“炼化工业是国民经济的支柱产业，改革开放以来已取得长足进步。去年，我国炼油和乙烯产能都跃居世界第一，成为名副其实的世界第一石化大国。但这一行业在飞速发展的同时，也面临着严峻挑战。我国炼化行业碳排放量高，约占全国碳排放总量的5%。碳达峰碳中和目标的提出，给炼化行业带来了非常艰巨的节能、降碳任务。”在近日召开的中国石油炼制科技大会上，中国工程院院士杨为民针对炼化行业绿色转型提出了上述观点。
作为碳排放大户，炼化行业减碳形势严峻。多位与会专家基于我国炼化产业特点，为行业绿色转型指出了明晰路径。
减碳形势严峻
数据显示，2022年，我国炼油和乙烯产能均超美国，跃居世界第一，分别达到9.28亿吨/年和4675万吨/年，成为世界第一石化大国。
“炼化行业的碳排放主要来源于炼油和化工。在炼油领域，催化裂化作为重质油轻质化的重要手段，在炼油装置的能耗构成中约占40%，碳排放强度最大，每加工1吨原油，可排放超200千克二氧化碳。在化工领域，化学品品种成千上万，生产过程中能源集中度高，排放强度大。而全世界的化学品中，18种大宗有机化学品的二氧化碳排放量占了总化学品碳排放量的77%。其中，第一是合成氨，第二是乙烯，其次是甲醇等，还有基本有机原料，这些领域的碳排放量也比较大。”杨为民表示。
碳达峰碳中和目标提出后，国务院印发《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》明确提出，在2030年，非化石能源的消费占比要达到25%左右，到2060年要达到80%以上。
此后，相关政策又进一步明确了炼化行业低碳发展的刚性要求。《石化化工重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案》（2021-2025年）提出，到2025年，通过实施节能降碳行动，炼油、乙烯、合成氨行业达到标杆水平的产能比例要超过30%，碳排放强度明显下降，绿色低碳发展能力显著增强。
“炼化行业应该统筹发展和减排，实现协同增效。这也是各大企业目前在碳达峰之前面临的迫切问题。”中国石油化工信息学会副理事长何盛宝表示。
需从原料、过程、产品发力
基于当前的减排形势，多位与会专家从不同角度阐述了炼化行业绿色转型发展的方向和路径。综合来看，主要包括三条路径，即源头低碳、过程减碳、终端固碳。
“未来炼化行业将围绕原料、用能、生产过程、产品，向绿色低碳可持续高质量发展方向转型。”何盛宝明确指出，“原料构成要低碳化、多元化，未来将呈现石油、油田轻烃、乙烷、生物质、绿氢、废塑料、二氧化碳、甲烷等原料的多元化供应格局，推动炼化行业可持续发展。用能方式要清洁化、电气化，节能降耗材料与工艺要突破，绿氢和绿电等可再生能源将成为主要能量来源。生产过程要高效化、智能化，分子炼油等高值化炼油技术、数字孪生技术、人工智能技术等相互结合，推动炼化行业高效化、智能化转型。产品结构要特色化、精细化，炼油由生产燃料向材料、原料转型，向多产高附加值化工产品、特色产品及材料转型，实现价值增值最大化。”
杨为民也给出了类似的路径建议，主要包括化石资源高效利用、原料绿色化及二氧化碳的化工利用。“我国炼化产业的转型发展推动炼油副产资源总量逐渐上升，比如干气、液化气，还有C4、C5、C9等，这些资源是增产基本有机化学品的重要原料，是实现化石资源高效利用的一个重要途径。另外，可以采用生物质替代化石资源，提高化学品以及油品的绿色化程度，它不仅不产生二氧化碳，还是负碳技术，对实现碳中和非常有利。二氧化碳也有望成为未来石化工业重要的碳资源。有二氧化碳作为原料，通过设计合适的反应路径、合适的催化技术，理论上可以实现油品、化学品、烯烃、芳烃原料的生产。但目前在经济性上还需要进一步提升。”
技术创新是抓手
三条路径的实现，关键在于技术创新。“超过90%的化学品生产过程涉及催化。催化可降低反应过程能量消耗，实现定向转化减少物耗。高效的催化技术是推动石化工业节能减排、可持续发展的关键。”杨为民表示。
以化石资源高效利用路径为例，开发高效催化转化技术，可提高石油资源利用率，实现节能降耗。“我国炼油能力位居世界第一，石油对外依存度突破70%，但大量炼化稀乙烯副产资源长期未得到充分利用，此前主要用于低值燃烧，资源浪费大。而稀乙烯制乙苯技术路线，可实现高价值利用。”杨为民指出，“宁波大榭建有世界最大规模的30万吨/年催化干气制乙苯装置，2009年首次工业应用至今，已累计转化稀乙烯1540万吨，减少二氧化碳排放约1200万吨。”
原料端的技术创新也为炼化行业绿色转型提供了有力抓手，比如原油直接制化学品技术、化学品循环利用技术等。何盛宝举例称：“中国石油开发出的‘短流程、低能耗’原油催化裂解制低碳烯烃工艺技术，攻克了‘小分子难裂解、大分子易结焦’的技术难题，研发出成套工艺技术，投资少，能耗低，三烯收率高。该技术下一步将为炼化一体化型炼厂减油增化和减油增特生产调整提供技术支持。”
“未来10年，要精准把握科技在炼化行业转型发展中的核心关键。科技创新是实现绿色低碳高质量发展的根本，要瞄准关键，稳定方向，持续投入，示范试验先行，在核心产品工艺和催化剂等核心技术上实现突破。”何盛宝进一步指出。
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