魏志強，曹建軍，孫麗麗，曹湘洪

(1.中國石化工程建設有限公司，北京 100101；2.中國石化集團經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司，北京 100029； 3.中國石油化工集團有限公司，北京 100728)

煉油和石油化工產(chǎn)業(yè)簡稱煉化產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的基礎和支柱產(chǎn)業(yè)，主要為經(jīng)濟社會發(fā)展提供汽、煤、柴油等各種煉油產(chǎn)品，基礎化學品和三大合成材料，承擔著支撐國民經(jīng)濟發(fā)展，保障國家能源安全，保障國家重大戰(zhàn)略需求，滿足人民日益增長的美好生活需要，滿足低碳、零碳能源開發(fā)和綠色低碳發(fā)展需求等重要的歷史責任[1-3]。

煉化產(chǎn)業(yè)因其自身工藝生產(chǎn)特點，需要連續(xù)穩(wěn)定可靠的能源系統(tǒng)進行驅(qū)動，能源結(jié)構(gòu)以化石能源為主，碳排放量大，實現(xiàn)碳達峰和碳中和(“雙碳”)目標挑戰(zhàn)性及困難多，十分需要深入研究碳減排路徑，尋找穩(wěn)妥、經(jīng)濟可行的碳減排的具體技術(shù)方案，支持中國如期實現(xiàn)“雙碳”目標[4-7]。

根據(jù)中國工程院重點咨詢項目《我國煉化產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳達峰與碳中和的路徑及支撐技術(shù)研究》的結(jié)果，深入分析國內(nèi)外煉化產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和碳排放情況，在認真研究預測未來中國主要煉油石化產(chǎn)品的市場需求和碳排放量的基礎上，提出了中國煉化產(chǎn)業(yè)的“雙碳”目標實施路徑、主要支撐技術(shù)和對策建議。

1 國外煉化產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

美國、歐洲、日本等發(fā)達國家和地區(qū)的煉化產(chǎn)業(yè)已邁過快速發(fā)展期，碳排放量達到峰值后開始持續(xù)下降[8-10]。美國煉油化工(煉化)產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了起步期(1862—1940年)、高速發(fā)展期(1940—1982年)、結(jié)構(gòu)調(diào)整期(1982年后)3個階段，于2007年實現(xiàn)碳達峰，煉油規(guī)模穩(wěn)定在8.5×108t/a左右。以德國為代表，歐洲煉化產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了快速擴張期(1850—1980年)和結(jié)構(gòu)調(diào)整期(1980年后)，于1990年實現(xiàn)碳達峰。日本煉化產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了快速增長期(1975年前)、產(chǎn)能下降期(1975—1990年)和結(jié)構(gòu)調(diào)整期(1990年后)3個階段，于2012年實現(xiàn)碳達峰，煉油規(guī)模穩(wěn)定在2×108t/a左右。進入結(jié)構(gòu)調(diào)整期至今，發(fā)達國家和地區(qū)煉化產(chǎn)業(yè)碳排放平均下降幅度約為30%，碳排放降低的原因主要包括：煉化產(chǎn)品消費總量的下降，產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步和節(jié)能降碳技術(shù)推廣應用，低碳燃料如天然氣在能源消費結(jié)構(gòu)中的占比提升，企業(yè)集中度不斷提升和企業(yè)平均加工規(guī)模逐漸增加等，目前已基本實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展與碳排放脫鉤。

