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探索率先突破碳達峰碳中和路徑

推動我國石化產業高質量發展

楊上明  申傳龍   王凡

當今世界百年未有之大變局和新冠肺炎疫情全球大流行交織影響，國際力量對比深刻調整，不穩定性不確定性明顯增加。我國在瞬息萬變的國際環境下，提出了2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和的目標。“十四五”是我國由全面建成小康社會向基本實現社會主義現代化邁進的關鍵時期、“兩個一百年”奮斗目標的歷史交匯期，也是新一輪科技革命和產業革命的發力期，我國石化產業應主動作為、創新模式、激發活力，找準新定位、培育新優勢、采取新舉措，積極探索率先突破碳達峰碳中和路徑，推動產業高質量發展。

一、我國石化產業規模持續擴大，產業體系日益完善

石化產業是以石油、天然氣為主要原料，生產成品油、烯烴、芳烴等產品的加工工業。“十三五”以來，我國石化產業規模持續擴大，產業布局持續優化，產業體系日益完善。據中國國際工程咨詢有限公司（以下簡稱中咨公司）統計，截至2021年底，我國千萬噸級煉廠增加到33家,原油一次加工能力達到8.83億噸，乙烯（不含煤制烯烴）產能3182萬噸，對二甲苯（PX）—精對苯二甲酸（PTA）—聚酯（PET）生產能力居世界第一位，產值超過千億元的超大型石化園區達到17家。據國家統計局統計，2021年全國原油加工量7.03億噸，成品油產量（汽、煤、柴油,下同）3.57億噸，乙烯產量2826萬噸。成品油、乙烯產量較新冠疫情發生前的2019年分別增加8%、31%。

近年來，我國石化產業加快推進綠色低碳發展，著力推進創新驅動發展。“十三五”以來，煉油行業已淘汰落后產能超過1億噸，主要污染物排放量均下降10%以上；千萬噸級煉油裝置國產化率已超過95%、百萬噸級乙烯裝置國產化率已超過80%。此外，突破了48K大絲束碳纖維、低黏度PAO潤滑油基礎油、尼龍66關鍵原料己二腈等一批化工新材料和高端專用化學品“卡脖子”技術，培育打造了萬華化學等一批單項冠軍企業和專精特新“小巨人”企業。

二、“十四五”是我國石化產業高質量發展關鍵時期

2018年6月，習近平總書記提出“世界處于百年未有之大變局”的重要論斷。2020年爆發的新冠肺炎疫情影響廣泛且深遠，世界經濟新舊動能轉換和國際格局力量對比在疫情作用下加速，全球經濟治理體系加快重塑。“十四五”期間，我國石化產業亟需緊抓關鍵窗口期，立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局，堅定“自主化、一體化、多元化、國際化”發展道路，實現產業高質量發展。

（一）加快轉變發展模式，適應新發展階段

2020年7月，中央政治局會議明確指出我國已進入高質量發展階段。從高速增長轉向高質量發展，意味著傳統制造業需要加快轉型升級，提高資源配置效率，由“規模擴張”向“結構升級”發展模式轉變。石化產業需要加快轉變發展模式，推進降本增效、產能產品結構優化升級，提升科技創新能力，增強產業整體競爭力，為我國在全球經濟治理體系重塑過程中占據競爭優勢發揮更加重要的作用。

（二）優化升級產業鏈供應鏈，構建發展新格局

黨的十九屆五中全會明確提出,要加快構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局。目前，國內經濟發展面臨需求收縮、供給沖擊、預期轉弱三重壓力，國民經濟和產業循環不暢矛盾愈發突出。我國石化產業作為關系國計民生的基礎性、戰略性產業，已形成較為完整的產業鏈體系，在增強我國產業鏈供應鏈自主可控能力、提升產業鏈供應鏈發展韌性方面可以發揮關鍵作用。

