德勤：邁向2060碳中和-石化行業低碳發展白皮書（2022）（52頁）.pdf

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1、邁向2060碳中和 石化行業低碳發展白皮書2022年4月H21致辭 4內容摘要 5第一章 全球及中國低碳發展需求 7第一節 全球低碳發展需求 7第二節 中國低碳發展需求 8第三節 各行業系統化低碳發展 9第二章 石化行業低碳轉型，勢在必行 12第一節 低碳轉型驅動因素 12第二節 石化行業低碳發展分析 13第三節 石化行業面臨的挑戰 16第四節 低碳發展與低碳轉型關鍵重新平衡技術組合 17第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑 19第一節 石化行業“雙碳”平臺建設 19第二節 低碳發展的基礎碳盤查 20第三節 碳資產管理工具 21第四節 能源資源高效利用降碳技術 23 1.換熱網絡集成優化技

2、術 23 2.蒸汽動力系統優化技術 24 3.低溫余熱高效利用技術 25 4.氫氣資源高效利用技術 25第五節 典型煉油工藝過程降碳技術 26 1.原油催化裂解生產化工原料技術 26 2.低生焦催化裂化技術 26 3.低能耗柴油液相加氫精制技術 27 4.低碳強度生產化工原料的加氫裂化技術 27 5.高效設備降低催化裂化工藝排放 28第六節 典型化工工藝過程低碳技術 28 1.環己酮肟氣相重排制備己內酰胺技術 28 2.漿態床雙氧水技術 29目錄23第七節 智能化提升過程效率 30 1.分離系統智能優化技術 30 2.反應裝置模擬優化技術 31第八節 組分煉油 31第四章 石化行業2030年碳

3、達峰技術支撐 33第一節 生物基燃油與潤滑油 33 1.生物航煤 33 2.生物柴油 34 3.生物基潤滑油 34第二節 循環經濟技術革新 34第三節 低碳強度基礎化學品生產技術 35 1.低碳強度丙烯生產技術 35 2.低碳強度芳烴生產技術 35第五章 石化行業2060年碳中和路徑策略 37第一節 綠氫保障 37 1.電解水制氫技術 37 2.生物質氣化制氫技術 38第二節 CCUS技術 38 1.CO2加氫制航煤技術 38 2.CO2加氫制甲醇技術 39 3.CO2甲烷干重整制合成氣技術 39 4.CO2輔助化學降黏提高稠油采收率技術 40 5.微藻固碳技術 40第三節 電氣化實施 40第

4、四節 典型煉油技術低碳發展路徑以催化裂化為例 41第六章 邁向2060，石化行業低碳發展路線圖 44結語 46主要工作人員 47致謝 48關于石科院 49致辭李明豐中國石化石油化工科學研究院院長碳達峰、 碳中和是黨中央經過深思熟慮做出的重大戰略決策， 事關中華民族永續發展和人類命運共同體構建， 在全球應對氣候變化過程中充分展現了大國風范與擔當。石化行業作為我國交通能源和基礎化工原材料的重要保障行業， 在國民經濟發展中發揮著不可替代的作用， 但在此過程中也排放著大量二氧化碳。 我國每年在石油煉制與化學品生產過程中的碳排放量近6億噸， 占全國碳排放總量近6%， 碳減排對于石化行業來說是一項現實且緊

5、迫的任務。作為復雜的流程工業體系， 石化行業在碳減排過程中面臨基礎數據弱、 制約因素多、 減排任務重等多重問題。 統籌整體與局部， 石科院深入研究公共資源與區域資源協同降碳路徑； 平衡發展與減排， 成立石油化工低碳經濟研究中心， 專業化支撐行業可持續低碳發展； 立足短期與中長期， 開發了系列化低碳技術， 滿足行業不同時期的減排需求； 圍繞立與破， 打造循環經濟與可再生能源體系， 為石化行業高質量發展提供了科學降碳之路。 蕭耀熙 德勤亞太區企業發展領導合伙人德勤中國石油、 天然氣及化學品行業全國領導合伙人從2015年 巴黎協定 的簽署， 為全球應對氣候變化指明了方向和目標； 到2020年中國碳達

6、峰、 碳中和氣候目標的宣布， 強調了低碳發展是根本的解決之道； 再到2021年國務院印發 2030年前碳達峰行動方案 ， 明確了石化化工行業碳達峰舉措， 對石化行業低碳發展， 提出了更高要求。 低碳轉型已處于關鍵時期， 即刻果敢行動， 方能重塑未來。在這樣的背景下，中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院（以下簡稱“石科院”）與德勤中國共同撰寫本報告。依托石科院對石化行業及技術的深刻理解，對石化行業2025年碳減排的實現途徑、2030年碳達峰的技術支撐、2060年碳中和的路徑策略以及邁向2060，石化行業低碳發展路線圖進行了詳細闡釋。德勤中國石油、天然氣及化學品行業，攜手德勤研究、德勤氣候變