1.2 發(fā)展趨勢

歐洲石化公司[8-10]對低碳轉(zhuǎn)型態(tài)度積極，制定了碳中和目標和推進以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)向可再生能源為主的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的措施。英國石油(BP)公司宣布到2050年實現(xiàn)碳中和，積極布局能源轉(zhuǎn)型，計劃未來10年內(nèi)每年在低碳領域投資約50×108USD；預計2030年，BP公司將開發(fā)約50 GW的可再生能源發(fā)電裝機容量；生物能源產(chǎn)量增加到10×104bbl/d(1 bbl=159 L)；氫能業(yè)務在核心市場的份額增長到10%。殼牌集團宣布在2050年或更早成為凈零碳排放的能源企業(yè)，計劃石油產(chǎn)量每年將下降1%～2%，到2030年將傳統(tǒng)燃料的產(chǎn)量減少55%；在可再生能源發(fā)電領域增加投資，到2030年新能源發(fā)電量新增出售560 GW·h。道達爾能源公司宣布2050年在全球生產(chǎn)業(yè)務以及客戶所使用的能源產(chǎn)品中實現(xiàn)凈零排放，全力推進新能源發(fā)電全產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)發(fā)展，同時持續(xù)推進生物燃料的研發(fā)利用以及煉化工廠的“灰氫轉(zhuǎn)綠氫”計劃。埃尼集團(Eni)承諾2050年實現(xiàn)凈零排放，計劃在減少原油產(chǎn)量的同時增加天然氣的占比，2030年達到60%；2030年可再生能源發(fā)電能力達到30 GW，2050年達到60 GW，生物煉油廠產(chǎn)能在2035年達到6×106t/a；2050年碳捕集和封存(CCS)能力達到50 MtCO2；計劃將不斷增加可再生能源開發(fā)在投資中的占比，由2025年的30%到2030年60%再到2040年80%。

美國石油、石化公司[8-10]認為石油需求長期向好趨勢不會有根本改變，認可研究產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展路徑的必要性，專注能源低碳轉(zhuǎn)型中具有競爭優(yōu)勢的領域，如煉化企業(yè)低碳化發(fā)展，大力推廣生物燃料，發(fā)展氫燃料和碳捕集、利用和封存(CCUS)業(yè)務。埃克森美孚公司認為油氣資源仍是人類長期的能源需求，該公司以每5年設置減排目標的方式推進低碳轉(zhuǎn)型，計劃到2028年將碳排放強度減少35%(與2016年相比)。雪佛龍公司認為未來20年世界還需要更多的石油和天然氣供應，該公司堅持油氣業(yè)務為主體，但石油和天然氣領域在未來20年內(nèi)或?qū)⒉皇枪镜淖畲髽I(yè)務。

1.3 啟示

從美國、歐洲、日本等發(fā)達國家和地區(qū)的發(fā)展歷程看，其能源消費呈現(xiàn)“S”型規(guī)律，其石油消費已過峰值，能源消費總量下降帶動碳排放總量下降，使經(jīng)濟增長與碳排放脫鉤。在其發(fā)展過程中，國家政策是推動石化公司能源低碳轉(zhuǎn)型的重要因素，但能源低碳轉(zhuǎn)型是一個漫長的漸進過程，較長時期內(nèi)仍然難以改變以油氣為主的業(yè)務結(jié)構(gòu)，總體看目前仍處于低碳轉(zhuǎn)型的起步階段，煉化產(chǎn)業(yè)的低碳發(fā)展符合本國或本地區(qū)能源低碳發(fā)展的特征。中國短期內(nèi)對油氣和石化產(chǎn)品的依賴不會減少，為保障國家能源安全，中國煉化產(chǎn)業(yè)應充分借鑒國際石化公司的發(fā)展戰(zhàn)略，正確處理保障國家能源安全和實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)系，采取“油氣+清潔能源”發(fā)展模式，走具有中國特色的低碳發(fā)展道路。

2 中國煉化產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、碳排放情況及面臨的挑戰(zhàn)

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界首位。2022年，中國煉油能力9.2×108t/a，乙烯生產(chǎn)能力4675×104t/a，對二甲苯(PX)生產(chǎn)能力3467×104t/a，均居世界首位[11]。至2021年底，國內(nèi)千萬噸級煉油廠達到36座，單廠平均產(chǎn)能提高至528×104t/a；百萬噸級乙烯(以石油為基礎原料)企業(yè)達到13家，平均規(guī)模提高至70×104t/a。

逐步實現(xiàn)了煉化一體化發(fā)展。2022年，36座千萬噸級煉油廠中的23座實現(xiàn)了煉化一體化發(fā)展。一體化主要有“煉油-乙烯”，或“煉油-芳烴”，或“煉油-乙烯-芳烴”3種模式。

