新形勢下科學推進煉油行業(yè)低碳轉型——2023中國石油煉制科技大會高端觀點綜述
* 來源 :《中國石化》雜志2023年第4期 * 發(fā)表時間 : 2023-4-6 12:00:00 * 瀏覽 : 752
當前，我國煉油行業(yè)正進入高質量和低碳轉型發(fā)展的關鍵期。3月22日，以“低碳轉型新形勢下中國煉油行業(yè)的高質量發(fā)展”為主題的2023中國石油煉制科技大會在京召開，圍繞我國煉油行業(yè)“十四五”時期乃至2035年更長時期結構調整、低碳轉型、綠色發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn)和熱點問題，現場邀請17位國內外知名院士、專家學者及企業(yè)科技人員參會發(fā)表主題演講、進行交流分享，多名嘉賓出席大會。本次大會由中國石油化工信息學會與中國石油學會煉制分會聯合主辦，由中國石化經濟技術研究院和中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院聯合承辦。此前，已成功舉辦過三屆。
中國石油煉制科技大會現場。 中國石化經濟技術研究院 供圖
我國煉油技術經歷了40多年的快速發(fā)展，從無到有、從引進的模式到自主創(chuàng)新再到領跑全球，實現了歷史性跨越，2022年中國的煉油產能已經躍居全球榜首，成為世界第一大煉油產業(yè)國。不可忽視的是，隨著“雙碳”目標的提出及產業(yè)政策的深度調整，我國煉油產能的過剩預計將達到每年1.6億噸，結構性的矛盾時有出現，煉油行業(yè)已經進入重要的變革期、關鍵的轉型期，依靠科技創(chuàng)新推動煉油產業(yè)實現低碳轉型，助力企業(yè)駛入高質量的發(fā)展軌道勢在必行、刻不容緩。
油電混合動力可能是推進碳達峰可行性最強的車用動力方案
當前，石化行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)很多，替代能源的迅速發(fā)展讓人倍感壓力。近兩年，我國新能源汽車發(fā)展態(tài)勢迅猛，根據中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2022年新能源汽車產銷分別完成705.8萬輛和688.7萬輛，與上年相比，分別增長96.9%和93.4%。同時，我國煉油能力過剩，原油、天然氣對外依存度高的事實也無法忽略。在“雙碳”目標背景下，未來車用動力和汽柴油標準問題是煉油行業(yè)亟須深入思考的問題。
目前，新能源汽車雖然發(fā)展勢頭迅猛，但電動汽車的充電焦慮、安全性和低溫/高溫條件下的使用性能等方面的問題也會影響消費者行為。同時，電動汽車大規(guī)模推廣也會存在電池使用材料銅、鋰、鎳、鈷、錳、鏑、釹產生資源危機，伍德麥肯茲公司的相關研究報告提出，到21世紀20年代中期，電池原料供應可能面臨短缺，進而出現新的能源陷阱。
對此，中國工程院院士曹湘洪在作《我國未來的車用動力和汽柴油標準的若干思考》報告時表示，油電混合動力汽車是我國推進碳達峰的現實可行和見效快的選擇。他認為，工業(yè)制造業(yè)是我國的基礎，我國的人口、經濟、產業(yè)發(fā)展的特征和基本國情決定實現“雙碳”目標要比發(fā)達國家更加艱苦，這將是一個長期的過程，要堅持實事求是、循序漸進、積極主動、合理推進的原則，汽車減碳是能源低碳化轉型的重要內容，也需要堅持以上原則。
在曹湘洪院士看來，發(fā)展油電混合動力汽車沒有基礎設施建設的困擾，因為它只加油、不充電，消費者的使用習慣不需要任何改變。同時，油電混合動力汽車還可以保證內燃機始終處在一個高效運行的狀態(tài)，內燃機的排放也會隨著運行效率的提高不斷降低，并且研究表明油電混動車比一般燃油車可節(jié)油30%-50%。
關于電動汽車未來的發(fā)展，“亞洲電動汽車之父”中國工程院院士陳清泉此前預測新能源汽車發(fā)展前景：2030年新能源車產銷量市場占比50%，占總保有量15%。2050年新能源汽車占我國汽車保有量的50%以上。未來汽柴油的消費量將逐步減少，汽柴油在地面交通能源中從市場獨占向油、氣、電、氫共存轉變是大趨勢，油的市場主體地位至少會延續(xù)很長一段時間；到2050年，燃油動力汽車保有量在汽車保有量當中還可能占主體地位。正因為這樣，煉油行業(yè)就應該為保有的燃油汽車和正在發(fā)展中的油電混合動力汽車提供高效、清潔的油品。
煉油工業(yè)實現碳中和需聚焦問題發(fā)展關鍵核心技術
當前，我國煉油工業(yè)的現狀是，煉油產能過剩，原油對外依存度高。2022年我國原油一次加工能力達到9.2億噸，進口原油6.76億噸，對外依存度達到71.2%。
中國工程院院士李大東在作《我國煉油工業(yè)轉型發(fā)展的技術策略》報告中對全球煉油工業(yè)總結到：目前全球石油資源量應該是充足的，但環(huán)境因素制約石油的使用；到本世紀中葉，石油基燃料仍然是交通運輸的主體動力之一；未來煉廠的主要任務是生產清潔交通運輸燃料、有機化工原料和高價值特種產品；煉油工業(yè)降低碳排放，任重道遠。
