“碳”寻石油化学工业绿色转型之路

  自2020年9月“双碳”目标提出后，我国加快顶层设计部署，建立统筹协调机制，构建“1+N”政策体系，稳妥有序地推进能源绿色低碳转型，大力推进产业体系优化升级，“双碳”工作实现良好开局。

  作为国家重点部署节能降碳改造升级的高耗能行业之一，3年来，石油化学工业行业深入贯彻低碳发展理念，不断的提高能源利用效率，落实节能降耗措施，推动行业碳减排工作迈上新台阶。但由于产业体量大、加工流程长、发展惯性强等特点，整个行业在低碳发展上仍面临着诸多困难与挑战。在“双碳”背景下，围绕国家发展的策略要求，石油化学工业行业应如何高质量走好低碳转型之路？近日，在中国石油学会碳中和专业委员会成立大会暨首届学术研讨会上，众多业内专家汇聚一堂，一同探讨石油化学工业行业绿色低碳转型发展路径。本版整理了部分观点，敬请关注。

  出现在饮料瓶上的碳标签，马路上慢慢的变多的新能源汽车，在世界各地建起的加氢站……这些微小的改变如同蝴蝶的翅膀，正掀起一场波澜壮阔的全球绿色转型大潮。“低碳经济”时代已然呼啸而来。

  石油化工行业以碳中和作为远大目标，既是时代挑战，也是调整产业体系、增强竞争力、实现生态文明可持续发展的机遇。在近日召开的中国石油学会碳中和专业委员会成立大会暨首届学术研讨会上，参加会议的专家一致认为，面对碳排放总量大、减排任务紧、制约因素多的现实，行业和企业需尽快摸清家底，统筹减碳与发展，加快建立石化行业的碳评估体系及数据库，积极做好有关技术储备，上中下游共同努力促进绿色低碳转型。

  石油化学工业产品贯穿社会生活的方方面面，由此产生的碳排放不容小觑。据统计，石油化工行业生产的全部过程排放的二氧化碳占全国碳排放量的14%左右，占工业领域碳排放量的17%。除此之外，基于化石原料生产出的产品又将碳排放延伸到终端消费领域。实现“双碳”目标，对石油石化行业来说既是重大责任，又是深刻革命。

  《中国长期低碳发展的策略与转型路径研究》显示，2030年前，我国石油、天然气消费年均增速为1%、4%，分别较目前下降4个百分点和8个百分点，控煤稳油气成为主旋律；2030年后，石油占能源结构比例开始迅速下降，但化工品需求将大幅度的增加，这在某种程度上预示着从碳达峰至碳中和阶段，也是炼厂的快速转型发展期。

  “面向行业的低碳发展，不仅需要生命周期思维方法，更需要思考低碳转型与高水平发展的融合之计。”石科院院长李明丰说，生产燃料和生产化工品的碳排放强度是截然不同的。燃料型炼厂、炼化一体化炼厂和最大化生产化工品炼厂，生产环节的碳排放强度分别为0.14、0.31、0.62，也就是说，炼油向化工转型，就炼厂本身而言，碳排放量是一定会增加的，但进入消费环节后，化工产品可较高比例将碳固定，并不会释放到大气中。从整个生命周期来看，碳排放强度可降低50%以上。因此，化工转型虽压力巨大，但势在必行，如何统筹考虑资源配置和路径选择，对企业未来生存和发展至关重要。

  流程工业的特点决定了总流程的不可复制性，优良的总流程基因是炼厂碳减排的主要的因素。石科院低碳中心副主任吴昊认为，石化企业应坚持“总流程先行”，“量体裁衣”式开展流程规划，这是实现行业转型质变的关键。他列举的理论研究案例显示，在两个不同的总流程下生产同样收率的化工品，二者碳排放量相差32%，这一数字是现有炼厂通过常规改造无法达到的，而低碳强度化工品在未来低碳产业链构建中将具有非常明显竞争力。

  有了规划，还需技术支撑才能切实落地。在与会专家看来，碳减排需最大限度地考虑技术经济性统筹，按照技术进展及成本有序实施。从近期到中期，可选择的技术路线包括能效提升、原油调和优化、氢气系统优化、以分离技术为核心的组分炼油、包含废塑料化学循环在内的废弃资源循环利用、短流程化学品生产技术等；从中期到远期，则更加需要低碳原料和负碳技术，如生物质原料、绿电、绿氢、二氧化碳利用技术等。

  如果说炼油与化工领域的碳减排主要是通过战略层面布局新兴技术来实现，那么油气上游领域降碳则要更关注生产侧的碳排放和清洁能源的替代作用。中国石油大学（北京）经管学院院长王建良介绍，根据研究结果，不同资源类型、开发方式、开采时间均会对油气田碳排放强度产生一定的影响，如果实现100%清洁用能，242个油田区块产量加权的平均碳排放强度将下降37.73%，这也说明了油气上游领域具有勘探开发与新能源融合发展的巨大潜力。