煉化技術(shù)整體處于國際先進水平。中國已具備采用自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)建設千萬噸級煉油廠和百萬噸級乙烯裝置能力，擁有一批具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和專有技術(shù)，部分技術(shù)世界領先。

成品油質(zhì)量達到國際先進水平。中國國ⅥA/B汽柴油標準對組分類指標控制嚴格，個別指標嚴于歐Ⅵ汽柴油標準。2023年7月起在全國實施國ⅥB汽柴油標準。

2.2 碳排放情況

根據(jù)工信部2011年印發(fā)的《石油化工生產(chǎn)企業(yè)CO2排放量計算方法》、國家發(fā)改委2014年印發(fā)的《中國石油化工企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》、IPCC 2006—2019年等的碳排放核算方法，測算2021年中國煉化產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放總量約為5.26×108t，其中與能源相關(guān)排放量約占總排放量的45%；過程排放主要包括催化燒焦碳排放量約占8.5%和制氫排放量約占22.5%；間接排放量約占總排放量的24%。

2.3 碳達峰和碳中和預測

根據(jù)中國經(jīng)濟未來發(fā)展趨勢，對未來煉化產(chǎn)業(yè)的原油加工量、主要化工產(chǎn)品產(chǎn)量進行了預測，如圖1所示?？紤]總需求量、原料對外依存度、產(chǎn)業(yè)政策趨勢等因素，給出了不同時間節(jié)點下的預測數(shù)據(jù)。在此基礎上，針對未來產(chǎn)業(yè)的能源消費特征、主要原料特征和工藝路線等進行了分情景預設，提出了基準、碳中和2個發(fā)展情景。

基準情景：煉化產(chǎn)業(yè)主要工藝路線不發(fā)生重大變化、能源消費結(jié)構(gòu)在當前現(xiàn)狀下基本保持穩(wěn)定、氫氣來源不發(fā)生明顯變化。

碳中和情景：煉化產(chǎn)業(yè)消耗的化石燃料將會逐步實現(xiàn)大規(guī)模低碳電力替代，氫氣將由當前的煤制氫為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫G氫為主，淘汰落后產(chǎn)能增上新產(chǎn)能，廢舊塑料回收率達到45%。

如圖2所示，基準情景下，中國煉化產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量2035年達到峰值，約為7.9×108t/a，比2021年高51%。其中，煉油產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量2027年達峰，約為2.6×108t/a；石油化工產(chǎn)業(yè)2035年達峰，約為5.6×108t/a。到2060年時，煉化產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量仍將達到4.78×108t/a，實現(xiàn)碳中和難度較大。

如圖3所示，碳中和情景下，中國煉化產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量2030年達到峰值，約為6.4×108t/a，比2021年高約22%。其中煉油產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量2027年左右達峰，約為2.4×108t/a；石油化工產(chǎn)業(yè)2032年達峰，約為4.4×108t/a。到2060年時，煉化產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量仍將達到1.5×108t/a，需要通過CCUS、碳交易和碳匯等措施，最終實現(xiàn)碳中和。

圖1 2023—2060年中國煉化產(chǎn)業(yè)原油加工量和 主要產(chǎn)品產(chǎn)量預測Fig.1 Forecast of crude oil processing capacity and main product output in China′s refining and chemical industry from 2023 to 2060

圖2 2025-2060年基準情景下中國煉化 產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量預測情況Fig.2 Forecast of carbon dioxide emissions in China′s refining and chemical industry under the baseline scenario from 2025 to 2060

圖3 2025—2060年碳中和情景下中國煉化 產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量預測情況Fig.3 Forecast of carbon dioxide emissions in China′s refining and chemical industry under the carbon neutrality scenario from 2025 to 2060

2.4 實現(xiàn)“雙碳”目標面臨的嚴峻挑戰(zhàn)