7、化與可持續發展研究院以及德勤全球對標中心，基于多年咨詢服務經驗及石化行業深度觀察，指出了全球及中國低碳發展需求，并對石化行業低碳轉型驅動因素、發展關鍵及面臨挑戰進行深入探討。相信本文將幫助相關行業積極思考，通過技術的探索和突破，實現低碳發展的終極目標。祝大家開卷有益， 閱讀愉快。石化行業低碳發展白皮書 |致辭4內容摘要隨著氣候變化的影響加劇， 中國緊跟世界的步伐， 宣布了 “二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值， 努力爭取2060年前實現碳中和” 的 “雙碳” 氣候目標。 作為資源型和能源型產業， 石化行業碳排量在工業領域居于前列。 “十四五” 工業綠色發展規劃 提出， 到2025年， 乙烯

8、等重點產品單位能耗需達到世界先進水平，石化行業資源利用水平明顯提高， 助力推進完善綠色制造體系。為了更好的分析當下石化行業低碳發展的現狀及關鍵步驟， 中國石化石科院與德勤中國共同撰寫本報告。從中國低碳發展需求出發， 延伸至對石化行業低碳轉型驅動因素、 發展趨勢、 轉型關鍵及面臨挑戰的梳理，并按照2025-2030-2060的減排時間目標， 對各階段的重點工作及技術發展展開詳述。 石化行業2025年碳減排實現途徑： “十四五” 期間， 管理能力提升、 能源資源高效利用、 工藝優化、 智能化提升的融合發展將為石化行業低碳轉型提供重要保障。 中國石化石科院通過石化行業 “雙碳” 平臺建設， 為企業提

9、供碳排放數據統計與核算服務， 結合碳資產管理軟件助力企業管理降碳， 開發并推廣能源資源高效利用技術、 煉油/化工工藝過程降碳技術及智能優化降碳技術等， 全面、 精準、 高效助力石化行業碳減排。 德勤作為全球領先的專業服務機構， 開發了面向低碳投資與運營的專業化管理軟件。石化行業2030年碳達峰技術支撐： 為實現石化行業2030年碳達峰的總體目標， 上下游產業鏈需協同發力， 科學規劃產業發展， 合理安排和推進產能建設， 確保經濟發展與綠色轉型齊頭并進。 在2025年前碳減排的基礎上， 生物基燃油與潤滑油、 循環經濟技術革新、 低碳強度基礎化學品生產技術將有力支撐和加速石化行業碳達峰的實現， 同時

10、為構建工業體系低碳產業鏈做好準備。石化行業2060年碳中和路徑策略： 實現石化行業2060年碳中和的戰略目標， 全面建設綠色低碳循環發展的經濟體系和清潔低碳安全高效的能源體系， 產業結構和能源結構將發生顛覆性調整， 新能源的逐步替代和可再生能源的大力發展將成為關鍵引領。 綠氫保障、 CCUS、 電氣化實施等技術的升級和突破將成為石化行業實現碳中和的重要路徑策略。展望未來， 伴隨石化行業綠色低碳轉型發展的趨勢， 以碳中和作為遠景目標， 既是行業本身面臨的時代挑戰， 也是調整產業結構、 提高競爭力、 實現生態文明可持續發展的機遇。 企業應化挑戰為機遇， 積極擁抱產業變革、 順應低碳發展趨勢。 通過

11、不同時期可采用的碳減排技術對石油化工生產過程碳減排貢獻進行預測， 在2060模型測算情景下， 典型煉油企業可實現凈零排放。5石化行業低碳發展白皮書 |內容摘要石化行業低碳發展白皮書 | 第一章 全球及中國低碳發展需求6第一章 全球及中國低碳發展需求 氣候變化是全球面臨的重要而緊迫的挑戰， 從環境、 社會、 經濟等多個維度影響著人類的生存和發展。 聯合國政府間氣候變化專門委員會 （IPCC） 發布的報告中， 闡述了氣候變化帶來的八大災難性風險， 分別是： 沿海洪災帶來的死亡與傷害 內陸洪災導致的傷害與經濟損失 極端天氣對電力、 應急及其他系統的破壞 酷暑對貧困地區的影響 氣候變暖、 干旱及洪災威

12、脅糧食安全 缺水造成的農業和經濟損失 對海洋生態系統造成的損失 對陸地和內陸水域生態系統造成的損失由中國社會科學院和中國氣象局聯合編纂的 氣候變化綠皮書 中亦有進一步闡述： 當前全球氣候災害帶來的損失多于自然災害經濟損失的90%。 1980-2018年間， 全球自然災害事件中， 與氣象因素相關的天氣災害、 水文災害和氣候災害發生次數分別由1980年間的135次、 59次和28次增到2018年的359次、 382次和57次。全球氣候變化對自然生態系統和經濟社會的影響正在加速， 全球氣候風險持續第一節 全球低碳發展需求石化行業低碳發展白皮書 | 第一章 全球及中國低碳發展需求7上升。 氣候變化已經

13、不是未來的挑戰， 而是眼前的威脅。 如果面對氣候變化無動于衷， 全人類將遭受嚴重后果。為應對氣候變化， 2015年， 全球近兩百個國家通過了 巴黎協定 ， 為全球合作應對氣候變化指明了方向和目標， 具有里程碑意義。 按照這一協定， 各方將共同加強舉措， 應對氣候變化威脅， 減少溫室氣體排放， 制定了到本世紀末將全球平均溫升控制在工業化前水平的2以內， 并努力追求1.5溫控目標。 2021年11月， 聯合國氣候變化框架公約 第26次締約方大會（COP26） 在格拉斯哥閉幕， 形成了 格拉斯哥氣候協議 （Glasgow Climate Pact） 。 COP26期間， 締約方達成了多項共識，為緩解

