煉化行業(yè)在“雙碳”目標(biāo)下生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的轉(zhuǎn)型發(fā)展

周吟秋 中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司

一、“十四五”期間煉化行業(yè)市場(chǎng)環(huán)境面臨新挑戰(zhàn)

(一)“雙碳”目標(biāo)倒逼石油消費(fèi)提前達(dá)峰

根據(jù)歷史規(guī)律，經(jīng)濟(jì)、人口、節(jié)約和替代是影響能源消費(fèi)的主要因素，目前又增加了一個(gè)新的推手——碳排放達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。2020年9月22日，習(xí)近平總書(shū)記在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，重點(diǎn)在于能源結(jié)構(gòu)的快速調(diào)整和節(jié)能降耗的力度加大。石油作為一個(gè)主要的化石能源品種，未來(lái)消費(fèi)增長(zhǎng)勢(shì)必受到限制。2013年，中國(guó)石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院在“中國(guó)石油消費(fèi)峰值研究”中推斷，中國(guó)的石油需求將在2027年前后達(dá)峰；如果全社會(huì)加大調(diào)整力度，估計(jì)達(dá)峰時(shí)間還會(huì)提前。石油需求達(dá)峰，對(duì)煉化行業(yè)的直接影響是原油加工規(guī)模、乙烯和對(duì)二甲苯等化工產(chǎn)品裝置開(kāi)工率可能會(huì)受限。

(二)煉化投資熱點(diǎn)仍然在中國(guó)，加劇市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力

從目前公開(kāi)的企業(yè)規(guī)劃資料看，“十四五”期間仍然是煉油和化工產(chǎn)能建設(shè)的投資高峰期。到2025年，中國(guó)煉油加工規(guī)模將接近10億噸/年，乙烯裝置產(chǎn)能將超過(guò)6 300萬(wàn)噸/年，均躍居全球第一。從區(qū)域市場(chǎng)來(lái)看，成品油傳統(tǒng)過(guò)剩地區(qū)遼寧省和山東省，由于加大結(jié)構(gòu)調(diào)整，資源富余壓力略有緩解；浙江省和廣東省將出現(xiàn)大量過(guò)剩，2025年沿海地區(qū)成品油出口量將達(dá)6 500萬(wàn)噸以上。從化工產(chǎn)品市場(chǎng)平衡來(lái)看，2019年，主要產(chǎn)品平均產(chǎn)能基本滿足需求，各品種情況不同，有的緊缺，有的過(guò)剩，過(guò)剩品種數(shù)量占比達(dá)60%；2025年，產(chǎn)能過(guò)剩的品種數(shù)量占比將達(dá)到75%以上。以對(duì)二甲苯產(chǎn)品為例，“十三五”期間消費(fèi)對(duì)外依存度在60%以上，“十四五”期間將逐步變成過(guò)剩。苯乙烯前幾年的需求增量比較平穩(wěn)，產(chǎn)能建設(shè)非常少，近幾年產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模是前10—15年產(chǎn)能建設(shè)之和，產(chǎn)能過(guò)剩壓力很大，苯乙烯市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。

二、未來(lái)中國(guó)煉化行業(yè)發(fā)展的新特點(diǎn)

一是“以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的發(fā)展新格局”確定了“十四五”期間煉化行業(yè)發(fā)展基調(diào)。當(dāng)前，中國(guó)化工行業(yè)仍存在產(chǎn)品貿(mào)易逆差、低端產(chǎn)品過(guò)剩、高端產(chǎn)品不足等問(wèn)題，通過(guò)“雙循環(huán)”發(fā)展，中國(guó)市場(chǎng)空間仍有較大成長(zhǎng)潛力。外部市場(chǎng)以“一帶一路”為導(dǎo)向，與沿線國(guó)家開(kāi)展國(guó)際產(chǎn)能合作將帶來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇。煉化企業(yè)在國(guó)內(nèi)、國(guó)際“雙循環(huán)”的有效運(yùn)作，需要打破現(xiàn)有體制機(jī)制壁壘，著力產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

二是行業(yè)面臨利潤(rùn)下行壓力，產(chǎn)能出清、企業(yè)重組不可避免。“十四五”期間，由于產(chǎn)能建設(shè)快于需求增速，特別是新冠肺炎疫情得到控制需要較長(zhǎng)時(shí)間，產(chǎn)品市場(chǎng)勢(shì)必受到?jīng)_擊，總體上煉化行業(yè)利潤(rùn)率將處于下滑通道，且恢復(fù)程度難以達(dá)到前5年的水平。據(jù)中國(guó)石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司估算，中國(guó)效益差、規(guī)模小、非一體化的企業(yè)產(chǎn)能約占總量的10%—12%，這些企業(yè)將面臨深刻調(diào)整。

