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“雙碳”目標(biāo)下煉化行業(yè)的技術(shù)突圍之路

作者: 2021年07月08日 來源: 瀏覽量:
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編者按:“雙碳”目標(biāo)對包括石油化工行業(yè)在內(nèi)的許多產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。能源開發(fā)利用技術(shù)的革命性進(jìn)步是能源轉(zhuǎn)型的基本保證。6月17~18日,以“創(chuàng)新支撐高質(zhì)量發(fā)展,綠色引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型&rd

  編者按:“雙碳”目標(biāo)對包括石油化工行業(yè)在內(nèi)的許多產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。能源開發(fā)利用技術(shù)的革命性進(jìn)步是能源轉(zhuǎn)型的基本保證。6月17~18日,以“創(chuàng)新支撐高質(zhì)量發(fā)展,綠色引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型”為主題的中國煉油技術(shù)高端論壇在京舉行。集團(tuán)公司副總經(jīng)理凌逸群出席并作題為《淺議“雙碳”目標(biāo)為引領(lǐng)的煉油轉(zhuǎn)型》報告。來自石油石化企業(yè)和研究院所的院士、專家200余人參加論壇。

  與會專家表示,在碳達(dá)峰、碳中和背景下,煉油化工企業(yè)應(yīng)加快結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,大力開展綠色煉油、循環(huán)化學(xué)、二氧化碳捕集和利用等前沿技術(shù)研究,積極擁抱產(chǎn)業(yè)變革,順應(yīng)發(fā)展趨勢,實現(xiàn)可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展。

  “雙碳”目標(biāo)下煉油化工行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

  ●煉油產(chǎn)能嚴(yán)重過剩

  ●產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理

  ●碳管理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不健全

  ●原始創(chuàng)新能力不足

  碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實質(zhì),是加快完成從化石能源向非化石能源的轉(zhuǎn)型。2020年,我國非化石能源在一次能源消費(fèi)中占比僅為14.2%,化學(xué)能源占一次能源消費(fèi)85.8%,能源轉(zhuǎn)型任重道遠(yuǎn)。

  在“雙碳”目標(biāo)下,煉油化工行業(yè)作為我國工業(yè)系統(tǒng)中碳排放大戶之一,面臨著巨大的挑戰(zhàn),也蘊(yùn)含著巨大的機(jī)遇,主要有以下幾個方面。

  1、產(chǎn)能過剩與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理

  我國煉油產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。2020年我國煉油總能力達(dá)8.9億噸,全年原油加工量為6.47億噸,裝置開工率僅為74%。另外,替代能源的快速發(fā)展抑制了成品油需求的增長,未來將進(jìn)一步加劇煉油產(chǎn)能過剩。根據(jù)預(yù)測,成品油需求將于2025年到2035年間達(dá)到峰值,但化工輕油需求仍然維持較高增長,未來煉化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將發(fā)生巨大變化,將由生產(chǎn)成品油為主轉(zhuǎn)向生產(chǎn)化工材料為主。

  2、企業(yè)碳減排壓力與潛力并存

  石化工業(yè)能源消耗總量較大,僅次于冶金,多年來把節(jié)能減排作為轉(zhuǎn)變行業(yè)增長方式的重要課題,企業(yè)采取了一系列措施,但是總的來說多數(shù)耗能產(chǎn)品的能耗水平與國際水平相比仍有差距。目前,煉油化工企業(yè)的碳減排潛力很大,碳管理也剛剛起步,企業(yè)內(nèi)部碳強(qiáng)度不平衡,需要做很多規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)工作。

  3、原始創(chuàng)新能力不足,高端技術(shù)研發(fā)能力不強(qiáng)

  在“雙碳”目標(biāo)下,產(chǎn)業(yè)急劇變革,綠色能源和高端化工成為全球競爭的科技前沿。技術(shù)的突破需要基礎(chǔ)的積累,非連續(xù)性的技術(shù)突破是普遍規(guī)律。

  目前來看,在分子煉油方面,新的反應(yīng)過程、分離過程的突破是重要前沿;在化工領(lǐng)域,高端化學(xué)品仍處在研發(fā)多、應(yīng)用少的階段,轉(zhuǎn)化率低、產(chǎn)業(yè)化少,尤其是一些還未全面實現(xiàn)國產(chǎn)化的領(lǐng)域,如高端聚烯烴、彈性體、降解材料、功能膜、電子化學(xué)品等。