14、氣候問題提供了確定、 可預測的方法： 敦促并鼓勵發達國家， 兌現每年向發展中國家提供1,000億美元綠色資金的承諾直至2025年 500家金融服務公司將提供超過130萬億美元民間資本助力凈零排放實現 建設全球碳交易市場機制 確定全球甲烷減排承諾 逐步減少未采用碳捕集與封存措施的煤電， 向低排放能源系統轉型截至目前， 各締約方已提交或正在制定各自的中長期低碳發展戰略。 我們認為，氣候變化將是政府和企業在未來十幾年的關鍵議題， 承擔應對氣候變化的共同責任、 采取積極的行動將至關重要。 同時， 全球低碳發展的迫切需求也帶來了大量機遇。 氣候相關財務信息披露工作組（TCFD） 將氣候相關機遇總結為：

15、資源效率、 能源來源、 產品及服務、 市場與彈性能力五個方面。氣候變化的影響波及全球， 并可能產生難以挽回的損失。 如何避免這種影響取決于我們當前及未來十年所做出的選擇。 為此， 中國及全球各經濟體紛紛加快推進減排計劃， 為邁入低排放未來提供了一條可行之路， 在避免因氣候變化產生最壞影響的同時， 實現長遠發展與繁榮。 唯有攜手與共， 凝聚全球力量， 即刻果敢行動， 方能重塑未來。8石化行業低碳發展白皮書 | 第一章 全球及中國低碳發展需求2020年，中國正式宣布“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”的“雙碳”目標。2021年10月國務院印發2030年前碳達峰

16、行動方案，提出了到2025年單位國內生產總值（GDP）能源消耗比2020年下降13.5%，單位GDP二氧化碳排放比2020年下降18%的目標。2022未來幾年的政策和投資決定將在很大程度上影響中國和世界的經濟與氣候。 在當前至未來十年的關鍵行動期， 我們須把握變革機遇， 制定正確決策， 促進經濟繁榮， 為可持續發展注入新的動能， 共同邁向美好未來。第二節 中國低碳發展需求年1月國務院印發“十四五”節能減排綜合工作方案，再次明確了2025年單位GDP能源消耗目標，指出到2025年重點行業能源利用效率和主要污染物排放控制水平基本達到國際先進水平，經濟社會發展綠色轉型取得顯著成效。應對氣候變化是中國

17、可持續發展的內在需要，展望未來，中國到2035年要基本實現社會主義現代化、到本世紀中葉建成社會主義現代化強國，綠色低碳轉型發展是根本的解決之道。同時，對中國而言，綠色低碳轉型發展之中亦蘊含著機遇：即刻采取行動減緩氣候變化，打造經濟繁榮發展的新引擎，引領全球新一輪經濟增長浪潮。1. 德勤報告中國應對氣候變化的轉折點脫碳成為中國經濟發展新引擎德勤通過情景模擬和分析發現， 2021年至2070年， 采取氣候行動能夠創造顯著經濟效益， 為中國經濟帶來約116萬億元1（按現值計算） 的收益。 根據我們的預測， 只要制定大膽的氣候政策決策， 推動相關領域的快速投資和技術研發， 預計第一年便會產生經濟效益，

18、 并有助于實現到2050年將全球平均升溫控制在1.5 以內的目標。 看似高昂的成本， 實為促進氣候驅動型變革的長遠投資， 有助于創造一個更有保障的未來。 我們亟需轉變觀念， 不應將各項減緩全球變暖的舉措視為非必要成本， 而應視其為必需舉措和拓展商機的全新布局。中國可以向世界輸出脫碳經驗中國在加大可再生能源消費方面處于領先地位， 已成為全球最大的太陽能電池板、 風力渦輪機、 電池和電動汽車生產國， 氫產量全球第一， 在電動汽車生產和銷售方面全球領先， 對清潔能源的投入也位居世界前列。 中國正快速推進脫碳進程， 有望更加廣泛地分享關鍵技術、 方法和專業知識。 這有助于加速全球的低碳未來轉型，并為中

19、國企業創造更多發展機遇。引領全球邁向低排放未來中國更容易實現經濟的多元化和綠色產品與服務的規?；?， 低碳知識、 技能、 投融資、 供應鏈網絡將為中國打造高階 “綠色經濟復合體” 。 此外， 中國具備良好的經濟基礎， 不僅能夠提高綠色出口貿易比重， 還可增加具備出口競爭優勢的低排放產品種類和數量。 這有助于我們發揮在消費經濟、 技術和先進制造領域的領導力， 利用向低排放模式過度的契機， 重新調整經濟結構， 充分利用清潔能源出口市場， 推動低碳技術在世界各國的發展普及。 加速脫碳將給中國和世界帶來巨大利益， 中國具備獨特優勢， 有能力引領全球邁向全面低碳發展和系統性轉型變革。9全球許多國家和企業都

20、將低碳發展提上議程， 紛紛提出碳排放目標和氣候倡議， 但全球碳減排仍然進展緩慢。 聯合國環境規劃署2021年排放差距報告指出： “目前已宣布的減排承諾對全球溫室氣體排放影響有限， 預計2030年排放量僅下降7.5%， 要實現 巴黎協定 中2溫控目標需要減排30%， 1.5則需要減排55%。2”加快減排進程需要多個系統共同努力， 主要包括能源、 工業、 交通、 建筑、 農業及圖1：六大核心系統低碳發展數據來源：Deloitte Insights, 德勤研究2.2021排放差距報告，聯合國環境規劃署，2021-10-26， https:/www.unep.org/zh-hans/resources