(1)能源消耗高度依賴化石能源。煉油和乙烯能源消耗總量中化石能源的比例均超過90%，消耗的主要能源是為煉化生產(chǎn)過程供熱及供電的燃料與電力。

(2)碳減排基數(shù)大，碳排放量短期仍將增長。2021年中國煉化產(chǎn)業(yè)碳排放量約為5.26×108t/a，約占全國碳排放總量的5%。當前中國石化產(chǎn)品仍不能滿足經(jīng)濟社會需求，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化尚未完成，煉化產(chǎn)品需求仍將保持一定幅度增長，碳排放仍將呈現(xiàn)緩慢增長態(tài)勢。

(3)實現(xiàn)碳中和時間較為緊張。中國從碳達峰到碳中和只有30年時間；歐盟從碳達峰到碳中和有71年時間，美國有45年時間。時間緊、任務重，面臨的挑戰(zhàn)和任務將更加艱巨。

3 中國煉化產(chǎn)業(yè)的碳達峰與碳中和目標

3.1 碳達峰目標

結(jié)合中國能源稟賦情況和煉化產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際，通過采取節(jié)能提高能效、現(xiàn)有煉化裝置節(jié)能降碳技術(shù)改造、增加低碳能源使用量、采用先進煉化技術(shù)等措施，逐步降低煉化產(chǎn)業(yè)碳排放強度，初步建成綠色低碳循環(huán)的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，力爭2030年前煉化產(chǎn)業(yè)整體實現(xiàn)碳達峰，峰值約為6.4×108t/a。其中，鑒于中國煉油產(chǎn)能現(xiàn)已處于過剩狀態(tài)，并且國家明確要求2025年將煉油產(chǎn)能控制在10×108t/a以內(nèi)，中國煉油產(chǎn)業(yè)碳達峰時間可能在2027年左右，而中國乙烯當量需求自給率目前僅為68%，未來仍有發(fā)展必要，乙烯產(chǎn)業(yè)碳達峰時間可能在2032年左右。

3.2 碳中和目標

實現(xiàn)碳達峰以后，隨著降碳、零碳、負碳技術(shù)不斷成熟和逐步推廣應用，以及綠電、綠氫逐步大規(guī)模替代化石能源，中國煉化產(chǎn)業(yè)碳排放量經(jīng)過5年左右平臺期后會逐步開始下降，理想狀態(tài)是到2060年時二氧化碳排放量下降到1.5×108t/a左右，需要通過CCUS、碳匯和碳交易等手段，最終實現(xiàn)碳中和。

4 中國煉化產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的實施路徑和支撐技術(shù)

為積極穩(wěn)妥推進中國煉化產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳達峰和碳中和，研究提出了7項實施路徑及其需要支撐的技術(shù)。

4.1 加大節(jié)能減碳改造力度，降低碳排放強度

(1)實施路徑。一是開發(fā)和推廣節(jié)能新技術(shù)、節(jié)能新設備和新材料，對現(xiàn)有煉化裝置進行技術(shù)改造，持續(xù)挖掘節(jié)能潛力，不斷提高能源利用效率。二是加快淘汰能耗較高的落后產(chǎn)能，對通過改造無法達到能耗標準的小煉油、小乙烯、小芳烴要下決心盡快淘汰。三是按照“宜油則油、宜烯則烯、宜芳則芳、宜材則材”的原則發(fā)展“油轉(zhuǎn)化”、“油轉(zhuǎn)特”，多產(chǎn)化工新材料、高檔潤滑油、高等級瀝青和針狀焦等高端碳材料，減少石化產(chǎn)品全生命周期碳排放。四是基于“分子/組分煉油”理念，加快開發(fā)并推廣新型催化材料與催化劑和基于新型催化材料與催化劑的綠色低碳煉化新技術(shù)、短流程煉化產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。五是開發(fā)各種“過程強化”的靈活應用技術(shù)。

