近日，2023中國石油煉制科技大會在京舉行。會上，多位與會專家認為，煉化行業(yè)轉型發(fā)展的難點就是實現(xiàn)低碳發(fā)展，要從原料選擇、生產(chǎn)過程、能源結構等產(chǎn)品全生命周期來審視流程的碳平衡和能量平衡，尋找低碳轉型突破點。
清潔化——調整原料資源結構
“要進一步深層次考慮煉化行業(yè)碳中和路徑，就必須面對原料結構的調整問題。”中國科學院院士、中國石油化工股份有限公司總工程師謝在庫表示，煉化行業(yè)降低碳排放，要從“頭”開始——煉化行業(yè)未來原料不能只是原油，也不能只是化石能源。行業(yè)要發(fā)展光催化分解制氫、堿性電解水制氫等綠氫制取技術，配合液態(tài)陽光甲醇等儲氫技術，逐漸替換現(xiàn)在使用的灰氫和藍氫，實現(xiàn)煉化原料的清潔化。未來，行業(yè)還需探索二氧化碳電催化還原的技術路徑，將捕集到的二氧化碳還原生成一氧化碳或甲醇等有價值的工業(yè)原料，實現(xiàn)碳排放的資源化。
據(jù)了解，另一個能顯著減輕煉化行業(yè)碳減排和能耗“雙控”壓力的“法寶”是生物質資源。由于生物質資源兼具低碳甚至負碳、可再生等優(yōu)點，還具備與化石能源類似的元素組成與理化特性，被公認為是化石能源最佳替代品和節(jié)能減碳利器。
據(jù)中國工程院院士、石油化工科學研究院戰(zhàn)略咨詢委員會主任李大東介紹，目前我國已有較為成熟的生物航空煤油、生物柴油等生物質煉化利用技術，精制油質量收率能達到84%左右，并且能夠達到燃料標準?！按送猓镔|氣化制氫也是未來綠氫可能的技術路線之一，將助力行業(yè)實現(xiàn)2060年碳中和目標?！?李大東說。
中國工程院院士、中國石化集團公司科技委資深委員曹湘洪則指出，生物質資源的應用對汽柴油等燃料產(chǎn)品的低碳化、清潔化也將起到重要作用，例如使用生物乙醇提高汽油辛烷值，從煉化產(chǎn)品的使用端降低碳排放。
高效化——降低生產(chǎn)過程能耗
據(jù)中國石油化工信息學會副理事長、中國石油煉化與新材料分公司高級副總經(jīng)理何盛寶介紹，2022年中國原油加工的二氧化碳排放量約為2.2億噸，隨著行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，2029年石化行業(yè)碳排放量將達到12.34億噸的峰值，其中原油加工碳排放量約占石化行業(yè)碳排放總量的17%。因此，實現(xiàn)煉化過程減碳、提質、增效，是行業(yè)向綠色低碳可持續(xù)高質量發(fā)展方向轉型的關鍵。
何盛寶表示，當前煉廠的能效水平還有很大的提升空間，企業(yè)應當牢固樹立節(jié)能降耗是第一能源的概念，通過加熱爐提效、富氧燃燒、能量優(yōu)化、引進先進工藝裝備等方式降低能耗、物耗，提高煉化生產(chǎn)效率。
“以加氫過程為例，一套200萬噸/年的柴油加氫裝置，如果氫氣消耗量降低10%，一年就能降低碳排放1.45萬～2.36萬噸，節(jié)省制氫成本1400萬～2300萬元。”中國石化石油化工科學研究院有限公司董事長、總經(jīng)理李明豐指出，從氫平衡的角度來看，煉化工業(yè)可通過應用選擇性加氫技術、使用高效靶向催化劑來減少氫氣消耗，從而間接實現(xiàn)煉化過程的碳減排。
談及煉化過程碳減排，中國石化工程建設有限公司副總經(jīng)理劉潔則提出了另一種觀點：隨著“油轉化”的深度推進，煉化工業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈逐漸變長，加工過程變得更長，加工單位原油的能耗和二氧化碳排放也隨之增加。這就導致“減油增化”與“節(jié)能降碳”之間存在矛盾，基于現(xiàn)有工藝技術、加工流程和能源結構，很難系統(tǒng)地解決。
“油轉化的現(xiàn)有工藝流程太長了，一滴油走的‘路’太久，必然能耗很高。”她說，這也是煉化行業(yè)面臨的一個巨大的挑戰(zhàn)，必須進行技術創(chuàng)新、流程創(chuàng)新，開發(fā)煉化耦合新工藝，實現(xiàn)短流程。煉化行業(yè)需要通過反應工程和分離過程技術集成的耦合、多能互補耦合，支撐短流程再造，靈活調整產(chǎn)品收率，提高低碳烯烴的回收效率，節(jié)省設備投資和占地，降低資源加工過程的能耗。
談到煉化工藝創(chuàng)新，李大東表示，要逐步從餾分煉油向組分煉油過渡，提高煉化工業(yè)效率?！耙驗樘岣咝室簿偷扔诮档土颂寂欧?。”他說。
綠色化——推動用能結構轉型
中國石油化工信息學會副理事長兼秘書長、中國石化經(jīng)濟技術研究院執(zhí)行董事兼總經(jīng)理、黨委副書記戴寶華認為，石油化工行業(yè)所有低碳轉型的核心都是能源的轉型，行業(yè)的低碳發(fā)展最終離不開能源結構的清潔低碳轉型。
戴寶華建議，煉化行業(yè)要分四步推動用能結構轉型。一是要在鞏固傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的同時，推進油氣業(yè)務與新能源業(yè)務協(xié)同融合發(fā)展；二是加快布局氫能產(chǎn)業(yè)，探索氫能科技、生產(chǎn)、網(wǎng)絡一體化發(fā)展；三是推進風能、太陽能利用，逐步替代煤電，減少電力外購；四是推動“地熱+”綠色清潔供熱業(yè)務高質量發(fā)展，推進生物燃料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。應加大綠色能源供給和利用，實現(xiàn)新興業(yè)務零碳化發(fā)展。
謝在庫表示，目前煉化裝置用能主要還是化石能源。調整煉化產(chǎn)業(yè)用能結構，一方面要實現(xiàn)氫氣的綠色生產(chǎn)，另一方面要進一步實現(xiàn)加氫裝置的節(jié)能降耗。同時，當前煉化裝置用能電氣化率在20%以下，還有一定的提升空間，行業(yè)也正在推進裝置用能電氣化，例如現(xiàn)在許多研究團隊都在進行的裂解爐電替代項目。
中國石化集團公司首席科學家許友好建議，引入生物質燃料，以生物質能替代化石能源提供催化裂化裝置熱量，減少二氧化碳排放;同時將煉油再生工藝與二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)技術耦合，富集二氧化碳，構建負碳排放技術體系。
展望行業(yè)未來圖景，戴寶華說：“煉化產(chǎn)業(yè)的能源結構將逐步轉向零碳電力或天然氣等低碳能源，最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)用能從化石能源到電力直至綠色電力的轉變。”
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