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天生赢家一触即发我国石化产业碳中和路径展望|若白百草婚纱照|
天生赢家 一触即发ღღღ◈,凯发k8国际首页登录ღღღ◈,凯发k8国际我国石化产业碳排放比例高ღღღ◈,产业仍处于增长期ღღღ◈,有增碳需求ღღღ◈,实现“双碳”目标面临重大挑战ღღღ◈,必须明确发展思路ღღღ◈,积极稳妥推动产业低碳转型和高质量发展ღღღ◈。当前ღღღ◈,石化产业面临交通领域替代能源快速发展ღღღ◈、化工品需求仍将增长ღღღ◈、氢能载体作用凸显ღღღ◈、“双碳”政策持续发力等形势ღღღ◈,需要在推动产业升级ღღღ◈、开展节能降碳ღღღ◈、推进清洁替代ღღღ◈、突出创新引领ღღღ◈、加强保障措施等方面持续发力ღღღ◈。本文通过对产业结构调整ღღღ◈、实施绿氢炼化ღღღ◈、与CCUS融合发展等关键路径进行分析和研判ღღღ◈,提出碳中和目标下可能的路径组合和趋势展望ღღღ◈,分析不同阶段石化产业的发展特征并提出建议ღღღ◈,供参考借鉴ღღღ◈。
本版文字由 中国石化经济技术研究院 戴宝华 赵 祺 提供 图片由 王敬华 朱亚菲 沈志军 张金峰 张龙强 胡慧子 李晓敏 张志远 提供
布局低碳化ღღღ◈。“双碳”目标下ღღღ◈,石化产业产能整合进程加速ღღღ◈,布局低碳化将成为高质量发展的重要路径ღღღ◈。通过稳妥推进落后产能淘汰ღღღ◈、发展具有竞争力的先进产能ღღღ◈、改造提升存量产能等举措ღღღ◈,石化产业将逐步完成布局低碳化ღღღ◈。一要通过上大压小ღღღ◈、淘汰落后等措施ღღღ◈,有序推动炼油和化工产能整合ღღღ◈;二要通过推广应用当前较为成熟且具备经济性的节能降碳技术ღღღ◈,对存量产能进行全面提质挖潜ღღღ◈。根据研究ღღღ◈,我国炼油20%以上产能未达基准水平ღღღ◈,乙烯ღღღ◈、对二甲苯有20%~30%产能未达基准水平ღღღ◈,仍有较大节能潜力ღღღ◈。随着低碳化布局推进ღღღ◈,石化产业平均能耗将持续下降ღღღ◈,预计2030年能耗强度较2020年下降30%左右ღღღ◈,2060年下降50%以上ღღღ◈。
流程低碳化ღღღ◈。炼化工艺总流程不仅决定企业竞争力ღღღ◈,而且是石化产业绿色低碳转型的关键ღღღ◈。相关研究表明ღღღ◈,石化企业碳排放强度对技术路线的敏感度高于对规模的敏感度ღღღ◈,打造优良的低碳流程基因可以从根本上降低企业碳排放ღღღ◈,所以推动石化产业流程低碳化是实现“双碳”目标的必由之路ღღღ◈。随着市场需求变化ღღღ◈,炼化总流程将向炼化一体化ღღღ◈、短加工流程ღღღ◈、生产特色产品ღღღ◈、能源高效利用和实现低碳排放等方向转变ღღღ◈。对于存量产能ღღღ◈,可采用加氢/催化裂解组合技术路线增产化工品ღღღ◈,重构总流程ღღღ◈。对于新建产能ღღღ◈,按照“一体化ღღღ◈、集约化ღღღ◈、大型化ღღღ◈、高端化ღღღ◈、清洁化”的设计思路ღღღ◈,采用短流程路线ღღღ◈,如原油直接裂解/催化裂解ღღღ◈,在原油资源匹配方面考虑适度轻质化ღღღ◈,实现原油资源高效利用ღღღ◈。
原料低碳化ღღღ◈。乙烯原料轻质化有利于提高烯烃收率ღღღ◈,从而降低单位产品碳排放ღღღ◈。基于对全国十余套在运乙烯装置的碳排放数据分析ღღღ◈,百万吨级石脑油蒸汽裂解装置采用轻烃为原料比采用石脑油为原料的单位碳排放低20%以上ღღღ◈,原料轻质化减排效果显著ღღღ◈。此外ღღღ◈,采用乙烷为原料裂解生产乙烯的路线%ღღღ◈,和传统石油基制乙烯路线ღღღ◈。未来ღღღ◈,石化产业应结合资源供应变化统筹优化优质轻烃资源ღღღ◈,推动烯烃原料向轻质化ღღღ◈、多元化方向发展ღღღ◈。