(2)主要支撐技術(shù)。推進煉化產(chǎn)業(yè)節(jié)能減碳，要持續(xù)做好下列技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)和推廣應用：煉化一體化新技術(shù)、短流程煉油與石化產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)、適應市場需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、工藝過程和系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)、“過程強化”的靈活運用技術(shù)、實現(xiàn)煉油與化工低碳化的重大改進型及重大變革型的催化材料和催化劑，見圖4。

4.2 提高能源轉(zhuǎn)換效率，減少化石能源消耗

(1)實施路徑。一是推廣燃氣輪機、提高工業(yè)爐熱效率。開發(fā)推廣適用于煉化企業(yè)的高汽/電比燃氣輪機技術(shù)，開發(fā)應用富氧燃燒、蓄熱燃燒、催化燃燒等工業(yè)爐能效提升技術(shù)，有效提高煉化企業(yè)化石能源轉(zhuǎn)換效率、降低碳排放。二是采用耦合工業(yè)燃料電池的化石能源轉(zhuǎn)化新路徑。易獲得天然氣的企業(yè)，在國內(nèi)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)沒有商業(yè)化前，可引進MCFC、SOFC熱電聯(lián)供技術(shù)。天然氣供應緊張的企業(yè)，可采用低瀝青收率的渣油溶劑脫瀝青-硬瀝青氣化-MCFC或SOFC熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，見圖5。三是采用耦合綠電的煉化產(chǎn)業(yè)再電氣化技術(shù)。再電氣化是降低化石能源消費的重要手段。煉化產(chǎn)業(yè)可實現(xiàn)“電能替代”的設備主要包括：電驅(qū)動替代汽輪機驅(qū)動、電加熱爐替代燃料加熱爐、電伴熱替代蒸汽伴熱等。

(2)主要支撐技術(shù)。結(jié)合煉化企業(yè)用能結(jié)構(gòu)中燃料用量大的實際，要致力開發(fā)推廣應用提高能源轉(zhuǎn)化效率的技術(shù)，如高汽/電比燃氣輪機技術(shù)，工業(yè)爐富氧燃燒、蓄熱燃燒、催化燃燒技術(shù)，工業(yè)燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)[12]，見圖6。

青瓷一巴掌就揮了過去，造化弄人，這司機不是別人，就是十八歲那年將她肚子弄大，卻抵死不肯承認的男人，何小勇。

4.3 發(fā)展多能耦合的低碳能源系統(tǒng)，減少用能碳排放

(1)實施路徑。一是深度消納風光綠電。針對風電、太陽能發(fā)電具有隨機性、間歇性、波動性，不能滿足煉化企業(yè)必須具有連續(xù)穩(wěn)定的電力系統(tǒng)要求的問題，開展綠電、儲能與煉化企業(yè)電力系統(tǒng)耦合的智能化調(diào)控技術(shù)及技術(shù)標準研究，為煉化企業(yè)發(fā)展分布式可再生電力提供技術(shù)支持；開展大型電加熱工業(yè)爐和餾分油蒸汽裂解爐等燃料轉(zhuǎn)電關(guān)鍵技術(shù)裝備攻關(guān)，積極推進可再生能源與煉化企業(yè)能源系統(tǒng)耦合發(fā)展。二是積極探索與小型核堆的耦合集成。小型核堆有供電供熱在一定范圍靈活調(diào)整的特點，穩(wěn)定性可靠，契合煉化企業(yè)熱電系統(tǒng)的要求，通過開展小型核堆與煉化產(chǎn)業(yè)能源系統(tǒng)耦合的安全性與經(jīng)濟性研究，制定煉化企業(yè)用能與小型核電供能耦合的法規(guī)標準，推進煉化企業(yè)與小型核電能源系統(tǒng)耦合項目的示范，為推廣應用打好基礎。三是推進能源系統(tǒng)智能化。充分應用新一代數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化技術(shù)，推進能源系統(tǒng)智能化建設，匹配能源多能互補智能調(diào)控，建成“開放、互聯(lián)、共享、智慧”的“企業(yè)能源耦合互聯(lián)網(wǎng)”，保障物質(zhì)流和能量流的安全有序流通、智能整合聚集、高效耦合利用。四是推進多能耦合體應用示范。在煉化企業(yè)能源供給系統(tǒng)中最大容量引入風光電，在有條件的企業(yè)合理推進綠電-綠氫耦合，促進煉化產(chǎn)業(yè)能效提升和綠色低碳轉(zhuǎn)型。

