煉化行業(yè)是我國碳排放大戶，約占全國碳排放總量的5%，需從原料、過程、產(chǎn)品發(fā)力。

 

“煉化工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，改革開放以來已取得長足進(jìn)步。去年，我國煉油和乙烯產(chǎn)能都躍居世界第一，成為名副其實(shí)的世界第一石化大國。但這一行業(yè)在飛速發(fā)展的同時(shí)，也面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我國煉化行業(yè)碳排放量高，約占全國碳排放總量的5%。碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的提出，給煉化行業(yè)帶來了非常艱巨的節(jié)能、降碳任務(wù)。”在近日召開的中國石油煉制科技大會(huì)上，中國工程院院士楊為民針對煉化行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型提出了上述觀點(diǎn)。

 

作為碳排放大戶，煉化行業(yè)減碳形勢嚴(yán)峻。多位與會(huì)專家基于我國煉化產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，為行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型指出了明晰路徑。

 

減碳形勢嚴(yán)峻

 

數(shù)據(jù)顯示，2022年，我國煉油和乙烯產(chǎn)能均超美國，躍居世界第一，分別達(dá)到9.28億噸/年和4675萬噸/年，成為世界第一石化大國。

 

“煉化行業(yè)的碳排放主要來源于煉油和化工。在煉油領(lǐng)域，催化裂化作為重質(zhì)油輕質(zhì)化的重要手段，在煉油裝置的能耗構(gòu)成中約占40%，碳排放強(qiáng)度最大，每加工1噸原油，可排放超200千克二氧化碳。在化工領(lǐng)域，化學(xué)品品種成千上萬，生產(chǎn)過程中能源集中度高，排放強(qiáng)度大。而全世界的化學(xué)品中，18種大宗有機(jī)化學(xué)品的二氧化碳排放量占了總化學(xué)品碳排放量的77%。其中，第一是合成氨，第二是乙烯，其次是甲醇等，還有基本有機(jī)原料，這些領(lǐng)域的碳排放量也比較大。”楊為民表示。

 

碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)提出后，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》明確提出，在2030年，非化石能源的消費(fèi)占比要達(dá)到25%左右，到2060年要達(dá)到80%以上。

 

此后，相關(guān)政策又進(jìn)一步明確了煉化行業(yè)低碳發(fā)展的剛性要求?！妒ぶ攸c(diǎn)行業(yè)嚴(yán)格能效約束推動(dòng)節(jié)能降碳行動(dòng)方案》（2021-2025年）提出，到2025年，通過實(shí)施節(jié)能降碳行動(dòng)，煉油、乙烯、合成氨行業(yè)達(dá)到標(biāo)桿水平的產(chǎn)能比例要超過30%，碳排放強(qiáng)度明顯下降，綠色低碳發(fā)展能力顯著增強(qiáng)。

 

“煉化行業(yè)應(yīng)該統(tǒng)籌發(fā)展和減排，實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效。這也是各大企業(yè)目前在碳達(dá)峰之前面臨的迫切問題。”中國石油化工信息學(xué)會(huì)副理事長何盛寶表示。

 

需從原料、過程、產(chǎn)品發(fā)力

 

基于當(dāng)前的減排形勢，多位與會(huì)專家從不同角度闡述了煉化行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的方向和路徑。綜合來看，主要包括三條路徑，即源頭低碳、過程減碳、終端固碳。

 

“未來煉化行業(yè)將圍繞原料、用能、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品，向綠色低碳可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展方向轉(zhuǎn)型。”何盛寶明確指出，“原料構(gòu)成要低碳化、多元化，未來將呈現(xiàn)石油、油田輕烴、乙烷、生物質(zhì)、綠氫、廢塑料、二氧化碳、甲烷等原料的多元化供應(yīng)格局，推動(dòng)煉化行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。用能方式要清潔化、電氣化，節(jié)能降耗材料與工藝要突破，綠氫和綠電等可再生能源將成為主要能量來源。生產(chǎn)過程要高效化、智能化，分子煉油等高值化煉油技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、人工智能技術(shù)等相互結(jié)合，推動(dòng)煉化行業(yè)高效化、智能化轉(zhuǎn)型。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要特色化、精細(xì)化，煉油由生產(chǎn)燃料向材料、原料轉(zhuǎn)型，向多產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品、特色產(chǎn)品及材料轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)價(jià)值增值最大化。”

 

楊為民也給出了類似的路徑建議，主要包括化石資源高效利用、原料綠色化及二氧化碳的化工利用。“我國煉化產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展推動(dòng)煉油副產(chǎn)資源總量逐漸上升，比如干氣、液化氣，還有C4、C5、C9等，這些資源是增產(chǎn)基本有機(jī)化學(xué)品的重要原料，是實(shí)現(xiàn)化石資源高效利用的一個(gè)重要途徑。另外，可以采用生物質(zhì)替代化石資源，提高化學(xué)品以及油品的綠色化程度，它不僅不產(chǎn)生二氧化碳，還是負(fù)碳技術(shù)，對實(shí)現(xiàn)碳中和非常有利。二氧化碳也有望成為未來石化工業(yè)重要的碳資源。有二氧化碳作為原料，通過設(shè)計(jì)合適的反應(yīng)路徑、合適的催化技術(shù)，理論上可以實(shí)現(xiàn)油品、化學(xué)品、烯烴、芳烴原料的生產(chǎn)。但目前在經(jīng)濟(jì)性上還需要進(jìn)一步提升。”

 

技術(shù)創(chuàng)新是抓手

 

三條路徑的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于技術(shù)創(chuàng)新。“超過90%的化學(xué)品生產(chǎn)過程涉及催化。催化可降低反應(yīng)過程能量消耗，實(shí)現(xiàn)定向轉(zhuǎn)化減少物耗。高效的催化技術(shù)是推動(dòng)石化工業(yè)節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。”楊為民表示。

 

以化石資源高效利用路徑為例，開發(fā)高效催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，可提高石油資源利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。“我國煉油能力位居世界第一，石油對外依存度突破70%，但大量煉化稀乙烯副產(chǎn)資源長期未得到充分利用，此前主要用于低值燃燒，資源浪費(fèi)大。而稀乙烯制乙苯技術(shù)路線，可實(shí)現(xiàn)高價(jià)值利用。”楊為民指出，“寧波大榭建有世界最大規(guī)模的30萬噸/年催化干氣制乙苯裝置，2009年首次工業(yè)應(yīng)用至今，已累計(jì)轉(zhuǎn)化稀乙烯1540萬噸，減少二氧化碳排放約1200萬噸。”

 

原料端的技術(shù)創(chuàng)新也為煉化行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型提供了有力抓手，比如原油直接制化學(xué)品技術(shù)、化學(xué)品循環(huán)利用技術(shù)等。何盛寶舉例稱：“中國石油開發(fā)出的‘短流程、低能耗’原油催化裂解制低碳烯烴工藝技術(shù)，攻克了‘小分子難裂解、大分子易結(jié)焦’的技術(shù)難題，研發(fā)出成套工藝技術(shù)，投資少，能耗低，三烯收率高。該技術(shù)下一步將為煉化一體化型煉廠減油增化和減油增特生產(chǎn)調(diào)整提供技術(shù)支持。”

 

“未來10年，要精準(zhǔn)把握科技在煉化行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展中的核心關(guān)鍵?？萍紕?chuàng)新是實(shí)現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的根本，要瞄準(zhǔn)關(guān)鍵，穩(wěn)定方向，持續(xù)投入，示范試驗(yàn)先行，在核心產(chǎn)品工藝和催化劑等核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破。”何盛寶進(jìn)一步指出。