21、/emissions-gap-report-2021 土地利用、 負碳系統。 這六個相互關聯的核心系統， 大致對應于當今溫室氣體排放的主要來源， 以及從空氣中去除二氧化碳的關鍵過程。 另外， 政府政策、 金融服務和數字技術將發揮催化劑作用， 支持和促進各行業低碳發展。 包括消費者偏好、投資者要求在內的各種市場力量也將帶動低碳轉型， 如交通系統脫碳將與能源行業和制造業脫碳產生交集， 只有使用清潔、 可再生能源和可持續的原材料 （如廢塑料化學循環的再生塑料） ， 交通系統才能充分發揮減排的作用。圖1展示了上述六大核心系統的現狀、 低碳未來以及發展過程中的部分關鍵舉措， 圖中列舉的各項舉措并非一成不

22、變，在流程、 技術、 供應鏈和商業模式的深刻變革中將被不斷完善。 在實際減碳過程中， 各系統之間深度關聯且相互依賴， 現實中的低碳發展需要多個系統協作。第三節 各行業系統化低碳發展石化行業低碳發展白皮書 | 第一章 全球及中國低碳發展需求107.2%3.6%13.4%16.2%17.5%15.3%3.0%2.2%3.2%18.4%73.2%5.2%3.2%18.4%德勤中國石油、天然氣及化學品行業領導合伙人蕭耀熙表示：“作為資源和能源密集型行業，石化行業碳排放量在工業領域居于前列。石化行業的二氧化碳排放主要來自其產品生命周期中化石燃料的使用，以及生產這些產品過程中產生的工藝排放?！睌祿y計3顯

23、示，全球化學品和石化行業溫室氣體排放占總排放量的 5.8%，其中3.6% 來自能源使用，2.2% 來自工業過程。圖2：全球溫室氣體排放行業占比數據來源：Our World in Data3. Sector by sector: where do global greenhouse gas emission come from, Our World in Data, 2020-09, https:/ourworldindata.org/ghg-emissions-by-sector 鋼鐵用能廢物處理石化能源使用其它工業燃料及能源生產水泥石化工業過程廢物處理其它其它工業用能交通用能建筑用能低碳發展

24、將對石化行業產生長遠影響，政策推動、 消費偏好變化、 新技術應用將推動石化企業開發新的可持續產品和商業模式。 比如未來可能有更多國家限制使用高碳排放強度的塑料制品， 此時生產商將提高塑料制品中再生塑料的比例，循環經濟理念將滲透到產品生產過程，以此為契機將會創造新的商業模式。石化行業低碳發展白皮書 | 第一章 全球及中國低碳發展需求面對 “雙碳” 目標要求， 眾多石化企業提出了碳減排目標并付諸實踐， 例如， 中國石化宣布以凈零排放為終極目標， 力爭2050年實現碳中和， 并于2021年7月啟動了中國首個百萬噸級CCUS項目建設， 為應對全球氣候變化做出積極貢獻。能源石化行業低碳發展白皮書 | 第

25、二章 石化行業低碳轉型，勢在必行1112第二章 石化行業低碳轉型， 勢在必行石化行業產品覆蓋面廣 、 產業關聯度高，是支撐國民經濟發展的基礎性產業。 作為二氧化碳排放量較大的行業之一， 石化行業在多個方面受到碳達峰、 碳中和浪潮的影響， 同時也面臨新的發展機遇。從政策角度看， 2021年10月， 國務院印發2030年前碳達峰行動方案 ， 針對石化行業低碳行動， 明確提出： 優化產能規模和布局， 加大落后產能淘汰力度， 有效化解結構性過剩矛盾 嚴格項目準入， 合理安排建設時序， 嚴控新增煉油生產能力 引導企業轉變用能方式， 鼓勵以電力、天然氣等替代煤炭 調整原料結構， 拓展富氫原料進口來源， 推

26、動石化化工原料輕質化 優化產品結構， 促進石化、 化工與煤炭開采、 冶金、 建材、 化纖等產業協同發展， 加強煉廠干氣、 液化氣等副產氣體高效利用 鼓勵企業節能升級改造， 推動能量梯級利用、 物料循環利用 到2025年， 國內原油一次加工能力控制在10億噸以內， 主要產品產能利用率提升至80%以上第一節 低碳轉型驅動因素石化行業低碳發展白皮書 | 第二章 石化行業低碳轉型，勢在必行2022年2月， 國家發展改革委等四部委印發 高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南 （2022年版） ， 明確提出推動煉油行業節能降碳改造升級， 舉措包括：前沿技術應用， 推動渣油漿態床加氫等劣質重油原料加工、