(2)主要支撐技術(shù)。主要包括小型核堆與煉化企業(yè)用能系統(tǒng)耦合技術(shù)及法規(guī)標準、電代燃料大型工業(yè)爐電氣化技術(shù)、風光綠電與煉化企業(yè)耦合技術(shù)、多能耦合低碳能源系統(tǒng)智能調(diào)控技術(shù)等，見圖7。

圖4 煉化過程節(jié)能減碳的主要支撐技術(shù)Fig.4 Main supporting technologies of energy saving and carbon reduction in the refining process

圖5 瀝青氣化-MCFC或SOFC熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖Fig.5 Schematic diagram of asphalt gasification-MCFC or SOFC co-generation system

圖6 提高能源轉(zhuǎn)換效率的主要支撐技術(shù)Fig.6 Main supporting technologies of improving energy conversion efficiency

圖7 多能耦合低碳能源系統(tǒng)的主要支撐技術(shù)Fig.7 Main supporting technologies of the multi-energy coupling low-carbon energy system

4.4 積極發(fā)展氫能，推進氫能交通和綠氫煉化

(1)實施路徑。一是推進氫能交通。利用綠氫的燃料電池汽車及其他交通運輸工具實現(xiàn)了清潔零碳，氫能交通的發(fā)展受到廣泛重視。據(jù)國際氫能委員會預計[13]，到2050年，氫能將承擔全球18%的能源終端需求，燃料電池汽車將占據(jù)全球車輛的20%～25%，屆時將在車用動力能源消費結(jié)構(gòu)中占顯著比例；中國以發(fā)展氫能重卡為主要目標，提出2030年燃料電池汽車要達到100萬輛。據(jù)中國氫能協(xié)會預計[14]，2030年要實現(xiàn)碳達峰目標，中國氫氣需求量將達到3715×104t/a，其中綠氫希望占13%左右；2060年要實現(xiàn)碳中和目標，中國氫氣需求量將達到1.3×108t/a，其中綠氫規(guī)模有望達到1×108t/a。當前煉化產(chǎn)業(yè)作為氫能的主要生產(chǎn)企業(yè)，在滿足自身生產(chǎn)所需氫氣的同時，還需要滿足交通領域用氫需求，推動交通領域減少碳排放。二是發(fā)展綠氫煉化。在風光電供應充足穩(wěn)定可靠的基礎上，煉化企業(yè)用綠電制氫替代原有的化合能源制氫[15-16]，有顯著減少碳排放的效果，用綠氫和二氧化碳合成負碳燃料、化學品和材料，將成為支持碳中和的有力措施。

(2)主要支撐技術(shù)。包括綠氫制備技術(shù)、固體儲氫技術(shù)、液體儲氫技術(shù)、液氫技術(shù)、管道輸氫技術(shù)、綠氫煉化技術(shù)、綠氫固碳生產(chǎn)負碳燃料和化工產(chǎn)品技術(shù)等，見圖8。

圖8 積極發(fā)展氫能、推進氫能交通和綠氫煉化的 主要支撐技術(shù)Fig.8 Main supporting technologies of actively developing hydrogen energy，promoting hydrogen energy transportation and green hydrogen refining

4.5 發(fā)展生物制造，開發(fā)生物基運輸燃料、化學品與材料

(1)實施路徑。一是開發(fā)并推廣生物基燃料技術(shù)。堅持不與民爭糧，重點發(fā)展以農(nóng)林廢棄物為原料生產(chǎn)纖維素乙醇和生物噴氣燃料(又稱生物航空煤油)，以動植物油脂為原料生產(chǎn)生物航空煤油和生物柴油，以廚余垃圾為原料生產(chǎn)生物燃氣。二是開發(fā)并推廣生物基化學品。重點發(fā)展生物質(zhì)制乙烯、丙烯、PX、醋酸、丁二酸等可以用作合成生物基材料單體的化學品。三是開發(fā)與推廣生物基材料。重點發(fā)展生物基聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)等合成樹脂，黏膠纖維、醋酸纖維、莫代爾纖維等纖維素纖維，生物基稀土順丁橡膠、稀土異戊橡膠等合成橡膠。

