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探索率先突破碳達峰碳中和路徑

推動我國石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

楊上明  申傳龍   王凡

當(dāng)今世界百年未有之大變局和新冠肺炎疫情全球大流行交織影響，國際力量對比深刻調(diào)整，不穩(wěn)定性不確定性明顯增加。我國在瞬息萬變的國際環(huán)境下，提出了2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。“十四五”是我國由全面建成小康社會向基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化邁進的關(guān)鍵時期、“兩個一百年”奮斗目標(biāo)的歷史交匯期，也是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)力期，我國石化產(chǎn)業(yè)應(yīng)主動作為、創(chuàng)新模式、激發(fā)活力，找準(zhǔn)新定位、培育新優(yōu)勢、采取新舉措，積極探索率先突破碳達峰碳中和路徑，推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

一、我國石化產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，產(chǎn)業(yè)體系日益完善

石化產(chǎn)業(yè)是以石油、天然氣為主要原料，生產(chǎn)成品油、烯烴、芳烴等產(chǎn)品的加工工業(yè)?！笆濉币詠?，我國石化產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，產(chǎn)業(yè)布局持續(xù)優(yōu)化，產(chǎn)業(yè)體系日益完善。據(jù)中國國際工程咨詢有限公司（以下簡稱中咨公司）統(tǒng)計，截至2021年底，我國千萬噸級煉廠增加到33家,原油一次加工能力達到8.83億噸，乙烯（不含煤制烯烴）產(chǎn)能3182萬噸，對二甲苯（PX）—精對苯二甲酸（PTA）—聚酯（PET）生產(chǎn)能力居世界第一位，產(chǎn)值超過千億元的超大型石化園區(qū)達到17家。據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，2021年全國原油加工量7.03億噸，成品油產(chǎn)量（汽、煤、柴油,下同）3.57億噸，乙烯產(chǎn)量2826萬噸。成品油、乙烯產(chǎn)量較新冠疫情發(fā)生前的2019年分別增加8%、31%。

近年來，我國石化產(chǎn)業(yè)加快推進綠色低碳發(fā)展，著力推進創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展。“十三五”以來，煉油行業(yè)已淘汰落后產(chǎn)能超過1億噸，主要污染物排放量均下降10%以上；千萬噸級煉油裝置國產(chǎn)化率已超過95%、百萬噸級乙烯裝置國產(chǎn)化率已超過80%。此外，突破了48K大絲束碳纖維、低黏度PAO潤滑油基礎(chǔ)油、尼龍66關(guān)鍵原料己二腈等一批化工新材料和高端專用化學(xué)品“卡脖子”技術(shù)，培育打造了萬華化學(xué)等一批單項冠軍企業(yè)和專精特新“小巨人”企業(yè)。

二、“十四五”是我國石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展關(guān)鍵時期

2018年6月，習(xí)近平總書記提出“世界處于百年未有之大變局”的重要論斷。2020年爆發(fā)的新冠肺炎疫情影響廣泛且深遠，世界經(jīng)濟新舊動能轉(zhuǎn)換和國際格局力量對比在疫情作用下加速，全球經(jīng)濟治理體系加快重塑。“十四五”期間，我國石化產(chǎn)業(yè)亟需緊抓關(guān)鍵窗口期，立足新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局，堅定“自主化、一體化、多元化、國際化”發(fā)展道路，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

（一）加快轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，適應(yīng)新發(fā)展階段

2020年7月，中央政治局會議明確指出我國已進入高質(zhì)量發(fā)展階段。從高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，意味著傳統(tǒng)制造業(yè)需要加快轉(zhuǎn)型升級，提高資源配置效率，由“規(guī)模擴張”向“結(jié)構(gòu)升級”發(fā)展模式轉(zhuǎn)變。石化產(chǎn)業(yè)需要加快轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，推進降本增效、產(chǎn)能產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，提升科技創(chuàng)新能力，增強產(chǎn)業(yè)整體競爭力，為我國在全球經(jīng)濟治理體系重塑過程中占據(jù)競爭優(yōu)勢發(fā)揮更加重要的作用。

