我国石化产业如何走好“双碳”之路

来源:中国石化报 2022-04-27 10:22 浏览量:581

碳达峰、碳中和目标的提出,是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策,是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。石化产业从事能源加工转换和石化产品生产,同时又是高耗能产业,既要实现自身的绿色发展,又承担着推动全社会低碳转型、保障国民需求和经济发展的重要责任。因此,在碳达峰、碳中和这一新目标、新形势下,石化产业的发展也将会发生深刻变革。

低碳转型发展趋势对石化产业影响几何

新挑战

石化产业是经济社会发展的重要支柱产业之一,既关系到工业和交通运输生产安全,又要满足人民日常衣食住行各方面的需求。我国当前仍处于中高速发展阶段,对于石化产品的需求仍处于快速增长期。当前我国部分石化产品需求的自给率并不高,供应安全难以完全保障,并且从全球供需形势看,国内新增需求通过大规模进口来满足并不实际,因而国内产能建设和产量提升仍有迫切的现实需要。在碳达峰、碳中和目标下,如何在产能及产量增长的同时,实现碳排放的有效控制,成为石化产业面临的重要挑战。

新竞争

从生产端看,低碳约束下我国石化产品生产成本将增加。低碳发展的目标要求,务必要通过源头减量来实现,因而对于石化产业现有燃料和原料结构的大规模调整势在必行。煤炭、石油焦等高碳排因子的化石能源,将从燃料和原料端进行大规模替代,通过煤改气、低碳电力替代化石能源、绿氢替代化石能源制氢等方式,减少化石能源消耗。在此过程中,近中期内石化产品生产成本的增加无可避免。增加的产品成本将会传导至产业链下游,由下游用户共同分担碳减排成本,在一定程度上抑制下游需求和产业活力。

从消费端看,我国石化制品出口竞争力将减弱。石化产品既是我国重要的直接出口产品,又是纺织服装、家电、玩具、电子数码等我国重要外贸行业的原材料之一。当前,欧盟、美国等部分重要消费市场正不同程度地推进碳边境调节税,对于未达到其要求的商品征收碳关税。商品碳关税的征收在未来一个阶段可能将会基于商品全生命周期的碳足迹进行核算,因而对于直接出口的石化产品及基于石化产品为原材料的下游商品,都将受到石化产业产品成本变化及碳排放强度变化的影响。如果石化产品成本大幅增加,将会直接影响我国石化制成品的出口竞争力和我国的外贸水平。

新方向

石化产业是典型的高耗能产业之一,且工艺流程复杂、能源消费类型多样,化石能源被广泛用于燃烧、制氢等过程,碳排放来源多、强度大。在石化产业仍处于增长发展阶段的情况下,要实现碳达峰、碳中和目标,未来务必要通过提升能效水平来降低能耗强度,同时通过化石能源的有序减量替代,走出一条绿色低碳的石化产业转型发展道路。

我国石化产业能耗及碳排放现状

能耗现状

石油化工产业链长、工艺流程复杂、产品结构多样,导致生产加工过程的能耗类型多样。

从品种看,能耗主要包括用作燃料动力的煤炭、石油焦、燃料油、天然气、炼厂干气、外购电力和热力等,以及用作原料的制氢用煤炭和天然气。

从消费量看,2019年我国石油化工产业能耗总量约为1.7亿吨标准煤,其中炼厂干气、制氢用煤、燃烧用煤、天然气等是主要能耗类型,四者合计占石化产业总能耗约70%。

排放现状

石化产业的碳排放分为直接排放和间接排放两类,其中直接排放又包括各类化石燃料燃烧产生的碳排放、催化烧焦等工艺过程产生的碳排放、化石能源作为原料制氢产生的碳排放三类,间接排放则主要为外购的电力和热力等对应的碳排放。

2019年,我国石化产业碳排放总量约为4.71亿吨,其中炼油业务碳排放2.42亿吨、石化业务碳排放2.29亿吨。由于石化产业各环节存在多装置间物料和能源连续性强、数据统计切分性差的问题,难以针对各产品的碳排放进行拆分统计,按照产品平均能耗原则计算,化工业务中,烯烃、芳烃、三大合成材料的碳排放分别为5874万、1762万和3675万吨。