27、 先進分離、 組分煉油及分子煉油、 低成本增產烯烴和芳烴、 原油直接裂解等深度煉化技術開發應用重大節能裝備，如開展高效換熱器推廣應用，通過對不同類型換熱器的節能降碳效果及經濟效益的分析診斷，合理評估換熱設備的替代/應用效果及必要性，針對實際生產需求，合理選型高效換熱器，加大沸騰傳熱，提高傳熱效率能量系統優化，如推動蒸汽動力系統、換熱網絡、低溫熱利用協同優化，減少減溫減壓，降低輸送損耗；推進精餾系統優化及改造，采用智能優化控制系統、先進隔板精餾塔、熱泵精餾、自回熱精餾等技術，優化塔進料溫度、塔間熱集成等，提高精餾塔系統能量利用效率氫氣系統優化，推進煉廠氫氣網絡系統集成優化。采用氫夾點分析技術和數

28、學規劃法對煉廠氫氣網絡系統進行嚴格模擬、診斷與優化，推進氫氣網絡與用氫裝置協同優化，耦合供氫單元優化、加氫裝置用氫管理和氫氣輕烴綜合回收技術，開展氫氣資源的精細管理與綜合利用，提高氫氣利用效率，降低氫耗、系統能耗和二氧化碳排放綠色工藝技術，如采用智能優化技術，實現能效優化；采用先進控制技術，實現卡邊控制132021年10月，中共中央、國務院正式公布關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見，為未來四十年的碳中和工作進行了系統謀劃和總體部署，明確2025年、2030年、2060年作為重要的轉型時間節點，并設定了推進建設低碳循環發展經濟體系、降低碳強度、提升非化石能源消費比重等低碳發

29、展目標。第二節 石化行業低碳發展分析圖3：中國碳中和整體路徑數據來源：關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見4. CEADs，中國分部門核算碳排放清單 1997 20195. 龐凌云等，2022，中國石化化工行業二氧化碳排放達峰路徑研究石化行業能源集中度較高， 是中國工業部門中高耗能、 高排放行業之一， 年排放量占全國總量的4%-5%4。 2020年， 石化和化工行業能源消費總量達6.85億噸標準煤， 相較于2010年上升59.7%5。 根據國際能源署預測， 到2050年， 全球近半數新增原油需求將來自石化行業， 石化將超越貨運、 航空和海運， 成為原油消費增長最大的驅動力5

30、。 中國石化行業在 “十三五”期間開啟了以規?；蜔捇惑w化為主要方向的產業升級， 但煉油規模擴大和乙烯產能增長等因素導致石化行業能源消費總量呈現上升態勢 （圖4） 。 “十四五” 工業綠色發展規劃提出， 到2025年， 乙烯等重點產品單位能耗需達到世界先進水平， 石化行業資源利用水平明顯提高， 助力推進完善綠色制造體系。石化行業低碳發展白皮書 | 第二章 石化行業低碳轉型，勢在必行從市場及商業角度看， 全球可持續投資聯盟 （GSIA） 發布的 2020年全球可持續投資回顧 顯示， 截至2020年， 在統計范圍內的全球可持續投資總額已高達35.3萬億美元， 比2018年統計值增長15%。 德勤

31、2022全球化學品行業并購交易展望亦提出， 2030年前碳達峰行動方案 推動了中國在環境、 社會和公司治理領域的投資， 同時促進了更多全球合作。 隨著碳達峰碳中和目標的提出， 作為資源密集型和資金密集型產業， 石化行業相關企業已經行動起來， 加速轉型升級， 開啟新一輪供給側改革， 通過大力發展氫能產業、 持續培育可再生能源產業、 重點布局新材料產業等舉措， 全面推動石化行業低碳轉型發展。雙碳背景下， 國際一流石化企業率先公開聲明了碳中和或凈零排放的目標年份， 并通過快速戰略調整、 建立碳管理能力、 積極投資降碳技術創新以迎接凈零道路上面臨的挑戰。 新一輪科技革命將從降碳技術應用、 零碳技術應用

32、、 負碳技術應用三個層面驅動石化行業低碳發展。在當前助力低碳生產與運營優化的技術中， 能效提升是減緩碳排放增長的主要途徑。 國際能源署 （IEA） 預測， 能源利用效率提升將使未來20年與能源相關的溫室氣體排放減少40%以上。 此外， 高耗能行業的產品碳足跡通常較高， 對該類產品實現循環利用也是降低行業碳排放的重要途徑。發展替代能源技術以及再電氣化是零碳層面的主要路徑。 開發利用清潔能源替代化石能源， 促進能源結構低碳化將實現碳排放總量的削減。 除水、 光、 風、 核等清潔能源以外， 一流石化企業正加快部署低碳氫能、 生物質能等新能源技術的研發與應用， 實現經濟效益和社會效益共贏。負碳技術可抵

33、消甚至再利用難以避免的碳排放， 是最終實現碳中和目標的必要技術路徑。 隨著技術進步與產業集群的形成，負碳技術將更具經濟性與商業可行性， 二氧化碳也將作為資源加以循環利用， 從而賦能多種行業。14圖4: 2010-2020中國石化行業能源消費情況數據來源：國家統計局石化行業碳排放來源主要包括化石燃料的直接燃燒、 工業過程的排放、 企業購入電力和熱力造成的間接排放以及供應鏈排放， 其中以化石燃料及工業過程相關排放為主， 占比近八成。 盡管相比鋼鐵、 水泥等工業行業， 石化行業的碳排放總量較低， 但碳排放強度偏高， 能效利用率低于世界先進水平。 因此， 產品具備燃料和原料雙重屬性的石化行業低碳轉型對