（二）優(yōu)化升級產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，構(gòu)建發(fā)展新格局

黨的十九屆五中全會明確提出,要加快構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局。目前，國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展面臨需求收縮、供給沖擊、預(yù)期轉(zhuǎn)弱三重壓力，國民經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)循環(huán)不暢矛盾愈發(fā)突出。我國石化產(chǎn)業(yè)作為關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系，在增強我國產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控能力、提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈發(fā)展韌性方面可以發(fā)揮關(guān)鍵作用。

（三）做好碳達峰碳中和工作，完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念

2021年9月以來，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》等頂層設(shè)計文件相繼印發(fā)，碳達峰碳中和被納入經(jīng)濟社會發(fā)展全局。“十四五”“十五五”將是我國實現(xiàn)能源、制造業(yè)領(lǐng)域深度低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，國家也將推行強有力的政策措施助力目標(biāo)實現(xiàn)。我國石化產(chǎn)業(yè)應(yīng)重塑思想觀念，主動適應(yīng)新的形勢要求，處理好發(fā)展和減排的關(guān)系，在發(fā)展中推動產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

三、碳達峰碳中和目標(biāo)下對石油屬性的再認(rèn)識

碳達峰碳中和目標(biāo)的提出，對于我國石化產(chǎn)業(yè)影響深遠。一方面，應(yīng)認(rèn)真研判、主動適應(yīng)新環(huán)境帶來的新要求。另一方面，也要系統(tǒng)分析我國石油消費特征和趨勢，對新時期石油屬性進行再認(rèn)識，把準(zhǔn)脈絡(luò)、精準(zhǔn)施策。

（一）當(dāng)前我國石油消費結(jié)構(gòu)仍以燃料為主、材料為輔

二十一世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟快速增長，國內(nèi)生產(chǎn)總值從2000年的10萬億元增長到2021年的114萬億元，年平均增速達到12.3%。我國石油消費與經(jīng)濟發(fā)展存在非常強的相關(guān)性，其隨經(jīng)濟保持穩(wěn)定增長。據(jù)行業(yè)測算，2021年我國石油消費量超過6.3億噸，是2000年的近3倍。當(dāng)前我國石油主要用于能源、化工材料兩大領(lǐng)域，比例約為3:1。其中，能源領(lǐng)域主要是作為成品油和燃料用于農(nóng)業(yè)、商業(yè)、居民、工業(yè)（除化工）、交通等部門?；げ牧项I(lǐng)域主要用于生產(chǎn)合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等傳統(tǒng)基礎(chǔ)材料以及具有更優(yōu)異性能的化工新材料。

（二）未來我國石油消費將轉(zhuǎn)向能源、材料并重，遠期以材料為主

中咨公司預(yù)測，能源領(lǐng)域綜合考慮經(jīng)濟增長率、汽車保有量、新能源汽車替代等因素，2025年左右我國成品油需求基本達到峰值3.59億噸，之后逐年緩慢下降，至2035年為3.38億噸?；げ牧项I(lǐng)域，由于合成材料相對于鋼鐵、石材、木材等材料，具有輕量化、可塑性強等優(yōu)點，且更加符合生態(tài)文明建設(shè)的方向，未來“以塑代鋼”“以塑代木”市場潛力依然巨大。預(yù)計2025年、2035年乙烯對化工輕油需求量分別為0.96億噸、1.45億噸；PX對化工輕油需求量分別約為0.37億噸、0.55億噸。綜合考慮各領(lǐng)域需求，預(yù)計2025年、2035年國內(nèi)市場石油消費量分別為6.57億噸、7.17億噸，但其消費格局將由生產(chǎn)成品油轉(zhuǎn)向生產(chǎn)化工材料為主。