在李大東院士看來，未來煉廠的關鍵技術主要是生產清潔交通運輸燃料的關鍵技術、生產基本有機化工原料的關鍵技術、生產高價值特種產品的關鍵技術和減少二氧化碳排放的關鍵技術。他認為在“雙碳”目標指引下，中國煉油工業(yè)要在大幅減少二氧化碳排放量的同時，深入推進煉化一體化發(fā)展，煉油化工領域的技術創(chuàng)新應圍繞這一主題展開。
去年，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《“十四五”現代能源體系規(guī)劃》明確，到2025年，國內能源年綜合生產能力達到46億噸標準煤以上，非化石能源消費比重提高到20%左右。同時規(guī)劃當中還指出，對2035年有一個展望，要求基本建成現代能源體系，核心是關于清潔低碳、安全高效的能源體系的建設問題。
中國科學院院士、中國石化股份公司總工程師謝在庫在作《煉油化工碳中和路徑及前沿技術思考》報告時表示，深層次考慮煉油化工碳中和的路徑，不外乎以下6個方面：用能結構、產品結構、流程再造、原料結構、綠氫體系、CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存技術）。用能結構方面，目前主要是以化石能源結構為主，要推進用能結構的調整；產品結構方面，未來化工“油轉化”是一個重要方面；流程再造/創(chuàng)造方面，需要靠核心的技術和單元技術作支撐；原料結構方面，不只是化石能源，甚至發(fā)展到生物質、二氧化碳等；綠氫體系和CCUS方面，煉化企業(yè)是用氫大戶，也是產氫主力軍，主體是煤氣化、重整制氫、副產氫和一部分天然氣制氫，綠氫體系的建設、穩(wěn)定的供應是實現碳中和非常重要的途徑。
謝在庫院士表示，要完成上述6個方面的碳中和路徑，必須要重視催化反應、綠氫制取、重要設備電氣化、節(jié)能分離新材料、智能化、碳循環(huán)利用等重要技術的發(fā)展，煉油化工行業(yè)要聚焦前述問題，協(xié)同創(chuàng)新。
“雙碳”目標下中國石化全力推動煉油與化工的高質量發(fā)展
本次大會與會嘉賓普遍達成共識——我國煉油與化工推進高質量發(fā)展是機遇與挑戰(zhàn)并存的。
短期的挑戰(zhàn)主要來自全球經濟復蘇的不確定性與海外流動性收緊的矛盾，長期的挑戰(zhàn)則來自能源轉型、雙碳目標實現與傳統(tǒng)能源、傳統(tǒng)工藝成本增加之間的矛盾。挑戰(zhàn)的本質在于能源化工行業(yè)發(fā)展空間進一步減少，高能耗高碳排放的企業(yè)面臨生存挑戰(zhàn)，缺乏核心低碳技術。與挑戰(zhàn)并存的機遇在于，這是煉油與化工行業(yè)實現能源轉型和高質量發(fā)展的契機，可以發(fā)掘新的效益增長點，也有助于推動體制機制改革，因此煉化企業(yè)作為煉油化工行業(yè)的市場主體，要積極轉型、主動作為。
中國石化在煉油與化工高質量發(fā)展方面做了許多努力和有益探索。
中國石化集團公司科技部總經理卞鳳鳴在題為《“雙碳”目標下煉油與化工高質量發(fā)展的科技創(chuàng)新實踐》報告中，對中國石化的煉油與化工科學技術做了梳理。
煉油科學技術方面。目前，中國石化已具備全產業(yè)鏈創(chuàng)新能力，掌握了世界先進的煉油全流程技術，中國石化用十幾年的時間走完了發(fā)達國家?guī)资甑?a href="self.aspx?ParrentID=3&iContentID=73" title="汽油">汽油質量升級之路，這也得益于催化劑工藝科技的進步。中國石化的多產低碳烯烴或油品的催化裂解技術入選《烴加工煉油技術手冊》；原油技術方面，石科院跟廣州石化完成了配方原油的技術開發(fā)；逆流重整技術提高產品收率、延長催化劑壽命，增加裝置的經濟性；原油直接催化裂解生產化學品技術方面，中國石化已實現在同一反應器內原油的高效轉化。未來，中國石化將在氫能工廠、生物煉廠、智能煉廠等方面重點布局。
化工科技創(chuàng)新實踐方面。目前，中國石化已形成非常完善的石油化工的主體技術，包括芳烴、有機原料、煤化工及合成材料等關鍵核心技術取得新突破。乙烯成套技術方面，能夠設計、建設世界先進水平的百萬噸級乙烯；芳烴技術方面，形成了百萬噸級芳烴成套技術，成為世界第三家掌握大型芳烴成套生產技術的專利商；在己內酰胺技術方面，2021年綠色生產技術產量約554萬噸，全球市場份額超過60%；在甲醇制低碳烯烴技術方面，實現60萬噸、180萬噸/年MTO（甲醇制烯烴）技術的工業(yè)轉化；在環(huán)氧化技術方面，特別是HPPO（雙氧水法制環(huán)氧丙烷）技術方面，采用了綠色氧化的催化體系，來替代污染物排放嚴重的氯醇法，可以實現環(huán)氧丙烷等含氧含氮化合物的綠色合成，同時還有環(huán)氧氯丙烷綠色環(huán)保合成技術，包括雜原子的分子篩和雙氧水的綠色氧化催化的體系，目前裝置正在建設過程當中，CHP（異丙苯過氧化氫）環(huán)氧化技術平臺方面，中國石化在平臺上進行了擴產，包括環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷等，也正在全力推進中；合成材料方面，在高熔體強度聚丙烯、高光澤低收縮抗沖聚丙烯及軟質聚丙烯等方面也實現了示范。未來，中國石化將在二氧化碳化工、可降解材料、高端化工材料等方面重點布局。
卞鳳鳴表示，總體來講中國石化“雙碳”目標下的高質量發(fā)展是低能耗、低碳排、低成本、高端化的發(fā)展。（本刊記者 王一冰）