发展生物燃料产能有利于实现能源多元化供应ღღღ◈。生物燃料技术相对成熟ღღღ◈,但当前生产成本较高ღღღ◈,制约了产能发展天生赢家一触即发ღღღ◈,预计随着碳价走高ღღღ◈,2030年生物燃料消费将达500万吨ღღღ◈,2060年将达1000万吨ღღღ◈,对石化产业来说是很好的转型机遇ღღღ◈。
废旧塑料回收再利用是循环经济的重要组成部分ღღღ◈。我国废旧塑料体量庞大ღღღ◈,但当前回收率仅15%ღღღ◈。据预测ღღღ◈,2060年我国将建立全产业链回收体系ღღღ◈,回收率有望提升至40%以上ღღღ◈,将对一次塑料产能产生深远的影响ღღღ◈。目前主要的回收方式包括物理回收和化学回收ღღღ◈,化学回收具有更广泛的原料来源和产品应用场景ღღღ◈,更具发展前景ღღღ◈。中国石化石科院开发的废塑料化学循环技术可针对不同废塑料原料灵活选择不同的预处理技术路线%ღღღ◈。从全生命周期角度来看ღღღ◈,废旧塑料回收利用路径减碳效果明显ღღღ◈,但当前经济性不佳ღღღ◈,需要更强的政策支撑ღღღ◈。石化产业应结合技术进步和经济成本合理发展再生塑料产能ღღღ◈,推动原料多元化ღღღ◈,降低原油对外依存度ღღღ◈。
“双碳”目标下ღღღ◈,随着绿电制绿氢技术不断发展ღღღ◈,未来氢能与电能的关联性将不断增强ღღღ◈。绿氢与绿电协同耦合替代化石能源ღღღ◈、重构炼化业务能源供给体系(简称ღღღ◈:“绿氢炼化”)将成为实现“双碳”目标的重要解决方案ღღღ◈。绿氢炼化的内涵有四个方面ღღღ◈:一是在氢气生产环节ღღღ◈,绿氢逐步替代灰氢ღღღ◈、蓝氢ღღღ◈;二是利用绿电绿氢能源属性若白百草婚纱照ღღღ◈,减少用能环节碳排放ღღღ◈;三是对工艺流程进行适应绿电绿氢的改造ღღღ◈;四是利用氢的属性生产更少碳足迹的产品ღღღ◈。
绿电成本下降推动绿氢发展ღღღ◈。实施绿氢炼化的重要保障和必要前提是稳步推动可再生能源利用天生赢家一触即发ღღღ◈。新能源发电量渗透率近中期将稳步提高ღღღ◈,远期将加快提升并成为发电量主体若白百草婚纱照ღღღ◈。2022年底ღღღ◈,我国可再生能源装机规模已突破12亿千瓦大关ღღღ◈,占全国发电总装机容量的比重超过47%ღღღ◈;预计到2030年和2060年ღღღ◈,我国可再生能源装机规模将分别达到26亿千瓦和77亿千瓦ღღღ◈,占全国发电总装机容量的比重将分别达68%和96%ღღღ◈。
电价是制约绿氢发展的关键ღღღ◈,根据研究ღღღ◈,目前电价在绿氢总成本中占比70%~85%ღღღ◈。未来随着绿氢生产规模化和绿电电价下降ღღღ◈,预计2030年前绿氢有望与灰氢平价ღღღ◈,经济性逐步显现ღღღ◈。据国际可再生能源署预测ღღღ◈,2050年全球绿氢平均成本将比目前下降80%左右ღღღ◈,绿氢将进入大规模应用和快速发展时期ღღღ◈。
做好核能技术储备ღღღ◈。2021年ღღღ◈,我国核电装机容量达5326万千瓦ღღღ◈,占总装机容量的2.2%ღღღ◈,发电量4071.4亿千瓦时ღღღ◈,占总发电量的5.02%ღღღ◈。目前我国核电已形成“三代为主ღღღ◈、四代为辅”的发展格局ღღღ◈,但由于核电技术安全投入大ღღღ◈、度电成本高ღღღ◈,核电乏燃料处理体系仍不完善ღღღ◈,公众对安全性的担忧持续存在ღღღ◈,影响了核电的建设发展ღღღ◈。我国对核电的发展思路是在确保安全前提下适度发展ღღღ◈,积极发展模块化小堆ღღღ◈,如高温气冷堆等ღღღ◈。2030年核电规划装机容量达1.08亿千瓦ღღღ◈,2060年达2.5亿千瓦ღღღ◈。建议近期持续追踪技术进展ღღღ◈,做好技术储备ღღღ◈,跟进示范项目成果ღღღ◈;中长期实施核能制氢天生赢家一触即发ღღღ◈、供热ღღღ◈、供电多联产项目ღღღ◈。
