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碳中和背景下石化行业转型怎么做?瞄准这十大机会

2022-02-23  103

近日,国家海关总署发布2021年成品油进出口数据,数据显示我国全年柴油累计出口总量为1720.41万吨,同比回落12.96%。

记者从相关统计数据了解到,近年来柴油出口量呈先扬后抑走势发展。此前柴油出口量逐年递增并于2019年达到峰值(2139.06万吨),但自2020年以来柴油出口量逐步缩减。从成品油总量占比来看,自2016年以来柴油出口量一直占成品油出口总量的40%左右,均高于汽油与航煤占比。其中2021年,成品油出口总量为4031.68万吨,柴油占比为42.67%。

据金联创分析师王珊分析,2021年柴油出口呈现跌势的主要原因是资源供需结构不断调整,国内柴油逐渐呈现紧平衡态势。从供应来看,近年来国家大力发展新能源、氢能、生物柴油等产业,能源结构正在积极调整。虽然国内柴油产能不断扩大,但由于炼厂不断调整柴汽生产比例,2021年1~9月国内柴油累计产量同比一直维持负值发展,2021年10月国内柴油资源紧张,主营炼厂积极保供,全力提升柴油产量,带动年内柴油产量同比由负转正。据国家统计局发布数据显示,2021年国内柴油总产量16336.1万吨,同比仅增长2.76%;从需求方面来看,近年来,航煤与轻循混调非标柴油量逐步增加,每年消费数量亦超过2000万吨左右,柴油需求量顺势增加。此外,2021年9月开始国际能源一度陷入供应短缺态势,多国陆续爆发能源危机,柴油发电用油一定程度上需求激增,下游一度恐慌性补货。随后柴油资源虽有缓解,但供需基本处于紧平衡态势。受此影响,主营方面一度暂停柴油出口计划。

在“十四五”开局之年,为积极实现双碳目标,石油石化行业稳健探索低碳转型,国家政策面也侧重节能减排。分析师王珊认为,今年成品油出口配额分三次发放,累计下发配额3761万吨,较2020年大幅减少2142万吨,跌幅达36.29%。在一定程度上对部分配额不足的企业出口起到限制。

2022年第一批中国成品油出口配额已于近日下发,共计1300万吨,同比大跌55.93%。王珊分析,从后市来看,国内政策针对传统地炼落后产能淘汰、社会隐形资源治理等方面的持续发力,或进一步平衡柴油资源供需,这也预示着今年柴油出口配额或将维持收紧态势。

“十四五”期间,石化行业处于转型关键期。为落实国家碳达峰碳中和、能耗双控等方面的政策,借鉴国外的经验,结合我国石化行业的特点,建议从以下十个方面入手,实现我国石化行业高质量绿色低碳发展。

01加强炼化产能控制

“十四五”期间,我国炼化产能将保持持续扩张趋势。预计2025年,我国炼油产能将达到9.89亿吨/年,乙烯产能达到6332万吨/年,PX产能达到5411万吨/年。行业产能的持续增加,使炼化产业的碳排放仍处于增长期,未来将面临巨大的碳减排压力。

02使用低碳能源

根据国家统计年鉴,2019年我国能源消费总量48.6亿吨标煤,其中化石能源占比高达84.7%。而炼化产业能耗中,化石能源占比高于上述比例。因此,减少化石能源占比,提高电能占比,可有效减少碳排放。  稳妥推进行业“煤改气”“煤改电”,减少炼化产业用电中的煤电比例,将煤炭消费控制在合理区间,降低碳排放强度。

应结合当地资源条件和企业自身用电需求,积极发展风电和光伏发电等新能源业务,支撑绿氢业务规模化发展。

03推进电气化

由于能源供给侧向绿色电力转变,所以需求侧的脱碳首先意味着终端电气化。根据国网能源研究院 2019年12月的研究成果,终端电气化率在2050年将达到50%以上。

未来应重点关注高效电转蒸汽、大规模电制氢、高温电加热工艺等技术,研发核心技术装备并推广应用。

加大电力替代化石燃料比例。推广终端电气化技术,电能的终端利用效率通常在90%以上,推进电气化有助于提高终端用能效率。

04做好企业战略转型

大公司在“双碳”目标下,积极做好战略转型。例如中国石油天然气股份有限公司确定了“清洁替代、战略接替、绿色转型”的三步走总体部署,开发风、光、地热资源,推动风、光、电融合发展,向油、气、热、电、氢综合能源公司转型;大力推动CCUS等碳移除技术的发展等。中国石油化工股份有限公司将氢能作为主要发展方向,打造中国第一氢能公司,加快向“油、气、氢、电、服”综合能源服务商转型,并与新能源公司深度合作,利用各自优势共同发展新能源业务等。

05调整炼化产业结构

一是大力提高能效,加强全过程节能工作,淘汰落后产能,大幅降低资源能源消耗强度,有效控制化石能源,深入做好单厂炼油转化的方案研究,优化总流程和重点设备用能(例如,加热炉)及公用工程等措施,加强炼化一体化企业的整合优化,为碳减排提供支撑。

