我國石化產(chǎn)業(yè)碳排放比例高，產(chǎn)業(yè)仍處于增長(zhǎng)期，有增碳需求，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)面臨重大挑戰(zhàn)，必須明確發(fā)展思路，積極穩(wěn)妥推動(dòng)產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。當(dāng)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(zhǎng)、氫能載體作用凸顯、“雙碳”政策持續(xù)發(fā)力等形勢(shì)，需要在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、開展節(jié)能降碳、推進(jìn)清潔替代、突出創(chuàng)新引領(lǐng)、加強(qiáng)保障措施等方面持續(xù)發(fā)力。本文通過對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實(shí)施綠氫煉化、與CCUS融合發(fā)展等關(guān)鍵路徑進(jìn)行分析和研判，提出碳中和目標(biāo)下可能的路徑組合和趨勢(shì)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(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑

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

布局低碳化。“雙碳”目標(biāo)下，石化產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能整合進(jìn)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(jìn)落后產(chǎn)能淘汰、發(fā)展具有競(jìng)爭(zhēng)力的先進(jìn)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(dòng)煉油和化工產(chǎn)能整合；二要通過推廣應(yīng)用當(dāng)前較為成熟且具備經(jīng)濟(jì)性的節(jié)能降碳技術(shù)，對(duì)存量產(chǎn)能進(jìn)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(dá)基準(zhǔn)水平，乙烯、對(duì)二甲苯有20%~30%產(chǎn)能未達(dá)基準(zhǔn)水平，仍有較大節(jié)能潛力。隨著低碳化布局推進(jìn)，石化產(chǎn)業(yè)平均能耗將持續(xù)下降，預(yù)計(jì)2030年能耗強(qiáng)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(jìng)爭(zhēng)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(qiáng)度對(duì)技術(shù)路線的敏感度高于對(duì)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(dòng)石化產(chǎn)業(yè)流程低碳化是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必由之路。隨著市場(chǎng)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(shí)現(xiàn)低碳排放等方向轉(zhuǎn)變。對(duì)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(duì)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(shè)計(jì)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(shí)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(duì)全國十余套在運(yùn)乙烯裝置的碳排放數(shù)據(jù)分析，百萬噸級(jí)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(yīng)結(jié)合資源供應(yīng)變化統(tǒng)籌優(yōu)化優(yōu)質(zhì)輕烴資源，推動(dòng)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(shí)現(xiàn)能源多元化供應(yīng)。生物燃料技術(shù)相對(duì)成熟，但當(dāng)前生產(chǎn)成本較高，制約了產(chǎn)能發(fā)展，預(yù)計(jì)隨著碳價(jià)走高，2030年生物燃料消費(fèi)將達(dá)500萬噸，2060年將達(dá)1000萬噸，對(duì)石化產(chǎn)業(yè)來說是很好的轉(zhuǎn)型機(jī)遇。

廢舊塑料回收再利用是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。我國廢舊塑料體量龐大，但當(dāng)前回收率僅15%。據(jù)預(yù)測(cè)，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(duì)一次塑料產(chǎn)能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。目前主要的回收方式包括物理回收和化學(xué)回收，化學(xué)回收具有更廣泛的原料來源和產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景，更具發(fā)展前景。中國石化石科院開發(fā)的廢塑料化學(xué)循環(huán)技術(shù)可針對(duì)不同廢塑料原料靈活選擇不同的預(yù)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(dāng)前經(jīng)濟(jì)性不佳，需要更強(qiáng)的政策支撐。石化產(chǎn)業(yè)應(yīng)結(jié)合技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)成本合理發(fā)展再生塑料產(chǎn)能，推動(dòng)原料多元化，降低原油對(duì)外依存度。