34、保障能源安全、 助力能源轉型、 落實全經濟領域碳達峰和碳中和有重要意義。石化行業低碳發展白皮書 | 第二章 石化行業低碳轉型，勢在必行15在石化行業不斷優化產業與產品結構的同時， 從排放來源分析， 石化行業可以通過能效提升及工藝改進、 使用替代原材料等方式減少直接排放， 通過使用綠色電力減少間接排放， 通過構建循環經濟、 開發生產綠色低碳產品、 優化運輸和儲存等方式減少產品價值鏈排放， 利用碳捕獲、 利用和存儲技術 （CCUS） 使用碳抵消機制等能夠幫助石化行業減少全生命周期碳排放， 加快實現碳中和。圖5: 石化行業低碳轉型路線數據來源：德勤研究節能減排、能效提升： 加強全過程節能管理，淘汰落

35、后產能 大幅降低資源能源消耗強度，全面提高能源綜合利用效率，有效控制化石能源消耗總量 研發清潔高效可循環生產工藝，減少生產中的排放 識別運營中的節能減排機遇，進行工藝過程和設備升級可再生能源替代、用能結構優化： 考慮投資分布式可再生能源發電裝置，自發自用， 替代外購電力 積極關注和探索參與省內、 跨省可再生能源電力交易， 采購綠電碳捕集、利用和封存技術（CCUS）： 加快部署二氧化碳捕集驅油和封存項目、二氧化碳用作原料生產化工產品項目循環經濟： 開發新技術、新材料、新模式，推進廢塑料等固體廢棄物回收利用，減少石化廢水污染開發綠色低碳產品： 研發全生命周期碳足跡更低的綠色產品，減少產品在使用過程

36、中的排放運輸、儲存環節減排： 通過可持續燃料替代、電氣化、智慧管理等減少運輸、儲存環節的排放碳抵消機制： 對于節能減排、使用可再生能源之后的剩余排放，可以采用采購碳抵消產品，如中國國家核證減排（CCER）或者國際可再生能源證書（I-REC）的方式進行抵消石化行業低碳發展白皮書 | 第二章 石化行業低碳轉型，勢在必行石化行業碳中和應遵循技術驅動、價值引領，堅持先立后破、循序漸進，將通過各個環節的不斷脫碳，經歷碳減排（2020-2025）、碳達峰（2025-2030）和碳中和（2030-2060）三個階段。16石化行業低碳發展白皮書 | 第二章 石化行業低碳轉型，勢在必行石化行業低碳轉型面臨來自多

37、方面的挑戰：低碳轉型戰略規劃亟需推進 截至2022年1月， 全球超過2200家企業已經加入科學碳目標倡議 （SBTi） ， 積極制定與 巴黎協定 目標相一致的企業減排目標。 自2022年起， 上市企業需依法披露包括溫室氣體排放等環境相關信息。 監管方、 投資界和消費者期待高碳企業采取科學、 有效、 透明的減排行動， 低碳轉型戰略規劃是企業與利益相關方進行溝通的有力工具。 然而， 大部分石化企業尚未制定與 巴黎協定 目標或國家自主減排目標相一致的目標及行動方案。碳資產管理能力有待提升 2021年7月全國碳排放權交易市場正式上線， 隨著碳排放權交易市場行業覆蓋范圍擴大， 定價機制的不斷完善， 石化

38、行業整體面臨的減排壓力日益上升。 同時， 碳交易市場、 碳金融等與碳資產掛鉤的市場與金融工具能夠為企業減排籌措資金、 提升效率。 石化企業由于生產流程復雜， 產品種類眾多， 且面臨經常性的生產調整， 普遍缺乏系統、 成熟的碳資產核算管理方法與工具， 碳資產管理能力提升面臨挑戰。技術創新和技術應用有待推進 國際能源署指出， 要實現既定目標的碳中和， 要求節能提效對全球二氧化碳減排的貢獻率需達到37%。 多方測算表明， 節能與能效提升對我國實現2030年前碳達峰目標的貢獻率更是要達到70%以上。 我國石化企業的能效水平相較于世界先進水平仍然偏低， 亟需通過能量轉換、 能量利用、 能量回收多個環節的

39、優化實現能量利用效率的提升。用能效率亟需提升 國際能源署指出， 要實現既定目標的碳中和， 要求節能提效對全球二氧化碳減排的貢獻率需達到37%。 多方測算表明， 節能與能效提升對我國實現2030年前碳達峰目標的貢獻率更是要達到70%以上。 我國石化企業的能效水平相較于世界先進水平仍然偏低， 亟需通過能量轉換、 能量利用、 能量回收多個環節的優化實現能量利用效率的提升。產業格局和盈利模式面臨升級 全行業、 全周期低碳轉型逐步深化， 來自化工行業下游產業對低碳原料、 產品的需求日益上升； 下游產業的變化， 如新能源汽車的推廣， 降低了對石化行業傳統高碳產品的需求； 監管政策對高耗能項目新增產能的控制