三是新興產(chǎn)業(yè)催生高端材料消費(fèi)，生產(chǎn)技術(shù)難點(diǎn)亟待突破。新興產(chǎn)業(yè)、新基建將會(huì)催生中國(guó)高端產(chǎn)品消費(fèi)，預(yù)計(jì)“十四五”高端材料需求年均增長(zhǎng)8%以上，快于大宗化工產(chǎn)品的需求增速。要取得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，主要取決于技術(shù)突破，這一變化為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)機(jī)遇。加大技術(shù)研發(fā)力度是必須要經(jīng)歷的路徑，中國(guó)企業(yè)可以首先在市場(chǎng)需求較大、對(duì)外依存度較高的汽車(chē)、電子化學(xué)品、建筑材料等領(lǐng)域著手，例如聚烯烴彈性體(POE)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、高強(qiáng)碳纖維、液晶聚合物(LCP)、光學(xué)聚乙烯醇(PVA)膜等產(chǎn)品。

四是結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型發(fā)展是“十四五”期間煉化行業(yè)必經(jīng)之路。近幾年，煉化行業(yè)新舊產(chǎn)能置換為淘汰落后產(chǎn)能提供了一種全新模式，“減油增化”成為轉(zhuǎn)型方向之一，但是無(wú)上下游銜接的情況是不可持續(xù)的。轉(zhuǎn)型產(chǎn)品的選擇應(yīng)與市場(chǎng)需求相協(xié)調(diào)，以2025年市場(chǎng)需求、煉油規(guī)模和世界平均開(kāi)工負(fù)荷計(jì)算，“十四五”期間，煉化產(chǎn)能新增和退出的置換比例約為1∶0.9，一體化產(chǎn)能占比控制在55%—60%較為適宜。

五是新能源汽車(chē)快速發(fā)展既降低石油需求，也給煉化行業(yè)帶來(lái)轉(zhuǎn)型機(jī)遇。按照國(guó)家的節(jié)能與新能源汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃，2025年中國(guó)新能源汽車(chē)滲透率將達(dá)20%，隨著電池技術(shù)進(jìn)步，2035年滲透率將攀升到50%左右，相應(yīng)替代汽柴油約1 900萬(wàn)至9 000萬(wàn)噸，這將給煉化行業(yè)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，但也帶來(lái)轉(zhuǎn)型機(jī)遇。隨著新能源汽車(chē)的發(fā)展，煉化企業(yè)可以轉(zhuǎn)型介入新能源產(chǎn)業(yè)鏈，特別是在汽車(chē)能源補(bǔ)給、汽車(chē)輕量化、電池隔膜新材料等方面將有巨大發(fā)展空間。

六是借助制造業(yè)數(shù)字化，促進(jìn)煉化產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)。未來(lái)，加快數(shù)字化、智能化發(fā)展是煉油化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇，無(wú)論是原油分子信息庫(kù)，還是智慧供應(yīng)鏈、物流能量管理與優(yōu)化、設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)和智慧加油站等，都可以借力數(shù)字化，促進(jìn)煉化行業(yè)優(yōu)化升級(jí)，進(jìn)一步提升行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

三、碳減排是未來(lái)煉化行業(yè)發(fā)展的難點(diǎn)和重點(diǎn)

(一)全行業(yè)要提高碳減排認(rèn)識(shí)

“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要更高水平的發(fā)展模式，不能僅僅從降低消費(fèi)水平的角度來(lái)看?！半p碳”目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)全社會(huì)特別是能源行業(yè)的綠色發(fā)展。這需要系統(tǒng)思維，對(duì)于能源行業(yè)，碳減排也是巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)。此外，能源行業(yè)碳減排不存在“先慢后快”的節(jié)奏，而是需要全程加大碳減排力度，因?yàn)楹笃诔杀靖?，只有這樣才能避免被動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)全國(guó)目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

(二)煉化行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新

要實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，煉化行業(yè)的節(jié)能降耗和能源結(jié)構(gòu)快速調(diào)整同樣重要，特別是2030年前。在所有路徑措施中，技術(shù)創(chuàng)新顯得尤為重要。與“十三五”相比，“十四五”煉化行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)容和方向?qū)l(fā)生較大變化，即由規(guī)模化、清潔化技術(shù)轉(zhuǎn)向“油轉(zhuǎn)化工”與節(jié)能減排技術(shù)，具體主要包括如下技術(shù)。

1.低碳燃料和原料的替代技術(shù)。一是穩(wěn)妥推進(jìn)行業(yè)“煤改氣”“煤改電”，減少工業(yè)用電中煤電的比重，控制化石能源消費(fèi)量，降低碳排放強(qiáng)度；二是制氫路線清潔化的技術(shù)，目前煉化行業(yè)制氫主要是以煤炭等化石能源為主的“灰氫”技術(shù)，今后要開(kāi)發(fā)以化石能源制氫＋二氧化碳捕集與封存(CCS)脫碳的“藍(lán)氫”技術(shù)，以及非化石能源發(fā)電制“綠氫”的技術(shù)，逐步提高自發(fā)“綠電”比例。