从排放来源看,石化产业2019年燃料燃烧排放2.12亿吨,占总排放量的45%;过程排放约1.52亿吨,主要包括催化烧焦碳排放0.43亿吨,占总排放量的9.1%,制氢排放1.09亿吨,占总排放量的23.2%;间接排放1.07亿吨,占总排放量的23%。

石化产业实现碳达峰、碳中和需要哪些政策机制保障

◆做好全社会及石化产业顶层设计,有序有效推进碳达峰碳中和

一是统筹考虑各行业投入产出效率、发展迫切度、国计民生需求度、产业国际竞争力、各行业减碳难度成本等多因素,制定最经济有效可行的降碳顺序与路径。

二是按照“30·60”目标节点,科学制定行业碳达峰碳中和方案,既要避免层层加码确定不切实际的目标,又要注重碳达峰与碳中和的有机联系,避免高位达峰。

三是完善石化产业政策和宏观规划,加强石化产业的宏观调控,控制石化工业总量规模,防止产能过剩。

◆加快推进改革,构建与目标匹配的强制、约束、鼓励、支持相结合的新机制

一是建立完善我国石化产业节能减排标准体系及其他相关标准制度、监管机制,国有、民营、外资等企业一视同仁,在统一标准和有效的监管下推进落实降碳减排工作,在降碳规划中实行一体谋划、一体部署、一体推进、一体考核。

二是根据实际需要,加快将区域或企业的能耗控制制度转为碳排放控制制度。以碳排放控制制度替代能耗控制制度将为地区或企业提供更多选择空间,有利于同步推进能源结构调整和绿色发展。

三是合理拓展能源化工企业主营业务范围,将新能源、电力等利于能源转型的业务纳入能源化工企业主业范畴。

◆加大财税和金融支持力度,助力实现碳达峰碳中和目标

一是加速出台完善碳排放相关税收政策。持续完善税收相关的激励措施,可考虑减免节能环保先进技术及设备引进中进口环节增值税,并加大碳减排工作先进企业税收优惠力度。

二是将石化企业的重大节能减排攻关项目纳入国家专项计划。加大对石化企业产品质量升级、新技术工业化及节能减排等项目的资金支持力度。

三是加大对重大创新工程、重大应用示范工程的财政支持力度。支持新兴、前瞻性关键技术的研发。

四是营造有利于气候投融资发展的政策环境,加快发展和利用气候投融资工具,降低企业低碳投资风险。

◆完善科技创新机制,为石化工业绿色低碳发展注入根本动力

一是完善鼓励创新和保护知识产权的激励机制,加强对低碳、零碳、负碳技术的保护和支持,完善知识产权保护相关制度。对于新技术给予税收抵免等财税支持政策,激励企业加速低碳转型,激发企业创新的内在动力。同时加快建立以企业为主体、以市场为导向、产学研用深度融合的技术创新体系。

二是积极搭建人才培养平台,培育多领域多层次人才队伍梯队。

石化产业如何开展碳减排

实现石化产业碳达峰、碳中和目标,需要上中下游全产业链协同发力,大力节能、提高能效,应用先进绿色工艺技术,采用低碳原料,调整能源结构,加大废旧石化产品回收利用力度,建成绿色高效的石化产业。

加大能效提升力度  推进生产过程减碳

我国炼油产业规模中短期内仍有一定增长,已在实施或纳入产能建设规划的重大炼油项目仍将推动我国的原油加工量向峰值水平攀升,预计年原油加工量将从当前的6.73亿吨增至2027年的峰值约8亿吨。我国的石化产品消费量则更是处于快速增长期,乙烯、PX、合成树脂等主要石化产品当前的自给率仍相对较低,2020年分别约为50%、60%和70%。降低单位能耗水平,是在石化产业仍有一定规模增长需求的情况下,控制能源消费总量和二氧化碳排放量的最重要手段之一。

未来需要降低石化产业的单位能耗水平和排放强度。一是要提高新增产能的能效标准,加快先进产能淘汰和置换落后产能的步伐,提升产业整体能效水平;二是要持续开展装置节能升级改造、流程优化、新节能技术的应用、热回收利用等,挖掘节能潜力;三是要加快研发和推广新型绿色高效石化工艺技术,包括原油直接裂解制烯烃、电气化乙烯裂解炉、高效芳烃生产和分离工艺、炼油向化工转型相关技术等。