40、， 以及新材料技術迭代、 替代產品出現等， 加劇了石化行業內部競爭與淘汰， 行業集中度升高。 在業務和產品調整的過程中， 企業面臨管理、 運營模式和盈利能力重塑。低碳發展標準體系建設亟需加快 現行低碳標準體系不足以全面支撐碳達峰碳中和工作， 主要體現在標準體系不完善， 低碳管理細則存在缺失。 有必要理清現行的標準、 政策、 技術等各方面進展情況， 解決石化行業重點領域、重點產品、 關鍵企業碳盤查與碳足跡核算存在的方法問題， 以及在低碳產品、碳捕集與利用等方面存在的標準缺失問題， 以完善的標準體系支撐石化行業高質量低碳轉型發展。第三節 石化行業面臨的挑戰17圖6：石化行業脫碳技術類別數據來源：石

41、科院研究/德勤研究降碳技術 能效提升 智能化提升過程效率 短流程化學品生產 組分煉油 工藝過程降碳 工藝供熱電氣化和可再生能源供熱 低碳基礎化學品生產 廢塑料化學循環 專有設備降低工藝排放零碳技術 生物基燃油與潤滑油 綠氫制造與使用 風能、太陽能、核能等零碳能源供電負碳技術 二氧化碳捕集 二氧化碳合成利用（如制備合成氣、甲醇） 二氧化碳生物利用（如海藻養殖） 二氧化碳地質利用和封存（如強化油氣開采）石化行業低碳發展白皮書 | 第二章 石化行業低碳轉型，勢在必行石化行業的減碳路徑眾多， 同時各路徑之間還存在多種耦合與相互影響的可能， 各減排路徑不僅相互依賴， 還相互制約。 能效提升、 工藝流程改

42、進可一定程度上降低生產過程碳排放， 材料循環利用可一定程度上實現全生命周期碳減排， 但這些減排手段還不足以實現凈零排放。 CCUS技術雖然是實現凈零排放的關鍵技術， 但其應用場景亟需拓展、 技術經濟性尚需大幅提升。 因此， 石化行業需要重新平衡并探索多種技術組合進行減排。石化行業低碳轉型需要重新平衡三大類技術， 即： 降碳技術、 零碳技術以及負碳技術。下列趨勢將影響不同階段不同技術的減排效果和經濟性： 可再生能源技術成本大幅下降， 預計到2050年風電成本比2018年下降58%，同期太陽能發電成本下降71%6 綠氫成本大幅下降， 預計到2030年，大多數市場綠氫成本將低于每千克2美元， 到20

43、50年降至每千克1美元7 電氣化持續推進并逐步成為能量的主要承載形式， 電力在最終能量消耗占比預計將從目前的20%增長到2050年的50%8 CCUS技術成本下降， 預期到2030年，我國全流程CCUS （按250 公里運輸計）技術成本為310770元/噸二氧化碳，到2060年， 將逐步降至140410元/噸二氧化碳9 基礎設施進一步完善， 包括可再生能源電源、 氫氣、 二氧化碳和熱能管道， 以及廢物物流和回收利用協同性增強 碳排放定價機制和碳交易市場日漸成熟， 碳價大幅上升， 預計中國碳價將從2021年50元/噸左右增加到2030年100元/噸10第四節 低碳發展與低碳轉型關鍵重新平衡技術組

44、合6. 2050年太陽能發電成本將下降71%，BNEF, 2018-06, https:/ 7. 2021 Hydrogen Levelized Cost Update, BloombergNEF, 2021-048. Global Energy Transformation: A road map to 2050, IRENA, 2019, https:/www.irena.org/publications/2019/Apr/Global-energy-transformation-A-roadmap-to-2050-2019Edition 9. 中國二氧化碳捕集利用于封存(CCUS)年度報

45、告（2021）, 生態環境部規劃院，http:/ 10. 全國碳市場完全手冊，國金證券，2021-06，https:/ 石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑1819第三章 石化行業2025年碳減排 實現途徑“十四五” 期間， 管理能力提升、 能源資源高效利用、 工藝優化、 智能化提升的融合發展將為石化行業低碳轉型提供重要保障。 中國石化石科院快速響應國家與行業需求， 成立石油化工低碳經濟研究中心，積極推進石化行業 “雙碳” 平臺建設， 為企業提供碳排放數據統計與核算服務， 結合碳資產管理軟件助力企業管理降碳， 開發并推廣能源資源高效利用降碳技術、 煉油/化工工藝

46、過程降碳技術及智能優化降碳技術等， 全面、 精準、 高效助力石化行業碳減排。 德勤作為全球領先的專業服務機構， 開發了面向低碳投資與運營的專業化管理軟件。 可以為企業戰略性、 轉型性變革提供高層面指引。碳達峰、 碳中和為石化行業的高質量發展指明了方向， “雙碳” 目標對行業碳排放數據、 低碳技術、 低碳產品、 低碳標準提出了系統化的要求。準確的碳排放數據統計與核算可以為行業、 企業快速定位關鍵排放源， 為行業快速確定降碳路徑提供強有力的決策支撐。低碳技術是實現碳減排的關鍵手段， 是生產低碳產品的核心要素。 低碳標準可以為行業的低碳發展提供系統保障。為此， 中國石化石科院已構建完善的低碳體系，