二是开发高性能塑料、橡胶和纤维新品种、新牌号,以及各种高功能性膜材料、电子化学品、生物基材料等,引导产业结构调整与升级。

06加强低碳关键核心技术研发

结合炼化产业生产特点,深度降碳技术主要包括:

全厂能源系统优化技术,减少过程能耗,强化全厂能量回收;

开发高收率加工转化合成技术,提高催化剂转化率和选择性,简化生产过程,降低能耗和排放;

开发高效聚合及材料后加工技术,使合成材料满足直接加工应用要求,减少后加工环节的加工能耗;

开发新型高效分离技术,简化有机原料副产物的原料精制工序,提升混合烯烃等资源的利用价值;

开发高效、低成本的废弃石油化工产品和催化剂等回收及循环利用技术,减少原料消耗和环境污染,降低生产环节碳排放;

大力推进石化智能工厂建设、工业物联网建设,推进工程设计数字化、供应链管理智能化,提高能源综合利用水平,助力碳减排;

加强企业数据库建设和工业大数据分析能力建设,分析工艺、物流、能耗等领域数据,挖掘节能减排潜力。

07探索二氧化碳化工利用

二氧化碳化工应用就是利用化学法将二氧化碳转化为目标产物。目前,已经实现了二氧化碳较大规模化学利用的技术主要有用二氧化碳生产甲醇、尿素、碳酸二甲脂等。

1.二氧化碳加氢制甲醇

2.二氧化碳与甲醇制备碳酸二甲脂

3.二氧化碳与氨制备尿素

4.二氧化碳物理应用

5.二氧化碳生物应用

08积极发展绿氢

各种制氢技术在蓬勃发展。据相关资料统计,以天然气制氢,每产生1kg氢气会排放10kg二氧化碳。而使用绿色能源电解水制氢则无二氧化碳产生。预计2025年风电、光电成本都会降到0.25~0.30元之间,届时电解水制氢的成本将与化石能源制氢无明显差异。

绿氢炼化指以绿氢为基础,重塑炼化业务传统产品链、服务链和价值链,逐步推动炼化企业在氢能生产端,以可再生能源等非化石能源制氢获得更多绿氢。例如,可再生能源发电,电水解制氢。

在氢能应用端,以绿氢替代高碳排放化石能源燃料或原料,生产更多绿色低碳燃料和化学品,帮助炼化企业实现净零排放目标。

09探索氨分解制氢

氨是富氢载体,价格低廉,氨分解制氢体系的单位质量氢质量分数理论值是17.65%(电解水11.1%),而且氨环境友好,不会排放温室气体。氨分解制氢是液氨在800℃~850℃下,在镍基催化剂作用下,将氨分解成含氢75%、含氮25%的混合气(或电解氨制取氢气),经过变压吸附等工艺可得高纯度氢气,整个过程没有二氧化碳产生。

10研发CCUS技术

CCUS技术被认为可在难以减排领域发挥重大作用。近期,随着各大油气公司纷纷发布“双碳”目标,CCUS技术的研发和应用成为碳减排举措之一。国外BP、道达尔、沙特阿美、埃克森美孚等公司均宣布投资CCUS技术,国内炼化行业也在持续推进以二氧化碳、生物质能等为原料直接制备化学品技术、传统炼化厂+CCUS全产业链技术产业化应用等。

目前,CCUS核心技术大部分不同程度地处于理论研究、实验室研究、工业示范和小范围商业性运作阶段,成本和能耗较高、经济性较差。未来需要进一步发展低成本二氧化碳捕集分离技术,完善二氧化碳输送、油田驱油及盐水层埋存等技术。二氧化碳化工利用技术近年来在合成甲醇、微藻制油、电催化还原、光催化转化等方面持续加大研发,未来可通过二氧化碳捕集利用与新能源耦合来进一步提升技术经济可行性。

面对大规模碳储存需求,我国在地质封存机理、潜力评价、漏失规律等方面还认识不足,深层地质空间评价和封存理论及有效选址有待进一步深入研究。尤其是在规模化应用领域目前还存在二氧化碳埋存多相流运移-化学反应等耦合机理不清,低成本二氧化碳捕集与长距离输送存在瓶颈,封存过程中的立体式监测网络尚未成熟等问题。

因此,建议开展多学科交叉、融合研究,探索物理/化学吸收、吸附剂吸收、膜分离等二氧化碳捕集回收技术路径,发展和完善石油石化行业碳足迹、碳移除、碳循环、碳中和理论,加大二氧化碳高效捕集新技术、废物与碳协同地下回注及封存等关键技术攻关力度,为构建成熟的碳捕集与封存(CCS)商业化运行模式提供技术支持,助力“双碳”目标如期实现。

文章来源: 中国化工信息,中国电力报

原文链接:https://www.xianjichina.com/special/detail_505123.html

来源:贤集网

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