我國石化產(chǎn)業(yè)碳排放比例高，產(chǎn)業(yè)仍處于增長期，有增碳需求，實現(xiàn)“雙碳”目標面臨重大挑戰(zhàn)，必須明確發(fā)展思路，積極穩(wěn)妥推動產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。當前，石化產(chǎn)業(yè)面臨交通領(lǐng)域替代能源快速發(fā)展、化工品需求仍將增長、氫能載體作用凸顯、“雙碳”政策持續(xù)發(fā)力等形勢，需要在推動產(chǎn)業(yè)升級、開展節(jié)能降碳、推進清潔替代、突出創(chuàng)新引領(lǐng)、加強保障措施等方面持續(xù)發(fā)力。本文通過對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實施綠氫煉化、與CCUS融合發(fā)展等關(guān)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展特征并提出建議，供參考借鑒。

石化產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的重要路徑

路徑1：適應能源轉(zhuǎn)型需要，推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整

布局低碳化。“雙碳”目標下，石化產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能整合進程加速，布局低碳化將成為高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。通過穩(wěn)妥推進落后產(chǎn)能淘汰、發(fā)展具有競爭力的先進產(chǎn)能、改造提升存量產(chǎn)能等舉措，石化產(chǎn)業(yè)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(chǎn)能整合；二要通過推廣應用當前較為成熟且具備經(jīng)濟性的節(jié)能降碳技術(shù)，對存量產(chǎn)能進行全面提質(zhì)挖潛。根據(jù)研究，我國煉油20%以上產(chǎn)能未達基準水平，乙烯、對二甲苯有20%~30%產(chǎn)能未達基準水平，仍有較大節(jié)能潛力。隨著低碳化布局推進，石化產(chǎn)業(yè)平均能耗將持續(xù)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(yè)競爭力，而且是石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。相關(guān)研究表明，石化企業(yè)碳排放強度對技術(shù)路線的敏感度高于對規(guī)模的敏感度，打造優(yōu)良的低碳流程基因可以從根本上降低企業(yè)碳排放，所以推動石化產(chǎn)業(yè)流程低碳化是實現(xiàn)“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(chǎn)特色產(chǎn)品、能源高效利用和實現(xiàn)低碳排放等方向轉(zhuǎn)變。對于存量產(chǎn)能，可采用加氫/催化裂解組合技術(shù)路線增產(chǎn)化工品，重構(gòu)總流程。對于新建產(chǎn)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(zhì)化，實現(xiàn)原油資源高效利用。

原料低碳化。乙烯原料輕質(zhì)化有利于提高烯烴收率，從而降低單位產(chǎn)品碳排放。基于對全國十余套在運乙烯裝置的碳排放數(shù)據(jù)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(zhì)化減排效果顯著。此外，采用乙烷為原料裂解生產(chǎn)乙烯的路線，乙烯收率可提高至70%，和傳統(tǒng)石油基制乙烯路線相比，能耗下降約1/3。未來，石化產(chǎn)業(yè)應結(jié)合資源供應變化統(tǒng)籌優(yōu)化優(yōu)質(zhì)輕烴資源，推動烯烴原料向輕質(zhì)化、多元化方向發(fā)展。

發(fā)展生物燃料產(chǎn)能有利于實現(xiàn)能源多元化供應。生物燃料技術(shù)相對成熟，但當前生產(chǎn)成本較高，制約了產(chǎn)能發(fā)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(chǎn)業(yè)來說是很好的轉(zhuǎn)型機遇。