  煉油化工行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的路徑

  ●減油增化

  ●燃料清潔低碳化

  ●可再生能源制氫

  ●數(shù)字化轉(zhuǎn)型

  ●多能耦合智能低碳能源系統(tǒng)

  ●生物煉制和循環(huán)化工

  在“雙碳”目標(biāo)下,煉油化工行業(yè)要找準(zhǔn)新定位,培育新優(yōu)勢,積極實施新舉措。未來的綠色碳科學(xué)是一個循環(huán)的新系統(tǒng),結(jié)合了傳統(tǒng)石油石化行業(yè)和可再生能源、氫能、二氧化碳、高端材料等。其中,核心技術(shù)的突破毫無疑問將起主導(dǎo)性作用。在會上,專家們提供了煉油化工行業(yè)選擇轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑必須考慮的幾個方面。

  1.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整

  交通運(yùn)輸主要用油機(jī)具帶來的油品消費(fèi)領(lǐng)域的變化,勢必倒推煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)調(diào)整。減油增化是煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整主要的途徑之一,目前有原油直接轉(zhuǎn)化和間接轉(zhuǎn)化兩條技術(shù)路線,其中原油直接裂解對原油有一定的質(zhì)量要求。

  2.用能結(jié)構(gòu)調(diào)整

  節(jié)能作為第五能源,不論是在運(yùn)還是新建的煉廠都要把能耗指標(biāo)放在突出位置加以重視。煉廠能源結(jié)構(gòu)將來可從以下幾個方面進(jìn)行調(diào)整:燃料要實現(xiàn)清潔低碳化,減少煤的使用;動力要二次電氣化,盡早實現(xiàn)綠電的替代;鍋爐或?qū)⒉皇且粋€必備項;余熱資源要進(jìn)行合理匹配和利用。

  3.氫能的開發(fā)和利用

  氫能是間歇性可再生能源電力系統(tǒng)中不可缺少的能源載體。在碳中和場景下,未來煉廠用氫將主要來源于可再生能源生產(chǎn)的綠氫。未來開發(fā)氫能的技術(shù)著力點將是可再生能源制氫技術(shù)、低能耗氫儲存運(yùn)輸技術(shù)及氫能利用的安全保障技術(shù),包括標(biāo)準(zhǔn)制定、檢測評價、自動感知、氫能的安全泄放等。

  4.數(shù)字化轉(zhuǎn)型

  煉油化工行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型一定要以價值為引領(lǐng),加快產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化,實現(xiàn)互融互促,最終達(dá)到提高效率的目的。目前產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字生態(tài)還未完全形成。

  對于我國來說,產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的核心是軟件。從全球來看,工業(yè)企業(yè)數(shù)字化的重大命題是傳感器和傳感材料的變革,實現(xiàn)場景的虛擬可視化。

  5.煉廠布局調(diào)整

  在“雙碳”目標(biāo)下煉廠布局的調(diào)整,需要同時考慮煉化一體化、市場、資源和可再生能源的因素,風(fēng)、光、核能等可再生能源富集地將來可能是優(yōu)化煉廠布局的重要因素。

  通過煉廠布局調(diào)整,建立化石能源高效轉(zhuǎn)化,發(fā)電、供氣、供熱、供燃料為主體,耦合光伏電、風(fēng)電、核電、電解水制氫等電、氣、氫燃料多能耦合智能低碳的能源系統(tǒng),是煉油化工企業(yè)減少碳排放的一條重要途徑。

  6.生物煉制和循環(huán)化工

  我國有非常豐富的生物質(zhì)能源,從農(nóng)林廢棄物到廢棄油脂,需要全產(chǎn)業(yè)鏈考慮,充分利用,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。生物質(zhì)可以做成燃料組分生產(chǎn)生物航煤等交通運(yùn)輸燃料,也可以通過糖平臺和生物質(zhì)氣化途徑生產(chǎn)化學(xué)品,以及各種生物基樹脂類、纖維類、橡膠類材料。

  循環(huán)化工方面大有可為。專家預(yù)計,2050年全球?qū)a(chǎn)生120億噸廢棄塑料,未來廢舊材料資源化利用技術(shù)開發(fā)是重要發(fā)展趨勢。另外,二氧化碳的循環(huán)利用問題也有一部分要通過化學(xué)或化工手段來解決。循環(huán)化工首先要在源頭上進(jìn)行變革,在聚合工藝上做變革,在生產(chǎn)的時候就要考慮到回收和加工利用的問題。

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