（三）堅持深度煉化一體化，積極應(yīng)對消費結(jié)構(gòu)變化

煉化一體化不僅是提高資源綜合利用水平的有效途徑，也是構(gòu)建合理完整的石化產(chǎn)業(yè)體系、維護國家產(chǎn)業(yè)整體安全的重要手段。除成品油外，乙烯、對二甲苯等重要基礎(chǔ)化工原料也必須立足國內(nèi)為主保障供給。未來我國乙烯、芳烴需求仍有一定增長空間，亟需在優(yōu)化煉油能力結(jié)構(gòu)的同時，結(jié)合石化產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化調(diào)整，將成品油有效供應(yīng)能力控制在合理水平的基礎(chǔ)上，保障乙烯、芳烴等化工材料用油。

2021年12月召開的中央經(jīng)濟工作會議明確提出，要科學(xué)考核，新增可再生能源和原料用能不納入能源消費總量控制，創(chuàng)造條件盡早實現(xiàn)能耗“雙控”向碳排放總量和強度“雙控”轉(zhuǎn)變。這為我國石化產(chǎn)業(yè)進一步減油增化，將石油資源“吃干榨凈”，將石油主要用于生產(chǎn)高附加值的化工材料提供了有力政策支持。因此，我國石化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級應(yīng)堅持深度煉化一體化，全力實施“減油增化”，提高化工新材料保障能力，最大程度實現(xiàn)原料、產(chǎn)品、能源的互供互用，上下游協(xié)同發(fā)展，增強產(chǎn)業(yè)整體競爭力，確保到2025年，國內(nèi)原油一次加工能力控制在10億噸以內(nèi)，主要產(chǎn)品產(chǎn)能利用率提升至80%以上，力爭2025年煉化一體化率提高到25%以上，2030年達到40%以上。

四、碳達峰碳中和目標(biāo)下石化產(chǎn)業(yè)仍面臨多重考驗

石化產(chǎn)業(yè)是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟總量大、產(chǎn)業(yè)鏈長、縱橫兩向帶動性極強。在碳達峰碳中和背景下，石化產(chǎn)業(yè)既要牢牢扛起確保油氣安全穩(wěn)定供應(yīng)責(zé)任,還要承擔(dān)起推動“減油增化”的任務(wù)，同時也面臨多重考驗。

（一）能耗相對偏高，落后產(chǎn)能尚未出清

受技術(shù)水平、裝置設(shè)備等因素影響，我國石化產(chǎn)業(yè)能耗較世界先進水平仍有一定差距。近年來，我國車用汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，煉油企業(yè)需要增加烷基化、加氫等生產(chǎn)裝置，同時加工重質(zhì)、劣質(zhì)原油的數(shù)量不斷增加，客觀增加能耗和碳排放?！妒ぶ攸c行業(yè)嚴(yán)格能效約束推動節(jié)能降碳行動方案（2021-2025年）》提出煉油行業(yè)單位能量因數(shù)能耗標(biāo)桿、基準(zhǔn)水平分別為7.5、8.5千克標(biāo)準(zhǔn)油/噸·因數(shù)，目前能到達標(biāo)桿水平的企業(yè)僅占25%，還有相當(dāng)一部分中小煉油企業(yè)工藝和技術(shù)裝備落后，能耗比基準(zhǔn)水平高出30%以上。

（二）低碳技術(shù)裝備研發(fā)和儲備相對薄弱，經(jīng)濟性相對不足

新能源和可再生能源、低碳技術(shù)和低碳產(chǎn)品、二氧化碳綜合利用技術(shù)是未來碳減排的主要突破方向。目前我國低碳技術(shù)尤其溫室氣體實質(zhì)減排技術(shù)裝備研發(fā)和儲備相對薄弱，自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)較少。此外，部分新技術(shù)新產(chǎn)品現(xiàn)階段實施應(yīng)用成本的較高，經(jīng)濟性不足。