推动热电业务转型天生赢家一触即发ღღღ◈。实施绿氢炼化的重要保障是推动传统热电业务转型ღღღ◈。为满足生产环节热电需求ღღღ◈,石化产业利用化石燃料自产热力ღღღ◈,大多以汽定电ღღღ◈,生产热电产生大量的碳排放天生赢家一触即发ღღღ◈。此外ღღღ◈,石化产业热电业务单机规模小ღღღ◈、能耗高ღღღ◈、设备老化严重ღღღ◈,且受政策限制ღღღ◈,新建燃煤锅炉难度大ღღღ◈,传统煤电未来将大幅压减ღღღ◈。预计2025年前ღღღ◈,主要通过“凝改背”“通流改造”等措施进行达标改造ღღღ◈,实现CCS示范ღღღ◈;2030年前ღღღ◈,对设计寿命到期的燃煤锅炉全部实行燃气升级改造ღღღ◈,燃气锅炉比例提高ღღღ◈;2060年前ღღღ◈,化石燃料仅按供热负荷的20%~30%作为保运和调峰保障资源ღღღ◈。
不断提高工艺装置电气化率若白百草婚纱照ღღღ◈,实现用能结构变革ღღღ◈。电气化发展是实现碳达峰ღღღ◈、碳中和的有效途径若白百草婚纱照ღღღ◈。电能替代其他能源可大幅降低单位产值的能耗ღღღ◈,节约能源ღღღ◈;发展电能是新能源广泛应用和建立可持续发展能源系统的必然结果ღღღ◈。在电气化加速情景下ღღღ◈,电能占终端能源消费比重将稳步提升ღღღ◈,2030年ღღღ◈、2060年我国电气化率将分别提高到35.7%ღღღ◈、66.4%ღღღ◈。随着绿电发电量增加ღღღ◈,推进电气化改造是有效利用绿电的重要前提ღღღ◈。
以CCUS为主的负碳手段是实现碳中和的重要保障ღღღ◈。碳捕集和石化行业的关联度高ღღღ◈,需要提早谋划ღღღ◈、稳步发展ღღღ◈。截至2022年底ღღღ◈,我国已投运及规划建设的CCUS示范项目接近百个ღღღ◈,已投运项目捕集能力约400万吨/年ღღღ◈。因捕集过程能耗高ღღღ◈,捕集成本约占总成本的70%~80%ღღღ◈。当前第一代碳捕集技术发展渐趋成熟ღღღ◈,而第二代技术仍处于实验室研发及小试阶段ღღღ◈,技术成熟后ღღღ◈,其能耗和成本会比成熟的第一代技术降低30%以上ღღღ◈,2035年前后有望大规模推广应用ღღღ◈,CCUS与石化产业融合发展可能性增强ღღღ◈。
融合发展应聚焦三个方面ღღღ◈:一是聚焦石化产业高碳浓度生产环节ღღღ◈,在排放端部署碳捕集项目ღღღ◈;二是聚焦二氧化碳利用ღღღ◈,密切关注地质ღღღ◈、生物ღღღ◈、化工新材料等领域利用技术进展ღღღ◈,推动二氧化碳资源化利用ღღღ◈;三是衔接好上游捕集和下游利用ღღღ◈,同步推进储运ღღღ◈、输送等配套能力建设ღღღ◈。
2023年7月11日ღღღ◈,“齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目”二氧化碳输送管道投运ღღღ◈,打通二氧化碳捕集ღღღ◈、驱油与封存一体化流程ღღღ◈,为推进CCUS规模化发展提供了应用示范案例ღღღ◈。中国石化成立碳科公司ღღღ◈,为打造二氧化碳全产业链作出积极探索与实践ღღღ◈。
结合绿氢产能发展预期ღღღ◈,石化产业利用二氧化碳和绿氢制甲醇可能是碳利用关键路线之一ღღღ◈。当前ღღღ◈,高昂的绿氢成本是主要限制因素ღღღ◈。考虑到未来煤制甲醇增加碳排放成本ღღღ◈,2040年后绿氢制甲醇路线经济性将逐步显现若白百草婚纱照ღღღ◈。炼厂干气资源丰富ღღღ◈,目前主要用于装置工艺燃料ღღღ◈,碳排放较高ღღღ◈。未来随着企业装置电气化改造ღღღ◈,燃料气自用量将逐步下降ღღღ◈,但炼厂气市场需求有限ღღღ◈,需要提前谋划增值利用方式ღღღ◈。