大力调整用能结构  推进产业源头减碳

化石燃料燃烧和制氢是石化产业最主要的碳排放来源,以低碳电力替代高碳电力和化石燃料,以绿氢替代灰氢,是源头减碳的重要手段。要统筹安全运行和经济可行,加大技术改造力度,推进加热炉等装置用低碳电力替代,减少煤炭、燃料油、天然气等化石燃料使用,增加绿电绿热使用。同时,大力推进石化产业用氢绿色化,替代化石能源制氢,减少碳排放,建设绿氢炼化产业。

加大循环利用力度  推进市场消费减碳

从产品全生命周期来看,成品油进入消费环节后,仍将产生大量碳排放,而化工产品则可以较高比例将碳固定,并不会释放到大气中,从而减少全生命周期的碳排放。在化工产品市场需求仍有较大增长空间的情况下,推进石化产业“减油增化”既是市场发展需要,又是绿色目标要求,对于行业及全社会碳达峰碳中和目标的实现具有重要意义。

要注重化工产品的循环利用,从供给端和消费端共同发力,加快构建石化产品循环利用体系。在供给端,要加大可回收石化产品供应比例,以科学供应引导合理需求。在消费端,要加大政策引导和宣传教育力度,提升民众对可回收石化产品的认可度、需求度。

加大综合利用力度  推进产业末端减碳

一方面,要结合油气田等矿区资源,加快研究和推广CCS(碳捕集与封存)和EOR(强化采油)技术,既提升油气开发利用水平,又实现减碳降碳固碳。

另一方面,要加大科技创新及工业应用力度,推进二氧化碳和绿氢制甲醇、烯烃、芳烃、油品,二氧化碳制甲酸,二氧化碳制可降解塑料等高价值化学品,以及攻关二氧化碳矿化利用技术和生物利用技术,从末端出口解决二氧化碳排放问题。

石化产业怎样实现碳达峰、碳中和目标

石化产业未来发展,应坚持优化升级,结构调整;坚持绿色低碳,开放合作;坚持创新驱动智能提升。统筹发展与碳减排、碳达峰与碳中和的关系,全力实现碳达峰、碳中和目标。

◆ 2030年前石化产业碳达峰目标

通过采用先进工艺技术装备、提高能效、加大使用绿色低碳能源力度,实现从高碳排模式向低碳排模式转变,控制石化产业碳排放增长和峰值,碳排放峰值为6亿~6.5亿吨。

◆ 2060年前石化产业碳中和目标

2060年前,通过发展新能源与节能提高能效耦合集成,利用CCUS和增加碳汇等技术手段,打造绿色低碳能源供应体系和先进的石化工业体系,推动石化产业实现碳中和目标。2060年碳排放1亿~1.5亿吨,较峰值降低约80%,通过CCUS(碳捕集、利用与封存)实现碳中和。

石化产业实现碳达峰、碳中和路线图

第一阶段 碳达峰阶段

主要是控制新增炼油产能、原油加工量和成品油出口量,抑制能源消费总量和碳排放总量;通过淘汰落后产能、加大节能改造力度、优化工艺流程,提升产业整体能效水平;示范推进电气化和绿氢、蓝氢利用,以及CCUS。

第二阶段 快速减碳阶段

这一阶段,电动汽车和氢燃料电池汽车快速发展,原油加工量逐步降低,石化产品产量先升后降。通过持续深挖节能潜力,加快建立循环利用体系,各类节能降碳技术逐步成熟并实现工业化、多元化,化石燃料和化石能源制氢的绿色替代比例快速提升,CCUS规模明显增长,碳排放量快速降低。至2050年,碳排放总量将比峰值水平降低65%~70%。

第三阶段 碳中和阶段

这一阶段,各类化石燃料和化石能源制氢的绿色替代比例将达到较高水平,但催化烧焦等工艺排放及炼厂干气燃烧等排放压减难度大,到2060年仍有1亿~1.5亿吨的碳排放难以完全消除。随着二氧化碳化学转化技术成熟,CCUS在该阶段将发挥重要作用,中和难消除的碳排放。到2060年,石化产业总体实现碳中和,建成零碳产业。


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