（三）做好碳達峰碳中和工作，完整準確全面貫徹新發展理念

2021年9月以來，《中共中央 國務院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》《2030年前碳達峰行動方案》等頂層設計文件相繼印發，碳達峰碳中和被納入經濟社會發展全局。“十四五”“十五五”將是我國實現能源、制造業領域深度低碳轉型的關鍵期，國家也將推行強有力的政策措施助力目標實現。我國石化產業應重塑思想觀念，主動適應新的形勢要求，處理好發展和減排的關系，在發展中推動產業綠色低碳轉型。

三、碳達峰碳中和目標下對石油屬性的再認識

碳達峰碳中和目標的提出，對于我國石化產業影響深遠。一方面，應認真研判、主動適應新環境帶來的新要求。另一方面，也要系統分析我國石油消費特征和趨勢，對新時期石油屬性進行再認識，把準脈絡、精準施策。

（一）當前我國石油消費結構仍以燃料為主、材料為輔

二十一世紀以來，我國經濟快速增長，國內生產總值從2000年的10萬億元增長到2021年的114萬億元，年平均增速達到12.3%。我國石油消費與經濟發展存在非常強的相關性，其隨經濟保持穩定增長。據行業測算，2021年我國石油消費量超過6.3億噸，是2000年的近3倍。當前我國石油主要用于能源、化工材料兩大領域，比例約為3:1。其中，能源領域主要是作為成品油和燃料用于農業、商業、居民、工業（除化工）、交通等部門。化工材料領域主要用于生產合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等傳統基礎材料以及具有更優異性能的化工新材料。

（二）未來我國石油消費將轉向能源、材料并重，遠期以材料為主

中咨公司預測，能源領域綜合考慮經濟增長率、汽車保有量、新能源汽車替代等因素，2025年左右我國成品油需求基本達到峰值3.59億噸，之后逐年緩慢下降，至2035年為3.38億噸。化工材料領域，由于合成材料相對于鋼鐵、石材、木材等材料，具有輕量化、可塑性強等優點，且更加符合生態文明建設的方向，未來“以塑代鋼”“以塑代木”市場潛力依然巨大。預計2025年、2035年乙烯對化工輕油需求量分別為0.96億噸、1.45億噸；PX對化工輕油需求量分別約為0.37億噸、0.55億噸。綜合考慮各領域需求，預計2025年、2035年國內市場石油消費量分別為6.57億噸、7.17億噸，但其消費格局將由生產成品油轉向生產化工材料為主。

（三）堅持深度煉化一體化，積極應對消費結構變化

煉化一體化不僅是提高資源綜合利用水平的有效途徑，也是構建合理完整的石化產業體系、維護國家產業整體安全的重要手段。除成品油外，乙烯、對二甲苯等重要基礎化工原料也必須立足國內為主保障供給。未來我國乙烯、芳烴需求仍有一定增長空間，亟需在優化煉油能力結構的同時，結合石化產業布局優化調整，將成品油有效供應能力控制在合理水平的基礎上，保障乙烯、芳烴等化工材料用油。

2021年12月召開的中央經濟工作會議明確提出，要科學考核，新增可再生能源和原料用能不納入能源消費總量控制，創造條件盡早實現能耗“雙控”向碳排放總量和強度“雙控”轉變。這為我國石化產業進一步減油增化，將石油資源“吃干榨凈”，將石油主要用于生產高附加值的化工材料提供了有力政策支持。因此，我國石化產業轉型升級應堅持深度煉化一體化，全力實施“減油增化”，提高化工新材料保障能力，最大程度實現原料、產品、能源的互供互用，上下游協同發展，增強產業整體競爭力，確保到2025年，國內原油一次加工能力控制在10億噸以內，主要產品產能利用率提升至80%以上，力爭2025年煉化一體化率提高到25%以上，2030年達到40%以上。

四、碳達峰碳中和目標下石化產業仍面臨多重考驗

石化產業是關系國計民生的基礎性、戰略性產業，經濟總量大、產業鏈長、縱橫兩向帶動性極強。在碳達峰碳中和背景下，石化產業既要牢牢扛起確保油氣安全穩定供應責任,還要承擔起推動“減油增化”的任務，同時也面臨多重考驗。