(2)主要支撐技術(shù)。包括農(nóng)林廢棄物和廚余垃圾生產(chǎn)生物乙醇、生物航空煤油、生物柴油、生物燃氣等生物基燃料和用作生物基聚合物單體的化學品與生物基材料技術(shù)，見圖9。

圖9 生物制造、生物基運輸燃料、化學品與材料的主要支撐技術(shù)Fig.9 Main supporting technologies for biomanufacturing，bio-based transport fuels，chemicals and materials

4.6 推進廢棄合成材料回收利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟

(1)實施路徑。廢舊合成材料資源化利用，主要包括物理回收和化學回收2條路徑。物理回收利用通常是將廢棄高分子材料收集、清洗后直接加工或改性加工成產(chǎn)品，往往伴隨著材料性能的降低和應用領域受限。化學回收利用途徑，是通過化學反應將廢棄高分子材料轉(zhuǎn)化為油品或單體，廢棄高分子材料的回收利用是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)綠色降碳的重要措施。

(2)主要支撐技術(shù)。包括組成復雜的廢塑料熱解和催化裂解制油技術(shù)、聚酯等廢棄物化學降解生產(chǎn)單體技術(shù)；組成單一的廢棄熱塑性合成材料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等再利用技術(shù)，見圖10。

圖10 推進廢棄合成材料回收利用的主要支撐技術(shù)Fig.10 Main supporting technologies for promoting the recycling of waste synthetic materials

4.7 開展生物能源與碳捕集和儲存(CCUS/BECCS)，實現(xiàn)二氧化碳資源化利用

(1)實施路徑。一是推動二氧化碳驅(qū)油或地質(zhì)封存。在二氧化碳排放源和驅(qū)油或封存可匹配的地區(qū)，靈活利用吸收、吸附、膜分離、低溫分餾等方式，對煉化產(chǎn)業(yè)不同排放源的二氧化碳進行捕集后，將其管輸?shù)接吞镉糜隍?qū)油或注入合適地層進行封存。二氧化碳封存要認真進行地下儲存的機理、儲層地質(zhì)條件、地表安全性研究，優(yōu)選大規(guī)模存儲的地質(zhì)構(gòu)造，進行封存工程技術(shù)開發(fā)。二是推動二氧化碳化工利用。利用二氧化碳可以生產(chǎn)無機產(chǎn)品、各類基礎有機化工產(chǎn)品、燃料和高分子材料。從最大量利用二氧化碳出發(fā)，利用的重點是可以大規(guī)模固碳的產(chǎn)品，如甲醇、乙醇、一氧化碳、生物微藻等。

(2)主要支撐技術(shù)。包括低能耗、低成本的二氧化碳捕集、封存技術(shù)，產(chǎn)品大宗化的二氧化碳加氫制甲醇、乙醇技術(shù)和二氧化碳制一氧化碳技術(shù)，見圖11。

圖11 二氧化碳捕集封存和利用的主要支撐技術(shù)Fig.11 Main supporting technologies of carbon capture，storage and utilization

