我國石化產業碳排放比例高，產業仍處于增長期，有增碳需求，實現“雙碳”目標面臨重大挑戰，必須明確發展思路，積極穩妥推動產業低碳轉型和高質量發展。當前，石化產業面臨交通領域替代能源快速發展、化工品需求仍將增長、氫能載體作用凸顯、“雙碳”政策持續發力等形勢，需要在推動產業升級、開展節能降碳、推進清潔替代、突出創新引領、加強保障措施等方面持續發力。本文通過對產業結構調整、實施綠氫煉化、與CCUS融合發展等關鍵路徑進行分析和研判，提出碳中和目標下可能的路徑組合和趨勢展望，分析不同階段石化產業的發展特征并提出建議，供參考借鑒。

石化產業實現“雙碳”目標的重要路徑

路徑1：適應能源轉型需要，推進產業結構調整

布局低碳化。“雙碳”目標下，石化產業產能整合進程加速，布局低碳化將成為高質量發展的重要路徑。通過穩妥推進落后產能淘汰、發展具有競爭力的先進產能、改造提升存量產能等舉措，石化產業將逐步完成布局低碳化。一要通過上大壓小、淘汰落后等措施，有序推動煉油和化工產能整合；二要通過推廣應用當前較為成熟且具備經濟性的節能降碳技術，對存量產能進行全面提質挖潛。根據研究，我國煉油20%以上產能未達基準水平，乙烯、對二甲苯有20%~30%產能未達基準水平，仍有較大節能潛力。隨著低碳化布局推進，石化產業平均能耗將持續下降，預計2030年能耗強度較2020年下降30%左右，2060年下降50%以上。

流程低碳化。煉化工藝總流程不僅決定企業競爭力，而且是石化產業綠色低碳轉型的關鍵。相關研究表明，石化企業碳排放強度對技術路線的敏感度高于對規模的敏感度，打造優良的低碳流程基因可以從根本上降低企業碳排放，所以推動石化產業流程低碳化是實現“雙碳”目標的必由之路。隨著市場需求變化，煉化總流程將向煉化一體化、短加工流程、生產特色產品、能源高效利用和實現低碳排放等方向轉變。對于存量產能，可采用加氫/催化裂解組合技術路線增產化工品，重構總流程。對于新建產能，按照“一體化、集約化、大型化、高端化、清潔化”的設計思路，采用短流程路線，如原油直接裂解/催化裂解，在原油資源匹配方面考慮適度輕質化，實現原油資源高效利用。

原料低碳化。乙烯原料輕質化有利于提高烯烴收率，從而降低單位產品碳排放。基于對全國十余套在運乙烯裝置的碳排放數據分析，百萬噸級石腦油蒸汽裂解裝置采用輕烴為原料比采用石腦油為原料的單位碳排放低20%以上，原料輕質化減排效果顯著。此外，采用乙烷為原料裂解生產乙烯的路線，乙烯收率可提高至70%，和傳統石油基制乙烯路線相比，能耗下降約1/3。未來，石化產業應結合資源供應變化統籌優化優質輕烴資源，推動烯烴原料向輕質化、多元化方向發展。

發展生物燃料產能有利于實現能源多元化供應。生物燃料技術相對成熟，但當前生產成本較高，制約了產能發展，預計隨著碳價走高，2030年生物燃料消費將達500萬噸，2060年將達1000萬噸，對石化產業來說是很好的轉型機遇。

廢舊塑料回收再利用是循環經濟的重要組成部分。我國廢舊塑料體量龐大，但當前回收率僅15%。據預測，2060年我國將建立全產業鏈回收體系，回收率有望提升至40%以上，將對一次塑料產能產生深遠的影響。目前主要的回收方式包括物理回收和化學回收，化學回收具有更廣泛的原料來源和產品應用場景，更具發展前景。中國石化石科院開發的廢塑料化學循環技術可針對不同廢塑料原料靈活選擇不同的預處理技術路線，熱解油收率大于80%。從全生命周期角度來看，廢舊塑料回收利用路徑減碳效果明顯，但當前經濟性不佳，需要更強的政策支撐。石化產業應結合技術進步和經濟成本合理發展再生塑料產能，推動原料多元化，降低原油對外依存度。