  “双碳”目标催生“低碳经济”。碳既是重要的生产要素，也是重要的资产要素，碳资产将成为企业核心资产之一。在会上，碳足迹是被提及最多的热词之一。

  目前，我国“双碳”目标的落实已从宏观政策层面逐步进入企业落实层面。企业只有通过碳盘查、碳足迹核算摸清家底，才能寻找到最佳脱碳路径，明确与领先水平的差距，以及这些差距怎么补齐。但多位专家也指出，当前石油化学工业行业实现“双碳”目标的最大困境就是“碳”的基础数据非常薄弱。“没有系统性数据，企业就不知道自身处于什么位置，不知道目标是什么，瓶颈在哪里。在应对碳边境调节机制（也称‘碳关税’）的时候，就没有武器去进行国际谈判。”吴昊说。为此，石科院建立了我国第一个石化行业的碳排放与碳足迹数据库，针对不同的炼油生产流程，搭建了100多个总流程模型，计算了1万多条碳流数据，最终形成了支撑100多个石化产品的碳足迹数据库。

  碳足迹的差距为碳资产价值发挥提供了充足的空间。在产品结构转型的过程中，企业通过碳足迹数据对标，可以清晰判断出哪些产品碳排放强度大，为淘汰落后产能提供了有力的依据。这是建设碳足迹数据库的价值所在，同时也为碳标签的到来做好了准备。

  当前，在低碳经济领域，我国还是以低碳生产引领低碳消费，即企业生产什么产品，消费者就购买什么产品。但随着低碳意识的增强，未来将是低碳消费引领低碳生产，什么产品更低碳，消费者就选择什么产品，企业就要生产什么产品。碳标签就是消费者选择和判断的标准。目前，英国、美国、德国等众多国家及地区已建立了碳标签认证制度，鼓励各公司自愿推出产品碳标签，引导消费者支持低碳产品。今后，所有企业都或将面临碳标签的审视与考量。

  然而，在“双碳”目标下的行业高水平质量的发展，低碳并不是唯一的考量指标，还要兼顾效益提升，实现双轮驱动。石油化学工业行业每年的碳排放量有十几亿吨，如果仅依靠能源替代、优化生产的基本工艺路线等方式减少碳排放，整个行业的碳减排成本十分巨大。因此，要实现减碳目标，碳市场是一个非常好的创新和投融资渠道。

  当前，石化行业虽尚未纳入全国统一碳市场，但自2013年以来，部分企业已纳入了7个省市的试点碳市场，同时，虽然没有作为行业门类纳入全国碳市场，但石化行业的自备电厂也已纳入碳市场。此外，石油化学工业行业已开发了大量CCER（国家核证自愿减排量）项目，为经济社会提供了廉价减排量。

  按照规划，“十四五”期间，石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸和民航等7个高耗能行业将逐步纳入碳市场。为此，中化能源科技有限公司副总经理、首席技术官徐青杨建议，我国碳市场建设应运用系统思维统筹建设强制和自愿碳市场，完善碳排放统计核算制度，建立碳排放在线监测体系，筑牢碳市场建设基础，并结合重点领域减排路径及“山水林田湖草沙生命共同体”一体化治理，统筹规划强制碳市场纳入行业与自愿碳市场重点领域，走出一条强制碳市场与自愿碳市场有效耦合协同发展的长效机制建设之路。

  为积极响应国家“双碳”重大战略，2021年，石科院正式成立石油化工低碳经济研究中心（简称：低碳中心）。此后，石科院依托低碳中心开展多项低碳相关工作，为企业低碳发展提供支撑，为行业降碳探索方向，助力国家“双碳”目标实现。

  作为全球炼油与石化产品生产大国，我国却尚未建立基于国内生产实际的炼业碳排放与产品碳足迹数据库，导致行业碳达峰碳中和路径设计、应对欧盟碳边境调节机制缺少数据支撑。石科院低碳中心自主开发VISPRO与碳足迹管理系统，建立了我国50%以上产能的炼油企业模型，对行业碳排放构成、产品碳足迹进行了详细测算，建立了基于我们国家生产实际的石化行业碳排放与碳足迹数据库，摸清了石化行业碳家底，厘清了石化产品碳足迹数据，为行业碳减排路线图制定提供了强有力的数据支撑。

  2021年，石科院低碳中心牵头承担了我国首个工业领域“双碳”平台建设项目——工信部石化行业“双碳”平台。在石科院第十九研究室、信息中心的联合攻关及各研究室低碳技术的支撑下，石科院低碳中心顺利建设了低碳技术评价与验证平台、低碳产品检验检测与评价平台、石化产品碳足迹数据库、“双碳”标准体系、低碳服务平台，各子平台功能相互支撑。该项目建设完成后，将全面推动石化行业低碳技术和产品的研发和推广，服务石化行业低碳发展。

