型任重道远。

在“双碳”目标下，炼油化工行业作为我国工业系统中碳排放大户之一，面临着巨大的挑战，也蕴含着巨大的机遇，主要有以下几个方面。

1、产能过剩与产品结构不合理

我国炼油产能严重过剩。2020年我国炼油总能力达8.9亿吨，全年原油加工量为6.47亿吨，装置开工率仅为74%。另外，替代能源的快速发展抑制了成品油需求的增长，未来将进一步加剧炼油产能过剩。根据预测，成品油需求将于2025年到2035年间达到峰值，但化工轻油需求仍然维持较高增长，未来炼化产品结构将发生巨大变化，将由生产成品油为主转向生产化工材料为主。

2、企业碳减排压力与潜力并存

石化工业能源消耗总量较大，仅次于冶金，多年来把节能减排作为转变行业增长方式的重要课题，企业采取了一系列措施，但是总的来说多数耗能产品的能耗水平与国际水平相比仍有差距。目前，炼油化工企业的碳减排潜力很大，碳管理也刚刚起步，企业内部碳强度不平衡，需要做很多规范和标准工作。

3、原始创新能力不足，高端技术研发能力不强

在“双碳”目标下，产业急剧变革，绿色能源和高端化工成为全球竞争的科技前沿。技术的突破需要基础的积累，非连续性的技术突破是普遍规律。

目前来看，在分子炼油方面，新的反应过程、分离过程的突破是重要前沿；在化工领域，高端化学品仍处在研发多、应用少的阶段，转化率低、产业化少，尤其是一些还未全面实现国产化的领域，如高端聚烯烃、弹性体、降解材料、功能膜、电子化学品等。

炼油化工行业转型发展的路径

减油增化

燃料清洁低碳化

可再生能源制氢

数字化转型

多能耦合智能低碳能源系统

生物炼制和循环化工

在“双碳”目标下，炼油化工行业要找准新定位，培育新优势，积极实施新举措。未来的绿色碳科学是一个循环的新系统，结合了传统石油石化行业和可再生能源、氢能、二氧化碳、高端材料等。其中，核心技术的突破毫无疑问将起主导性作用。在会上，专家们提供了炼油化工行业选择转型发展路径必须考虑的几个方面。

1.产品结构调整

交通运输主要用油机具带来的油品消费领域的变化，势必倒推炼油产品结构做出相应调整。减油增化是炼油产品结构调整主要的途径之一，目前有原油直接转化和间接转化两条技术路线，其中原油直接裂解对原油有一定的质量要求。

2.用能结构调整

节能作为第五能源，不论是在运还是新建的炼厂都要把能耗指标放在突出位置加以重视。炼厂能源结构将来可从以下几个方面进行调整：燃料要实现清洁低碳化，减少煤的使用；动力要二次电气化，尽早实现绿电的替代；锅炉或将不是一个必备项；余热资源要进行合理匹配和利用。

3.氢能的开发和利用

氢能是间歇性可再生能源电力系统中不可缺少的能源载体。在碳中和场景下，未来炼厂用氢将主要来源于可再生能源生产的绿氢。未来开发氢能的技术着力点将是可再生能源制氢技术、低能耗氢储存运输技术及氢能利用的安全保障技术，包括标准制定、检测评价、自动感知、氢能的安全泄放等。

4.数字化转型

炼油化工行业的数字化转型一定要以价值为引领，加快产业数字化、数字产业化，实现互融互促，最终达到提高效率的目的。目前产业数字化和数字生态还未完全形成。

对于我国来说，产业数字化的核心是软件。从全球来看，工业企业数字化的重大命题是传感器和传感材料的变革，实现场景的虚拟可视化。

5.炼厂布局调整

在“双碳”目标下炼厂布局的调整，需要同时考虑炼化一体化、市场、资源和可再生能源的因素，风、光、核能等可再生能源富集地将来可能是优化炼厂布局的重要因素。

通过炼厂布局调整，建立化石能源高效转化，发电、供气、供热、供燃料为主体，耦合光伏电、风电、核电、电解水制氢等电、气、氢燃料多能耦合智能低碳的能源系统，是炼油化工企业减少碳排放的一条重要途径。

6.生物炼制和循环化工

我国有非常丰富的生物质能源，从农林废弃物到废弃油脂，需要全产业链考虑，充分利用，实现经济性。生物质可以做成燃料组分生产生物航煤等交通运输燃料，也可以通过糖平台和生物质气化途径生产化学品，以及各种生物基树脂类、纤维类、橡胶类材料。

循环化工方面大有可为。专家预计，2050年全球将产生120亿吨废弃塑料，未来废旧材料资源化利用技术开发是重要发展趋势。另外，二氧化碳的循环利用问题也有一部分要通过化学或化工手段来解决。循环化工首先要在源头上进行变革，在聚合工艺上做变革，在生产的时候就要考虑到回收和加工利用的问题。