路徑2：推進綠氫綠電耦合，實施綠氫煉化工程

“雙碳”目標下，隨著綠電制綠氫技術不斷發展，未來氫能與電能的關聯性將不斷增強。綠氫與綠電協同耦合替代化石能源、重構煉化業務能源供給體系（簡稱：“綠氫煉化”）將成為實現“雙碳”目標的重要解決方案。綠氫煉化的內涵有四個方面：一是在氫氣生產環節，綠氫逐步替代灰氫、藍氫；二是利用綠電綠氫能源屬性，減少用能環節碳排放；三是對工藝流程進行適應綠電綠氫的改造；四是利用氫的屬性生產更少碳足跡的產品。

綠電成本下降推動綠氫發展。實施綠氫煉化的重要保障和必要前提是穩步推動可再生能源利用。新能源發電量滲透率近中期將穩步提高，遠期將加快提升并成為發電量主體。2022年底，我國可再生能源裝機規模已突破12億千瓦大關，占全國發電總裝機容量的比重超過47%；預計到2030年和2060年，我國可再生能源裝機規模將分別達到26億千瓦和77億千瓦，占全國發電總裝機容量的比重將分別達68%和96%。

電價是制約綠氫發展的關鍵，根據研究，目前電價在綠氫總成本中占比70%~85%。未來隨著綠氫生產規模化和綠電電價下降，預計2030年前綠氫有望與灰氫平價，經濟性逐步顯現。據國際可再生能源署預測，2050年全球綠氫平均成本將比目前下降80%左右，綠氫將進入大規模應用和快速發展時期。

做好核能技術儲備。2021年，我國核電裝機容量達5326萬千瓦，占總裝機容量的2.2%，發電量4071.4億千瓦時，占總發電量的5.02%。目前我國核電已形成“三代為主、四代為輔”的發展格局，但由于核電技術安全投入大、度電成本高，核電乏燃料處理體系仍不完善，公眾對安全性的擔憂持續存在，影響了核電的建設發展。我國對核電的發展思路是在確保安全前提下適度發展，積極發展模塊化小堆，如高溫氣冷堆等。2030年核電規劃裝機容量達1.08億千瓦，2060年達2.5億千瓦。建議近期持續追蹤技術進展，做好技術儲備，跟進示范項目成果；中長期實施核能制氫、供熱、供電多聯產項目。

推動熱電業務轉型。實施綠氫煉化的重要保障是推動傳統熱電業務轉型。為滿足生產環節熱電需求，石化產業利用化石燃料自產熱力，大多以汽定電，生產熱電產生大量的碳排放。此外，石化產業熱電業務單機規模小、能耗高、設備老化嚴重，且受政策限制，新建燃煤鍋爐難度大，傳統煤電未來將大幅壓減。預計2025年前，主要通過“凝改背”“通流改造”等措施進行達標改造，實現CCS示范；2030年前，對設計壽命到期的燃煤鍋爐全部實行燃氣升級改造，燃氣鍋爐比例提高；2060年前，化石燃料僅按供熱負荷的20%~30%作為保運和調峰保障資源。

不斷提高工藝裝置電氣化率，實現用能結構變革。電氣化發展是實現碳達峰、碳中和的有效途徑。電能替代其他能源可大幅降低單位產值的能耗，節約能源；發展電能是新能源廣泛應用和建立可持續發展能源系統的必然結果。在電氣化加速情景下，電能占終端能源消費比重將穩步提升，2030年、2060年我國電氣化率將分別提高到35.7%、66.4%。隨著綠電發電量增加，推進電氣化改造是有效利用綠電的重要前提。

路徑3：推進CCUS與石化產業融合發展

以CCUS為主的負碳手段是實現碳中和的重要保障。碳捕集和石化行業的關聯度高，需要提早謀劃、穩步發展。截至2022年底，我國已投運及規劃建設的CCUS示范項目接近百個，已投運項目捕集能力約400萬噸/年。因捕集過程能耗高，捕集成本約占總成本的70%~80%。當前第一代碳捕集技術發展漸趨成熟，而第二代技術仍處于實驗室研發及小試階段，技術成熟后，其能耗和成本會比成熟的第一代技術降低30%以上，2035年前后有望大規模推廣應用，CCUS與石化產業融合發展可能性增強。

融合發展應聚焦三個方面：一是聚焦石化產業高碳濃度生產環節，在排放端部署碳捕集項目；二是聚焦二氧化碳利用，密切關注地質、生物、化工新材料等領域利用技術進展，推動二氧化碳資源化利用；三是銜接好上游捕集和下游利用，同步推進儲運、輸送等配套能力建設。