路徑2：推進(jìn)綠氫綠電耦合，實(shí)施綠氫煉化工程

“雙碳”目標(biāo)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(qiáng)。綠氫與綠電協(xié)同耦合替代化石能源、重構(gòu)煉化業(yè)務(wù)能源供給體系（簡(jiǎn)稱：“綠氫煉化”）將成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要解決方案。綠氫煉化的內(nèi)涵有四個(gè)方面：一是在氫氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)，綠氫逐步替代灰氫、藍(lán)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(duì)工藝流程進(jìn)行適應(yīng)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(dòng)綠氫發(fā)展。實(shí)施綠氫煉化的重要保障和必要前提是穩(wěn)步推動(dòng)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(yuǎn)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(jī)規(guī)模已突破12億千瓦大關(guān)，占全國發(fā)電總裝機(jī)容量的比重超過47%；預(yù)計(jì)到2030年和2060年，我國可再生能源裝機(jī)規(guī)模將分別達(dá)到26億千瓦和77億千瓦，占全國發(fā)電總裝機(jī)容量的比重將分別達(dá)68%和96%。

電價(jià)是制約綠氫發(fā)展的關(guān)鍵，根據(jù)研究，目前電價(jià)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(jià)下降，預(yù)計(jì)2030年前綠氫有望與灰氫平價(jià)，經(jīng)濟(jì)性逐步顯現(xiàn)。據(jù)國際可再生能源署預(yù)測(cè)，2050年全球綠氫平均成本將比目前下降80%左右，綠氫將進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用和快速發(fā)展時(shí)期。

做好核能技術(shù)儲(chǔ)備。2021年，我國核電裝機(jī)容量達(dá)5326萬千瓦，占總裝機(jī)容量的2.2%，發(fā)電量4071.4億千瓦時(shí)，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(duì)安全性的擔(dān)憂持續(xù)存在，影響了核電的建設(shè)發(fā)展。我國對(duì)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(jī)容量達(dá)1.08億千瓦，2060年達(dá)2.5億千瓦。建議近期持續(xù)追蹤技術(shù)進(jìn)展，做好技術(shù)儲(chǔ)備，跟進(jìn)示范項(xiàng)目成果；中長(zhǎng)期實(shí)施核能制氫、供熱、供電多聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。

推動(dòng)熱電業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。實(shí)施綠氫煉化的重要保障是推動(dòng)傳統(tǒng)熱電業(yè)務(wù)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(wù)單機(jī)規(guī)模小、能耗高、設(shè)備老化嚴(yán)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(yù)計(jì)2025年前，主要通過“凝改背”“通流改造”等措施進(jìn)行達(dá)標(biāo)改造，實(shí)現(xiàn)CCS示范；2030年前，對(duì)設(shè)計(jì)壽命到期的燃煤鍋爐全部實(shí)行燃?xì)馍?jí)改造，燃?xì)忮仩t比例提高；2060年前，化石燃料僅按供熱負(fù)荷的20%~30%作為保運(yùn)和調(diào)峰保障資源。

不斷提高工藝裝置電氣化率，實(shí)現(xiàn)用能結(jié)構(gòu)變革。電氣化發(fā)展是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)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(yīng)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(fèi)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(jìn)電氣化改造是有效利用綠電的重要前提。

路徑3：推進(jìn)CCUS與石化產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展

以CCUS為主的負(fù)碳手段是實(shí)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(yùn)及規(guī)劃建設(shè)的CCUS示范項(xiàng)目接近百個(gè)，已投運(yùn)項(xiàng)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(dāng)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(shí)驗(yàn)室研發(fā)及小試階段，技術(shù)成熟后，其能耗和成本會(huì)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(yīng)用，CCUS與石化產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展可能性增強(qiáng)。

融合發(fā)展應(yīng)聚焦三個(gè)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(xiàng)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(jìn)展，推動(dòng)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(jìn)儲(chǔ)運(yùn)、輸送等配套能力建設(shè)。

2023年7月11日，“齊魯石化-勝利油田百萬噸級(jí)CCUS項(xiàng)目”二氧化碳輸送管道投運(yùn)，打通二氧化碳捕集、驅(qū)油與封存一體化流程，為推進(jìn)CCUS規(guī)模化發(fā)展提供了應(yīng)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(shí)踐。

結(jié)合綠氫產(chǎn)能發(fā)展預(yù)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(dāng)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(jì)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(chǎng)需求有限，需要提前謀劃增值利用方式。