分階段發展降碳、零碳及負碳技術
我國已經向世界作出承諾，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。石化行業是資源型和能源型產業，也是二氧化碳排放量較大的行業之一，積極推進“雙碳”目標實現責無旁貸。然而，石化行業的減碳路徑眾多，各減排路徑之間還存在多種耦合與相互影響的可能，各路徑不僅相互依賴，還相互制約。近日中國石化石科院和德勤中國聯手發布的《邁向2060碳中和——石化行業低碳發展白皮書》指出，為應對上述問題，石化行業低碳轉型需要重新平衡三類技術：降碳技術、零碳技術以及負碳技術。
石化碳排放強度偏高 多種技術組合減排
石化行業的減碳路徑眾多。能效提升、工藝流程改進可一定程度上降低生產過程碳排放，材料循環利用可一定程度上實現全生命周期碳減排，但這些減排手段還不足以實現凈零排放。碳捕集、利用和存儲(CCUS)技術雖然是實現凈零排放的關鍵技術，但其應用場景急需拓展、技術經濟性尚需大幅提升。因此，石化行業需要重新平衡并探索多種技術組合進行減排。
石化行業碳排放來源主要包括化石燃料的直接燃燒、工業過程的排放、企業購入電力和熱力造成的間接排放以及供應鏈排放。其中以化石燃料及工業過程相關排放為主，占比近八成。相比鋼鐵、水泥等工業行業，石化行業的碳排放總量較低，但碳排放強度偏高，能效利用率低于世界先進水平。
從排放來源分析，石化行業可以通過能效提升及工藝改進、使用替代原材料等方式減少直接排放，通過使用綠色電力減少間接排放，通過構建循環經濟、開發生產綠色低碳產品、優化運輸和儲存等方式減少產品價值鏈排放，利用CCUS使用碳抵消機制等助力石化行業減少全生命周期碳排放。
2025年實現碳減排 降碳技術為主
現階段到2025年，成品油仍然是終端石油消費的主要產品。據預測，2025年國內原油加工量將達到7.9億噸，同時成品油消費量近峰值，化工原材料產量大幅提升，若不采取任何減排措施，石化行業碳排放將達6.38億噸。若企業積極采取能效提升、用氫效率提升等可行的降碳措施，綜合考慮可行減碳措施實施率70%的情境下，可實現碳減排0.99億噸，行業碳排放量約5.39億噸。
在這一階段可重點采用降碳技術，包括能效提升、智能化提升過程效率、短流程化學品生產、組分煉油、工藝過程降碳、工藝供熱電氣化和可再生能源供熱、低碳基礎化學品生產、廢塑料化學循環、專有設備降低工藝排放等。
實現能源資源高效利用是降碳的途徑之一，如采用換熱網絡集成優化技術、蒸汽動力系統優化技術、低溫余熱高效利用技術、氫氣資源高效利用技術和組分煉油技術等。
其中，組分煉油是提升石油煉制效率、降低煉油能耗的優選路徑。傳統煉油將石油按照不同沸程切割成若干餾分，將不同餾分進一步加工生產石油產品。在該過程中各餾分中的部分組分不能被充分合理利用，煉油的過程選擇性和反應效率仍有進步空間。組分煉油核心是采用分離技術對原油或其不同餾分進行烴組分分離，然后對分離后的組分進行煉制。基于同類烴組分的集中加工，可大幅提高反應過程選擇性、提升產品附加值、降低加工過程碳排放。對于千萬噸級煉廠，采用組分煉油理念進行流程再造，可實現碳排放降低近45萬噸/年，萬元產值碳排放降低0.26噸，碳強度降幅超過10%。
2030年實現碳達峰 發展零碳技術
2025年之后，隨著“雙碳”政策的持續推進，石油的燃料功能將會不斷弱化，而人民生活水平的提高將帶動石化原材料需求的不斷攀升，煉化一體化企業的優勢將進一步顯現，推動中國在2030年左右達到石油需求峰值。
為實現石化行業2030年碳達峰的總體目標，上下游產業鏈需協同發力，科學規劃產業發展，在2025年前碳減排的基礎上，生物基燃油與潤滑油、循環經濟技術革新、低碳強度基礎化學品生產技術將有力支撐和加速石化行業碳達峰的實現，同時為構建工業體系低碳產業鏈做好準備。
在這一階段要大力發展零碳技術，包括生物基燃油與潤滑油，風能、太陽能、核能等零碳能源供電等。
其中，生物航煤、生物柴油、生物基潤滑油是典型的生物基燃油與潤滑油技術。與化石能源相比，生物基油品具有實現可持續發展的獨特優勢，可與現代交通運輸體系相融合，在減少對化石能源的依賴、大幅降低產品生命周期碳足跡方面具有重要意義。
2060年實現碳中和 應用負碳技術
隨著化石燃料替代和電動汽車的加快普及，到2060年，石油消費量會逐步下降到2.5億噸以下，由于該階段石油主要以石化原材料為主，噸油加工碳排放強度將大幅升高。在該階段清潔能源將在煉廠普及應用，CCUS、綠氫等負碳技術也逐漸成熟并大規模商業化應用。
負碳技術包括綠氫保障技術以及CCUS技術。
電解水制氫技術、生物質氣化制氫技術都屬于綠氫保障技術。其中，質子交換膜(PEM)電解水制氫是以水為原料，在可再生能源電力的驅動下將水轉化為氫氣和氧氣，幾乎不產生碳排放。相比于煤制氫和天然氣制氫，PEM電解水制氫每生產1噸氫氣將分別減少20噸和10噸左右的二氧化碳排放。
CCUS技術是全球應對氣候變化的關鍵技術之一，因其可消納、轉化大量的二氧化碳被認為是實現碳中和的有效且必要步驟。CCUS技術包括二氧化碳捕集、二氧化碳合成利用(如制備合成氣、甲醇)、二氧化碳生物利用(如海藻養殖)、二氧化碳地質利用和封存(如強化油氣開采)等。
其中，微藻固碳技術具有非常高的應用價值。這是因為微藻一方面能夠實現“加法”，生產大量富含脂肪與蛋白質的生物質;另一方面能夠實現“減法”，將化石能源應用釋放的二氧化碳等進行吸收與固定。
“雙碳”背景下，石化行業面臨轉型與脫碳的雙重壓力，但同時也面臨新形勢下的巨大發展機遇。能效提升、過程強化、資源高效利用在為石化行業實現降碳的同時，還可以為企業創造巨大經濟價值，提升企業競爭力。可再生能源使用、循環經濟構建在大幅降低生命周期碳排放的同時，還為行業的高質量發展提供了新動能。低碳產品設計與生產、綠氫供給、綠氫煉化則屬于典型的行業間低碳耦合發展模式，可以在打造全社會低碳產業鏈與低碳供應鏈中充分貢獻石化力量。
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