廢舊塑料回收再利用是循環(huán)經(jīng)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(jù)預測，2060年我國將建立全產(chǎn)業(yè)鏈回收體系，回收率有望提升至40%以上，將對一次塑料產(chǎn)能產(chǎn)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(chǎn)品應用場景，更具發(fā)展前景。中國石化石科院開發(fā)的廢塑料化學循環(huán)技術(shù)可針對不同廢塑料原料靈活選擇不同的預處理技術(shù)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(jīng)濟性不佳，需要更強的政策支撐。石化產(chǎn)業(yè)應結(jié)合技術(shù)進步和經(jīng)濟成本合理發(fā)展再生塑料產(chǎn)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(shù)不斷發(fā)展，未來氫能與電能的關(guān)聯(lián)性將不斷增強。綠氫與綠電協(xié)同耦合替代化石能源、重構(gòu)煉化業(yè)務能源供給體系（簡稱：“綠氫煉化”）將成為實現(xiàn)“雙碳”目標的重要解決方案。綠氫煉化的內(nèi)涵有四個方面：一是在氫氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)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(chǎn)更少碳足跡的產(chǎn)品。

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

電價是制約綠氫發(fā)展的關(guān)鍵，根據(jù)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(chǎn)規(guī)模化和綠電電價下降，預計2030年前綠氫有望與灰氫平價，經(jīng)濟性逐步顯現(xiàn)。據(jù)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(guī)模應用和快速發(fā)展時期。

做好核能技術(shù)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(fā)電量4071.4億千瓦時，占總發(fā)電量的5.02%。目前我國核電已形成“三代為主、四代為輔”的發(fā)展格局，但由于核電技術(shù)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(xù)存在，影響了核電的建設發(fā)展。我國對核電的發(fā)展思路是在確保安全前提下適度發(fā)展，積極發(fā)展模塊化小堆，如高溫氣冷堆等。2030年核電規(guī)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(xù)追蹤技術(shù)進展，做好技術(shù)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(lián)產(chǎn)項目。

推動熱電業(yè)務轉(zhuǎn)型。實施綠氫煉化的重要保障是推動傳統(tǒng)熱電業(yè)務轉(zhuǎn)型。為滿足生產(chǎn)環(huán)節(jié)熱電需求，石化產(chǎn)業(yè)利用化石燃料自產(chǎn)熱力，大多以汽定電，生產(chǎn)熱電產(chǎn)生大量的碳排放。此外，石化產(chǎn)業(yè)熱電業(yè)務單機規(guī)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(tǒng)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(xiàn)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(diào)峰保障資源。

不斷提高工藝裝置電氣化率，實現(xiàn)用能結(jié)構(gòu)變革。電氣化發(fā)展是實現(xiàn)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(chǎn)值的能耗，節(jié)約能源；發(fā)展電能是新能源廣泛應用和建立可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的必然結(jié)果。在電氣化加速情景下，電能占終端能源消費比重將穩(wěn)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(fā)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(chǎn)業(yè)融合發(fā)展

以CCUS為主的負碳手段是實現(xiàn)碳中和的重要保障。碳捕集和石化行業(yè)的關(guān)聯(lián)度高，需要提早謀劃、穩(wěn)步發(fā)展。截至2022年底，我國已投運及規(guī)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(shù)發(fā)展?jié)u趨成熟，而第二代技術(shù)仍處于實驗室研發(fā)及小試階段，技術(shù)成熟后，其能耗和成本會比成熟的第一代技術(shù)降低30%以上，2035年前后有望大規(guī)模推廣應用，CCUS與石化產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展可能性增強。

融合發(fā)展應聚焦三個方面：一是聚焦石化產(chǎn)業(yè)高碳濃度生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在排放端部署碳捕集項目；二是聚焦二氧化碳利用，密切關(guān)注地質(zhì)、生物、化工新材料等領(lǐng)域利用技術(shù)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(qū)油與封存一體化流程，為推進CCUS規(guī)模化發(fā)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(chǎn)業(yè)鏈作出積極探索與實踐。

結(jié)合綠氫產(chǎn)能發(fā)展預期，石化產(chǎn)業(yè)利用二氧化碳和綠氫制甲醇可能是碳利用關(guān)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(jīng)濟性將逐步顯現(xiàn)。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(yè)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。