（一）能耗相對偏高，落后產能尚未出清

受技術水平、裝置設備等因素影響，我國石化產業能耗較世界先進水平仍有一定差距。近年來，我國車用汽柴油質量標準不斷提升，煉油企業需要增加烷基化、加氫等生產裝置，同時加工重質、劣質原油的數量不斷增加，客觀增加能耗和碳排放。《石化化工重點行業嚴格能效約束推動節能降碳行動方案（2021-2025年）》提出煉油行業單位能量因數能耗標桿、基準水平分別為7.5、8.5千克標準油/噸·因數，目前能到達標桿水平的企業僅占25%，還有相當一部分中小煉油企業工藝和技術裝備落后，能耗比基準水平高出30%以上。

（二）低碳技術裝備研發和儲備相對薄弱，經濟性相對不足

新能源和可再生能源、低碳技術和低碳產品、二氧化碳綜合利用技術是未來碳減排的主要突破方向。目前我國低碳技術尤其溫室氣體實質減排技術裝備研發和儲備相對薄弱，自主知識產權技術較少。此外，部分新技術新產品現階段實施應用成本的較高，經濟性不足。

以“綠氫”使用為例，采用“綠電”電解水制一公斤氫氣，比傳統煤制氫可少約20公斤二氧化碳排放，若煉廠每年使用5萬噸“綠氫”替代煤制氫，可以減排二氧化碳100萬噸，減排效果十分顯著。但是成本方面，按當前電價0.5元/千瓦時來計算，“綠氫”成本價格約30元/公斤，1公斤煤制氫價格不超過10元，僅此一項煉廠每年就要增加成本20億元。因此，二氧化碳排放成本低、綠電價格偏高的現實情況，使得目前“綠氫”尚難以大范圍推廣使用。

（三）新能源替代加速，倒逼傳統石化企業加快轉型

隨著新能源汽車、共享出行、無人駕駛等新業態和新模式蓬勃發展，未來成品油需求將銳減，電力和氫燃料將成為交通領域最主要用能。國際石油公司近年來對可再生能源領域投入明顯加大，通過資本運作快速進入市場，借助與領先企業的合作實現共贏發展。我國石化企業也要加快業務轉型，加大對多元轉型路徑的研究和投入力度，向綜合能源供應商轉變。

五、石化產業有條件率先突破碳達峰碳中和路徑

碳達峰碳中和對于我國石化產業來說，既是一次重大挑戰，也是一次重大機遇。全行業應科學分析、系統謀劃、統籌推進，改變依靠大量使用傳統化石能源帶動產業發展的思維慣性，創新發展模式，率先突破，走出一條“存量減碳、增量近零、碳資源化”的發展路徑，推動我國石化產業綠色低碳轉型，如期實現碳達峰。

（一）加快“存量減碳”是第一要務

據中咨公司測算，2021年我國石化產業碳排放量約4.1億噸（含下網電量間接排放），約占我國碳排放總量的4%。其中，煉油排放約2.7億噸，烯烴、芳烴生產排放約1.0億噸，其他石化產品生產排放約0.4億噸，加快“存量減碳”是石化產業實現碳達峰的第一要務。

“存量減碳”即通過優化存量做“減法”，降低已有項目能耗強度和排放強度，為后續產業發展和項目落地騰出盡量多的指標空間。今年1月，萬華化學煙臺工業園綜合智慧能源項目簽約，擬通過工業廢熱回收利用，生產高品位熱能供園區項目，同時還可為城市冬季采暖供熱。項目實施后預計每年可節約260萬噸煤炭，減排670萬噸二氧化碳。