“双碳”目标下ღღღ◈,交通领域替代能源快速发展ღღღ◈。我国现已成为全球最大的新能源汽车市场ღღღ◈。2022年我国新能源车渗透率已达28%ღღღ◈,提前3年实现“十四五”规划目标ღღღ◈。据预测ღღღ◈,2030年前我国将经历燃油车保有量达峰ღღღ◈、电动车与燃油车平价阶段ღღღ◈,2030年新能源汽车渗透率预计达50%ღღღ◈,开启电动交通时代ღღღ◈。电动革命对石化产业的冲击巨大ღღღ◈,随着新能源汽车销量稳步提升ღღღ◈,成品油被替代规模不断扩大ღღღ◈,预计2025年被替代比例达23%ღღღ◈,2030年将达30%ღღღ◈。
化工品需求增长带来能耗增加ღღღ◈。石化产业是国民经济支柱产业ღღღ◈,未来随着我国城镇化率提高ღღღ◈、人均GDP提升ღღღ◈、新业态新经济兴起ღღღ◈,化工产品需求仍将持续增长ღღღ◈。根据相关预测ღღღ◈,2025年我国乙烯ღღღ◈、对二甲苯(PX)产能将分别达到2020年的1.8倍和2.1倍ღღღ◈;人均乙烯当量消费峰值预计在2035~2040年出现ღღღ◈,约为当前的两倍ღღღ◈;人均纤维消费量峰值预计在2035年前后出现ღღღ◈,约为当前的1.5倍ღღღ◈。此外ღღღ◈,随着“双循环”新发展格局构建ღღღ◈、科技创新引领作用凸显和新能源汽车等新行业发展ღღღ◈,化工新材料和专用化学品产业将成为石化产业发展和转型的主要驱动力天生赢家一触即发ღღღ◈,石化产业链将向高端化ღღღ◈、精细化ღღღ◈、专用化等方向延伸ღღღ◈,进一步延链补链强链ღღღ◈。根据相关预测ღღღ◈,“十四五”期间化工新材料产品年均增长率为6%~8%ღღღ◈、高端塑料产品年均增长率约为8%ღღღ◈。由于化工品生产能耗普遍较高ღღღ◈,化工产能增加和高端化ღღღ◈、精细化等发展趋势将进一步增加石化产业能耗总量ღღღ◈,亟须通过用能结构电气化ღღღ◈、供能结构清洁化等路径推动能耗与碳排放脱钩ღღღ◈。
氢能将在能源转型过程中发挥重要作用ღღღ◈。氢能作为一种清洁若白百草婚纱照ღღღ◈、高效ღღღ◈、安全的二次能源ღღღ◈,有高能量密度ღღღ◈、可存储且无碳的特征ღღღ◈,还能与多种能源耦合ღღღ◈,为消除可再生能源波动提供储能手段ღღღ◈。在能源转型过程中ღღღ◈,氢能是最佳的碳中和能源载体ღღღ◈。2022年3月ღღღ◈,国家发展改革委发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》ღღღ◈,将氢能确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体ღღღ◈,氢能产业也被确定为战略性新兴产业ღღღ◈,具有广阔的发展前景ღღღ◈。世界能源理事会按氢气来源将氢气分为灰氢ღღღ◈、蓝氢和绿氢三类ღღღ◈。灰氢由化石能源制氢获得ღღღ◈,蓝氢由灰氢配套CCS(碳捕集与封存)获得ღღღ◈,绿氢由可再生能源制氢获得ღღღ◈。在碳中和推进过程中ღღღ◈,绿氢随着生产技术不断进步和规模化应用ღღღ◈,将逐步具备经济性ღღღ◈,作为零碳能源的重要性将逐步显现ღღღ◈。据预测ღღღ◈,绿氢产业目前尚处于市场导入期ღღღ◈,以建设示范项目为主ღღღ◈;2030年氢能产值将达万亿元ღღღ◈,加氢站绿氢供氢比例有望增至10%ღღღ◈;2050年后ღღღ◈,灰氢基本退出氢能消费市场ღღღ◈;2060年绿氢在氢能供应中占比预计在75%~80%ღღღ◈。
“双碳”政策推动石化产业绿色低碳转型ღღღ◈。节能降碳政策持续影响石化产业ღღღ◈。随着《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》两个重要政策文件的出台天生赢家一触即发ღღღ◈,碳达峰碳中和工作的总体部署和阶段性目标已明确ღღღ◈,“1+N”的政策体系逐渐建立和完善ღღღ◈,对石化产业围绕总量控制和产能提质也相继提出了明确要求ღღღ◈。