以“綠氫”使用為例，采用“綠電”電解水制一公斤氫氣，比傳統(tǒng)煤制氫可少約20公斤二氧化碳排放，若煉廠每年使用5萬噸“綠氫”替代煤制氫，可以減排二氧化碳100萬噸，減排效果十分顯著。但是成本方面，按當(dāng)前電價0.5元/千瓦時來計算，“綠氫”成本價格約30元/公斤，1公斤煤制氫價格不超過10元，僅此一項煉廠每年就要增加成本20億元。因此，二氧化碳排放成本低、綠電價格偏高的現(xiàn)實情況，使得目前“綠氫”尚難以大范圍推廣使用。

（三）新能源替代加速，倒逼傳統(tǒng)石化企業(yè)加快轉(zhuǎn)型

隨著新能源汽車、共享出行、無人駕駛等新業(yè)態(tài)和新模式蓬勃發(fā)展，未來成品油需求將銳減，電力和氫燃料將成為交通領(lǐng)域最主要用能。國際石油公司近年來對可再生能源領(lǐng)域投入明顯加大，通過資本運作快速進入市場，借助與領(lǐng)先企業(yè)的合作實現(xiàn)共贏發(fā)展。我國石化企業(yè)也要加快業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，加大對多元轉(zhuǎn)型路徑的研究和投入力度，向綜合能源供應(yīng)商轉(zhuǎn)變。

五、石化產(chǎn)業(yè)有條件率先突破碳達峰碳中和路徑

碳達峰碳中和對于我國石化產(chǎn)業(yè)來說，既是一次重大挑戰(zhàn)，也是一次重大機遇。全行業(yè)應(yīng)科學(xué)分析、系統(tǒng)謀劃、統(tǒng)籌推進，改變依靠大量使用傳統(tǒng)化石能源帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思維慣性，創(chuàng)新發(fā)展模式，率先突破，走出一條“存量減碳、增量近零、碳資源化”的發(fā)展路徑，推動我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，如期實現(xiàn)碳達峰。

（一）加快“存量減碳”是第一要務(wù)

據(jù)中咨公司測算，2021年我國石化產(chǎn)業(yè)碳排放量約4.1億噸（含下網(wǎng)電量間接排放），約占我國碳排放總量的4%。其中，煉油排放約2.7億噸，烯烴、芳烴生產(chǎn)排放約1.0億噸，其他石化產(chǎn)品生產(chǎn)排放約0.4億噸，加快“存量減碳”是石化產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳達峰的第一要務(wù)。

“存量減碳”即通過優(yōu)化存量做“減法”，降低已有項目能耗強度和排放強度，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和項目落地騰出盡量多的指標(biāo)空間。今年1月，萬華化學(xué)煙臺工業(yè)園綜合智慧能源項目簽約，擬通過工業(yè)廢熱回收利用，生產(chǎn)高品位熱能供園區(qū)項目，同時還可為城市冬季采暖供熱。項目實施后預(yù)計每年可節(jié)約260萬噸煤炭，減排670萬噸二氧化碳。

做好“存量減碳”，一是要繼續(xù)加大安全環(huán)保不達標(biāo)的落后產(chǎn)能淘汰力度，加快推動200萬噸/年及以下常減壓裝置、30萬噸/年以下乙烯裝置等落后產(chǎn)能出清，推進企業(yè)優(yōu)勝劣汰。二是要加強已投產(chǎn)項目過程節(jié)能改造力度，積極采用熱泵等節(jié)能技術(shù)裝備，加強工藝余熱余壓回收，提升能量梯級利用水平。三是要鼓勵發(fā)展整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)多聯(lián)供系統(tǒng)（IGCMS）等煤炭綜合利用技術(shù)，進一步提升煤炭清潔高效利用水平；四是已建成項目要降低高碳能源用量，推動原料輕質(zhì)化，持續(xù)實施煤改氣、綠電替代，促進煤炭消費盡早達峰。通過上述途徑，力爭到2025年，規(guī)模以上工業(yè)單位增加值能耗較2020年下降13.5%，煉油、乙烯能效水平達到標(biāo)桿水平的產(chǎn)能比例均超過30%。