2.能源系統(tǒng)的優(yōu)化技術(shù)。包括在總體用能改進(jìn)(物流優(yōu)化＋能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化)、工藝裝置優(yōu)化、裝置間熱集成、低溫?zé)峋C合利用和公用工程系統(tǒng)優(yōu)化5個(gè)相互關(guān)聯(lián)過(guò)程的實(shí)施，為煉化企業(yè)節(jié)能減排奠定基礎(chǔ)。

3.生物燃料生產(chǎn)技術(shù)。本質(zhì)上是一種二氧化碳循環(huán)利用技術(shù)，由于減少石油的使用，從而達(dá)到碳減排目的。發(fā)展以非糧作物為原料的醇類(lèi)燃料生產(chǎn)技術(shù)，逐步解決原料加工、定向轉(zhuǎn)化和生產(chǎn)成本等問(wèn)題。擴(kuò)大生物柴油裝置的原料來(lái)源，開(kāi)發(fā)先進(jìn)的低成本、短流程、高收率生產(chǎn)工藝。生物航空煤油生產(chǎn)技術(shù)的原料來(lái)源于不同類(lèi)型的動(dòng)植物油脂，優(yōu)選具有高脫金屬能力和容金屬能力的催化劑，通過(guò)加氫轉(zhuǎn)化，可獲得航空煤油等燃料。

4.高選擇性、低能耗的加工技術(shù)。煉化催化劑改進(jìn)和工藝優(yōu)化是降低裝置能耗的重要途徑。例如，應(yīng)用原油直接制烯烴技術(shù)，“三烯”(乙烯、丙烯、丁二烯)收率可達(dá)37%—44%，節(jié)省了煉油中間步驟，既實(shí)現(xiàn)“油轉(zhuǎn)化工”，也降低了過(guò)程能耗；丙烷脫氫技術(shù)能耗較高，但是利用丙烷催化氧化脫氫技術(shù)，開(kāi)發(fā)非鉑貴金屬高效催化劑，選擇性高，可實(shí)現(xiàn)低排放的目的。

5.“綠電”的化學(xué)反應(yīng)技術(shù)。例如，電加熱蒸汽裂解技術(shù)，碳?xì)浠衔锓纸獬上N和芳烴需要消耗大量能量，相關(guān)反應(yīng)需要在850℃才會(huì)發(fā)生。目前，業(yè)內(nèi)主要是通過(guò)燃燒化石燃料來(lái)完成升溫，通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)加熱過(guò)程可切實(shí)減少二氧化碳排放。使用可再生電力時(shí)，這項(xiàng)具有顛覆性的技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)高達(dá)90%的減排比例。

6.塑料綠色循環(huán)利用技術(shù)。提高一次性塑料機(jī)械回收和單體回收的比例，通過(guò)熱解技術(shù)增加回用料塑料，減少原生料的消耗，即可減少化工原料需求，從而降低碳排放。利用二氧化碳生產(chǎn)可降解塑料也是一種碳循環(huán)利用的技術(shù)，部分降低原生料的需求。例如，通過(guò)植物的光合作用，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為乳酸，再通過(guò)直接或間接縮聚生產(chǎn)聚乳酸(PLA)可降解塑料。

7.數(shù)字化智能化技術(shù)。一是推進(jìn)智能煉化企業(yè)建設(shè)；二是推進(jìn)工程設(shè)計(jì)數(shù)字化；三是推進(jìn)供應(yīng)鏈管理智能化，形成智慧物流與倉(cāng)儲(chǔ)；四是推進(jìn)生產(chǎn)運(yùn)行智能化；五是推進(jìn)知識(shí)管理和經(jīng)營(yíng)決策智能化。由于效率的提高，數(shù)字化、智能化也有助于提高能源利用水平，降低生產(chǎn)過(guò)程的碳排放。

(三)政策引導(dǎo)

要實(shí)現(xiàn)煉化行業(yè)的“雙碳”目標(biāo)，政策引導(dǎo)非常重要。政府既要引導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)滿足國(guó)內(nèi)需求，更要限制和淘汰落后產(chǎn)能；將能耗和環(huán)保評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與稅費(fèi)征收相結(jié)合，通過(guò)市場(chǎng)化手段倒逼低效產(chǎn)能退出市場(chǎng)，推動(dòng)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換；對(duì)于不同區(qū)域，采取碳排放指標(biāo)定量控制，倒逼企業(yè)利用園區(qū)特點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)籌，調(diào)整產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開(kāi)啟低碳發(fā)展的新模式。