2023年7月11日，“齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS項目”二氧化碳輸送管道投運，打通二氧化碳捕集、驅油與封存一體化流程，為推進CCUS規模化發展提供了應用示范案例。中國石化成立碳科公司，為打造二氧化碳全產業鏈作出積極探索與實踐。

結合綠氫產能發展預期，石化產業利用二氧化碳和綠氫制甲醇可能是碳利用關鍵路線之一。當前，高昂的綠氫成本是主要限制因素。考慮到未來煤制甲醇增加碳排放成本，2040年后綠氫制甲醇路線經濟性將逐步顯現。煉廠干氣資源豐富，目前主要用于裝置工藝燃料，碳排放較高。未來隨著企業裝置電氣化改造，燃料氣自用量將逐步下降，但煉廠氣市場需求有限，需要提前謀劃增值利用方式。

內容源自《石油煉制與化工》

石化產業實現“雙碳”目標面臨的形勢

氫能公交車在廣西南寧石油新陽綜合加能站加油。

“雙碳”目標下，交通領域替代能源快速發展。我國現已成為全球最大的新能源汽車市場。2022年我國新能源車滲透率已達28%，提前3年實現“十四五”規劃目標。據預測，2030年前我國將經歷燃油車保有量達峰、電動車與燃油車平價階段，2030年新能源汽車滲透率預計達50%，開啟電動交通時代。電動革命對石化產業的沖擊巨大，隨著新能源汽車銷量穩步提升，成品油被替代規模不斷擴大，預計2025年被替代比例達23%，2030年將達30%。

化工品需求增長帶來能耗增加。石化產業是國民經濟支柱產業，未來隨著我國城鎮化率提高、人均GDP提升、新業態新經濟興起，化工產品需求仍將持續增長。根據相關預測，2025年我國乙烯、對二甲苯（PX）產能將分別達到2020年的1.8倍和2.1倍；人均乙烯當量消費峰值預計在2035~2040年出現，約為當前的兩倍；人均纖維消費量峰值預計在2035年前后出現，約為當前的1.5倍。此外，隨著“雙循環”新發展格局構建、科技創新引領作用凸顯和新能源汽車等新行業發展，化工新材料和專用化學品產業將成為石化產業發展和轉型的主要驅動力，石化產業鏈將向高端化、精細化、專用化等方向延伸，進一步延鏈補鏈強鏈。根據相關預測，“十四五”期間化工新材料產品年均增長率為6%~8%、高端塑料產品年均增長率約為8%。由于化工品生產能耗普遍較高，化工產能增加和高端化、精細化等發展趨勢將進一步增加石化產業能耗總量，亟須通過用能結構電氣化、供能結構清潔化等路徑推動能耗與碳排放脫鉤。

氫能將在能源轉型過程中發揮重要作用。氫能作為一種清潔、高效、安全的二次能源，有高能量密度、可存儲且無碳的特征，還能與多種能源耦合，為消除可再生能源波動提供儲能手段。在能源轉型過程中，氫能是最佳的碳中和能源載體。2022年3月，國家發展改革委發布《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，將氫能確定為未來國家能源體系的重要組成部分和用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體，氫能產業也被確定為戰略性新興產業，具有廣闊的發展前景。世界能源理事會按氫氣來源將氫氣分為灰氫、藍氫和綠氫三類。灰氫由化石能源制氫獲得，藍氫由灰氫配套CCS（碳捕集與封存）獲得，綠氫由可再生能源制氫獲得。在碳中和推進過程中，綠氫隨著生產技術不斷進步和規模化應用，將逐步具備經濟性，作為零碳能源的重要性將逐步顯現。據預測，綠氫產業目前尚處于市場導入期，以建設示范項目為主；2030年氫能產值將達萬億元，加氫站綠氫供氫比例有望增至10%；2050年后，灰氫基本退出氫能消費市場；2060年綠氫在氫能供應中占比預計在75%~80%。

“雙碳”政策推動石化產業綠色低碳轉型。節能降碳政策持續影響石化產業。隨著《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》和《國務院關于印發2030年前碳達峰行動方案的通知》兩個重要政策文件的出臺，碳達峰碳中和工作的總體部署和階段性目標已明確，“1+N”的政策體系逐漸建立和完善，對石化產業圍繞總量控制和產能提質也相繼提出了明確要求。