  面向企业对包含碳履约与碳标签在内的碳资产精细化管理需求，石科院低碳中心迅速响应，自主开发了炼厂碳排放与产品碳足迹管理系统，可根据炼厂生产实际对全厂及各装置碳排放量和产品碳足迹进行实时核算，对碳配额盈亏实时预测，实现企业对碳资产的精细化管理。（冒昕烨 吴昊）

  今年一季度，江苏油田碳排放总量同比降低17.54%，减排二氧化碳约3万吨，在2022年实现碳达峰的基础上，节能降碳再次取得显著成效。

  针对苏北盆地复杂断块油藏，江苏油田开展低渗和特低渗油藏二氧化碳驱油技术探讨研究，既提高老油田采收率，又封存二氧化碳。同时，科研人员加强地质和气驱模式精细研究，联38CCUS示范区已建成中国石化首批碳中和示范井场。目前，油田气驱单元达到21个，已累计注二氧化碳23.6万吨，碳封存量相当于植树200万棵。与此同时，今年1月，江苏油田与金陵石化南京炼油厂共同合作的10万吨/年二氧化碳捕集利用封存项目已投产运行，形成了CCUS全产业链模式。

  江苏油田坚持分散式与规模化并举，充分的利用满足条件的老井场或空地“见缝插针”开展新能源项目建设，并从项目选址、核准审批、建设施工等多方面提升全过程自主开发能力，推动项目快速高效落地。今年以来，该油田风电、光伏等新能源总发电量已超2400万千瓦时，自发自用的绿电比例接近1/4，减少二氧化碳排放1.4万吨，取得了良好的经济效益与社会效益。

  此外，江苏油田积极推广应用节能新技术。工程院科研人员自主研发的抽油机自适应柔性控制管理系统，被称为“会思考”的抽油机。通过变频技术智能化应用，抽油机可自主采集生产数据、分析油井工况、下发变频指令，实时调整生产参数，综合节电率在30%~40%。目前，该抽油机已推广应用314台，累计节电超800万千瓦时。（王庆辉 陈鹤建）

  近年来，九江石化积极地推进“能效提升”计划和“绿色企业行动计划”，节能减污降碳协同增效，逐步降低二氧化碳排放强度，打造世界领先绿色智能炼化企业成效明显。截至目前，吨原油碳排放强度同比下降8.7%，增产减碳效果好于预期。

  为减少碳排放，九江石化优化团队每周定期组织动力燃料煤、石油焦、干气、天然气、液化气、煤制氢增产氢气等燃料热值性价比测算及分析比较，统筹兼顾经济效益与环保效益，有明确的目的性地提出补充调整方案，实现燃料系统高效运行。与此同时，该公司煤制氢装置高浓度二氧化碳回收及资源化利用项目于2022年投产，可年产食品级二氧化碳12万吨，标志着企业在碳减排方面迈上了新台阶。

  在能源结构调整方面，九江石化加快清洁能源替代，即将实施2.5兆瓦分布式光伏发电项目，并优先选择集中式并网。预计项目投产后，年均上网发电量将达到252.1万千瓦时，可节约标准煤718吨，减少排放碳粉尘686吨、二氧化碳1465吨、二氧化硫76吨、氮氧化合物38吨。为提升自主监测能力，该公司还对碳排放实行全流程对标诊断，规范煤焦采制化过程管理，确保全流程合规。（米鹏涛 邓颖）

  为践行绿色环保发展理念，2021年4月，江苏常州石油与常州天合光能开展合作，建成投营了国内首座碳中和加能站——嘉泽加能站，使用光伏自发电替代传统火电，总装机容量122.5千瓦，可以最低年发电量抵消加能站年电力消费量。截至目前，该站已累计发电29.9万千瓦时，实现二氧化碳减排210.7吨。

  借鉴嘉泽加能站的示范经验，常州石油进一步开展“绿色基层创建”，积极在新建站、改造站铺设分布式光伏发电装置，减少火电使用，目前已建成20座分布式光伏发电装置，总装机容量640千瓦。他们将加能站光伏发电装置并入国家电网，确保晴朗天气可采用自发电，并将多余电能有偿传输给电网以补贴用电成本，阴雨天气和夜晚则自动切换为电网供电，有效实现了用电成本、二氧化碳排放量“双减少”。同时，常州石油通过工艺技术调整、用气管线改造，以及优化气源运输等措施，不断降低天然气储运损耗，实现天然气年损耗量同比下降33%，直接逸散源碳排放减少647吨。（薛霄曈）