5 對策建議

(1)根據(jù)中國煉化產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段，制定科學合理的降碳政策。一是煉化產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品噴氣燃料、石油焦、潤滑油、高等級道路瀝青等和高端石化產(chǎn)品市場需求目前還在以較高速度增長，未來發(fā)展速度會逐步趨緩，但在較長時間內(nèi)還會是增長態(tài)勢。國家應對煉化產(chǎn)業(yè)制定差異化的減碳政策，對符合國家產(chǎn)業(yè)政策但碳排放會增加的項目，國務院及各省市要支持發(fā)展；對“油轉(zhuǎn)化”、“油轉(zhuǎn)特”項目，要允許合理增加化石能源使用和碳排放指標。二是煉化生產(chǎn)過程的特點決定其能源系統(tǒng)必須連續(xù)、穩(wěn)定、可靠，間歇性、隨機性的可再生電力無法滿足其要求，只能適度接入。國家要支持煉化企業(yè)充分利用周邊環(huán)境發(fā)展風電與光伏發(fā)電，鼓勵風電、光伏發(fā)電適度直接進入企業(yè)電網(wǎng)系統(tǒng)，需要上網(wǎng)的，明確規(guī)定降低上網(wǎng)費。

(2)制定支持政策，推進現(xiàn)有煉化企業(yè)低碳化技術(shù)改造。一是提高原油加工深度、提高原油利用率的改造項目，符合國家能源安全的需求，但隨著加工深度的提高，能耗與碳排放必然會增加。國家應明確規(guī)定對有利于減少原油進口依存度、提高煉油加工深度的項目，可以合理增加能耗和碳排放指標。二是對單位產(chǎn)品能耗和碳排放降低的項目，在能耗和碳排放總量不增加的前提下，允許增加產(chǎn)品生產(chǎn)能力。三是企業(yè)淘汰落后產(chǎn)能和實施技術(shù)改造后，減少的能耗和碳排放指標，可以在企業(yè)內(nèi)部調(diào)劑使用。

(3)鼓勵煉油與化工行業(yè)開發(fā)利用農(nóng)林廢棄物和廢棄合成材料。煉化產(chǎn)業(yè)利用農(nóng)林廢棄物跨界發(fā)展生物制造，利國利民，對產(chǎn)業(yè)減碳和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟有利。但企業(yè)實施過程存在投入大、無效益的情況。國家應制定政策給予鼓勵。一是生產(chǎn)的燃料核定數(shù)量后免征消費稅和減征所得稅；二是生產(chǎn)的材料減征增值稅和免征所得稅。

(4)支持煉化企業(yè)能源系統(tǒng)與小型核堆耦合的工業(yè)示范。煉化企業(yè)能源系統(tǒng)與小型核堆供熱發(fā)電耦合具有十分顯著的減碳優(yōu)勢，經(jīng)濟性也可以和天然氣供熱發(fā)電競爭。但目前中國只有建設大型壓水反應堆的法規(guī)標準，還沒有適用于小型核堆和石化用能系統(tǒng)耦合的設計、建設、運維的法規(guī)標準，實現(xiàn)小型核堆與煉化企業(yè)能源系統(tǒng)耦合在規(guī)劃、建設、監(jiān)管等方面存在很多約束。建議組織石化企業(yè)和核電企業(yè)，開展小型核堆與石化企業(yè)能源系統(tǒng)耦合的安全性和經(jīng)濟性研究，根據(jù)研究結(jié)果制定小型核堆與石化能源系統(tǒng)耦合的法規(guī)標準，支持小型核堆與石化用能系統(tǒng)耦合的示范項目，積極探索建立煉化企業(yè)與小型核堆耦合的新型低碳能源系統(tǒng)。

(5)支持煉化行業(yè)引進工業(yè)燃料電池等先進關(guān)鍵技術(shù)，加快提升化石能源轉(zhuǎn)化效率。SOFC、MCFC等技術(shù)可以做到電-熱聯(lián)供，同樣利用化石能源，能源轉(zhuǎn)化效率大幅度增高，在穩(wěn)定為煉化企業(yè)供能的同時可以做到低碳、高效、清潔，雖然國內(nèi)在工業(yè)燃料電池領域有所布局，但其實驗裝置距離產(chǎn)業(yè)化仍有系列技術(shù)難題，建議出臺有關(guān)政策支持煉化產(chǎn)業(yè)引進SOFC、MCFC等工業(yè)燃料電池等先進關(guān)鍵技術(shù)，開展工業(yè)燃料電池供電與供能的示范，同時促進國內(nèi)工業(yè)燃料電池的開發(fā)和推廣應用。