做好“存量減碳”，一是要繼續加大安全環保不達標的落后產能淘汰力度，加快推動200萬噸/年及以下常減壓裝置、30萬噸/年以下乙烯裝置等落后產能出清，推進企業優勝劣汰。二是要加強已投產項目過程節能改造力度，積極采用熱泵等節能技術裝備，加強工藝余熱余壓回收，提升能量梯級利用水平。三是要鼓勵發展整體煤氣化聯合循環多聯供系統（IGCMS）等煤炭綜合利用技術，進一步提升煤炭清潔高效利用水平；四是已建成項目要降低高碳能源用量，推動原料輕質化，持續實施煤改氣、綠電替代，促進煤炭消費盡早達峰。通過上述途徑，力爭到2025年，規模以上工業單位增加值能耗較2020年下降13.5%，煉油、乙烯能效水平達到標桿水平的產能比例均超過30%。

（二）實現“增量近零”是關鍵路徑

“增量近零”即充分利用可再生能源快速發展契機，在新上石化項目中，盡量提高可再生能源使用占比，最大程度降低項目直接和間接產生二氧化碳。2020 年，我國可再生能源開發利用規模達6.8 億噸標準煤，相當于替代煤炭近10 億噸，減碳效果十分顯著。“十四五”期間，我國可再生能源裝機規模將進一步擴大，到2025年，可再生能源的發電裝機占我國電力總裝機的比例將超過50%。用好可再生能源，實現“增量近零”是石化產業實現碳達峰目標的關鍵路徑。

今年2月，中國石油吉林石化轉型升級項目全面啟動，項目包括新建120萬噸/年乙烯等21套煉油化工裝置，中國石油擬在吉林油田建設200萬千瓦風光發電項目，為轉型升級供應可再生能源電力，理論上每年可減少170萬噸二氧化碳排放。該項目是中國石油第一個全部使用“綠電”的石化項目，為后續項目起到很好示范作用。

做好“增量近零”，一是要加快風電、光伏、核能等清潔能源和新石化產業項目協同布局，形成多能互補、就近消納的能源產業新格局，探索利用核電為項目供熱供電。二是要以降低能耗和減少碳排放為目標，持續研發低碳、零碳新技術、新工藝，包括以廢棄塑料、生物質、天然氣等為原料直接制備化學品技術，加快產業化推廣應用。

（三）推動“碳資源化”是重要支撐

“碳資源化”即將石化項目排放且有利用價值的二氧化碳，通過捕集與封存、生產高值化學品等方式進行消納。近年來，我國科研機構和相關企業持續開展了傳統石化廠+CCUS、二氧化碳制生物可降解材料、二氧化碳制甲醇、綠色航煤、淀粉等技術突破，目前均取得了一系列進展。

2021年9月，連云港石化基地“二氧化碳制綠色甲醇項目”簽約，項目設計回收利用15萬噸/年二氧化碳生產10萬噸/年甲醇，經過上下游一體化裝置的深度加工，最終產出2萬噸光伏級EVA樹脂，全部用于生產光伏發電膜材料，可間接減排二氧化碳 55 萬噸/年，相當于3.7萬公頃森林種植面積，具有良好的社會效益和生態效益。

特別要指出的是，氫氣作為一種來源豐富、綠色環保的工業原料和新型能源，以“綠氫”為重要介質，通過顛覆性技術實現二氧化碳資源化利用，對推動我國加快實現碳達峰碳中和目標具有重要戰略意義。我國目前氫氣消費總量約3300萬噸/年，主要用于石化、化工、焦化等行業領域。煉廠每年使用氫氣量超過1000萬噸，除通過重整、干氣制氫外，還需要大量使用煤或天然氣制“灰氫”作為補充。前文提到，碳排放成本低、綠電價格高是目前“綠氫”尚難以大范圍推廣使用的重要原因。建議有關部門抓緊探索制定“綠電”“綠氫”交易核算、碳排放抵扣等支持政策，合理規劃產能布局，提高“綠氫”全生命周期經濟性，加快構建基于氫氣和二氧化碳的化工新材料產業體系，有力推動石化產業高質量發展。

注：本文發表于《中國投資》2022年第5、6期合刊。文中圖片來源于網絡。