（二）實現(xiàn)“增量近零”是關(guān)鍵路徑

“增量近零”即充分利用可再生能源快速發(fā)展契機，在新上石化項目中，盡量提高可再生能源使用占比，最大程度降低項目直接和間接產(chǎn)生二氧化碳。2020 年，我國可再生能源開發(fā)利用規(guī)模達6.8 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于替代煤炭近10 億噸，減碳效果十分顯著?！笆奈濉逼陂g，我國可再生能源裝機規(guī)模將進一步擴大，到2025年，可再生能源的發(fā)電裝機占我國電力總裝機的比例將超過50%。用好可再生能源，實現(xiàn)“增量近零”是石化產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳達峰目標(biāo)的關(guān)鍵路徑。

今年2月，中國石油吉林石化轉(zhuǎn)型升級項目全面啟動，項目包括新建120萬噸/年乙烯等21套煉油化工裝置，中國石油擬在吉林油田建設(shè)200萬千瓦風(fēng)光發(fā)電項目，為轉(zhuǎn)型升級供應(yīng)可再生能源電力，理論上每年可減少170萬噸二氧化碳排放。該項目是中國石油第一個全部使用“綠電”的石化項目，為后續(xù)項目起到很好示范作用。

做好“增量近零”，一是要加快風(fēng)電、光伏、核能等清潔能源和新石化產(chǎn)業(yè)項目協(xié)同布局，形成多能互補、就近消納的能源產(chǎn)業(yè)新格局，探索利用核電為項目供熱供電。二是要以降低能耗和減少碳排放為目標(biāo)，持續(xù)研發(fā)低碳、零碳新技術(shù)、新工藝，包括以廢棄塑料、生物質(zhì)、天然氣等為原料直接制備化學(xué)品技術(shù)，加快產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。

（三）推動“碳資源化”是重要支撐

“碳資源化”即將石化項目排放且有利用價值的二氧化碳，通過捕集與封存、生產(chǎn)高值化學(xué)品等方式進行消納。近年來，我國科研機構(gòu)和相關(guān)企業(yè)持續(xù)開展了傳統(tǒng)石化廠+CCUS、二氧化碳制生物可降解材料、二氧化碳制甲醇、綠色航煤、淀粉等技術(shù)突破，目前均取得了一系列進展。

2021年9月，連云港石化基地“二氧化碳制綠色甲醇項目”簽約，項目設(shè)計回收利用15萬噸/年二氧化碳生產(chǎn)10萬噸/年甲醇，經(jīng)過上下游一體化裝置的深度加工，最終產(chǎn)出2萬噸光伏級EVA樹脂，全部用于生產(chǎn)光伏發(fā)電膜材料，可間接減排二氧化碳 55 萬噸/年，相當(dāng)于3.7萬公頃森林種植面積，具有良好的社會效益和生態(tài)效益。

特別要指出的是，氫氣作為一種來源豐富、綠色環(huán)保的工業(yè)原料和新型能源，以“綠氫”為重要介質(zhì)，通過顛覆性技術(shù)實現(xiàn)二氧化碳資源化利用，對推動我國加快實現(xiàn)碳達峰碳中和目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義。我國目前氫氣消費總量約3300萬噸/年，主要用于石化、化工、焦化等行業(yè)領(lǐng)域。煉廠每年使用氫氣量超過1000萬噸，除通過重整、干氣制氫外，還需要大量使用煤或天然氣制“灰氫”作為補充。前文提到，碳排放成本低、綠電價格高是目前“綠氫”尚難以大范圍推廣使用的重要原因。建議有關(guān)部門抓緊探索制定“綠電”“綠氫”交易核算、碳排放抵扣等支持政策，合理規(guī)劃產(chǎn)能布局，提高“綠氫”全生命周期經(jīng)濟性，加快構(gòu)建基于氫氣和二氧化碳的化工新材料產(chǎn)業(yè)體系，有力推動石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

注：本文發(fā)表于《中國投資》2022年第5、6期合刊。文中圖片來源于網(wǎng)絡(luò)。