47、正在積極推進行業低碳技術評價驗證平臺、 低碳產品檢驗檢測平臺、 石化行業碳足跡數據庫及低碳標準體系建設， 最終以低碳技術實施助推行業低碳發展。第一節 石化行業 “雙碳” 平臺建設石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑管理能力提升 石化行業“雙碳”平臺 碳排放數據統計與核算 碳資產管理工具能源資源高效利用降碳 換熱網絡集成優化技術 蒸汽動力系統優化技術 低溫余熱高效利用技術 氫氣資源高效利用技術 組分煉油技術典型煉油工藝過程降碳 原油催化裂解生產化工原料技術 低生焦催化裂化技術 低能耗柴油液相加氫技術 低碳強度生產化工原料的加氫裂化技術 高效設備降低催化裂化工藝排放

48、典型化工工藝過程降碳 環己酮肟氣相重排制備己內酰胺技術 漿態床雙氧水技術智能化降碳 分離系統智能優化技術 反應裝置模擬優化技術圖7: 石化行業2025年碳減排實現途徑20面對石化行業碳減排的壓力和挑戰， 必須采取切實有效的措施實施綠色低碳轉型。準確的碳排放數據是行業和企業低碳發展的基礎， 需要建立在統一規范并且科學的核算體系之上。準確的碳排放數據統計與核算可以為行業和企業摸清碳家底， 幫助其快速識別關鍵排放源， 制定碳減排戰略決策， 有針對性地開展各項碳減排工作， 最終實現碳達峰碳中和目標。石科院一直以來為石化行業發展提供強有力的技術支撐， 積極響應國家碳達峰、 碳中和重大戰略決策， 加快推動

49、綠色低碳發展， 重視碳排放數據統計與核算， 針對石第二節 低碳發展的基礎碳盤查石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑圖8：中國石化石科院低碳體系圖9：煉廠碳排放統計核算煉廠CO2排放直接排放間接排放煉廠外購電、 蒸汽所對應的排放逸散排放公用工程設施工藝排放火炬制氫裝置催化劑燒焦燃燒排放工藝裝置化行業特點開展了大量的企業碳排放核算與石化產品碳足跡核算工作， 并在此基礎上不斷完善石化行業碳排放統計核算方法以及標準體系建設。21石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑碳排放權是可以作為商品在市場上進行交易的， 且其價值會隨市場的供需變化而變化

50、， 這使其具備了資產屬性。 企業碳排放隨著不同時期的運營方式、 節能與降碳技術的實施而動態變化， 隨著行業碳排放整體管理水平的不斷提升， 碳排放強度會逐漸降低。 但與此同時， 包括配額分配方式在內的政策、 消費者對低碳需求的標準也在不斷發生變化。 企業需要不斷平衡各方需求， 才能實現碳資產價值的最大化。 高效的碳資產管理工具將有助于企業在不同時期分析減排潛力、 制定減排計劃， 最大化發揮碳的資產屬性。石科院VISPRO軟件系統可以建立基于煉廠總流程模型的碳排放評估模型， 可以實第三節 碳資產管理工具現全廠碳盤查、 產品碳足跡計算以及碳流的優化。 基于碳排放模型， 可實現煉廠物料與碳流的雙目標優

51、化， 為碳履約、 碳資產管理提供可靠保障。圖10：VISPRO建模展示圖11：VISPRO碳管理展示數據來源：石科院研究22石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑脫碳生命周期全面延伸到企業運營和價值鏈的方方面面。Deloitte Decarbonization SolutionsTM路線圖為企業戰略性、轉型性變革提供高層面指引。路線圖包含七個主要步驟，并闡述了各步驟的重要性、固有的風險及確立穩健流程需要完成的主要工作。企業可參照這一框架，評估綜合脫碳戰略進展，并規劃后續舉措和未來行動方案。圖12：Deloitte Decarbonization Solutions

52、TM路線圖排放數據與預測 按地區、燃料類型、業務運營等統計的當前和預測排放數據價值鏈合作 了解當前和未來的價值鏈與排放 建立價值鏈伙伴關系以滿足共同需求減排路徑 將IPCC情景與財務影響評估結果相結合，以設計減排路徑和可能的SBTi合規方法項目開發與部署 融資 數字化轉型 戰略影響力 數字與風險分析 運營架構氣候風險 評估所有業務在不同IPCC情景下的物理性和過渡風險 （監管、 市場和利益相關者）內外部溝通 對外聲明和活動保持一致性 員工參與性 行業協會定位一致性運營排放治理 減排項目優化 政策分析與評估 產品組合優化編制排放數據和預測數據 排放數據確立了基線，企業可以據此預測、衡量并監控相比

53、目標的進度，以及評估最有可能實現脫碳的領域 企業需確保排放數據準確。否則，可能存在被監管機構處罰以及使投資者誤判估值的風險評估氣候風險 氣 候 相 關 財 務 信 息 披 露 工 作 組（TCFD）的框架提供了氣候相關風險類型及機遇，其中風險包括過渡風險和物理性風險 過渡風險是指為實現低碳發展所作出的改變而引起的風險。 應對過渡風險的一個關鍵要素在于要對不同利益相關方在未來十年里可能做出的回應做出判斷。 企業應當考慮不同減排行動可能對價值鏈參與者和企業本身產生的影響，尤其是收入和估值方面的影響 物理性風險包括對資產的直接損害及因供應鏈變革而產生的間接損害。除火災、洪水、颶風外，原料可獲取性、運

54、輸方式、產品需求的變化等因素也會帶來此類風險圖13：排放資料繪制減排路徑選擇 在設定減排目標前，企業需要對排放變化可能對業務成本產生的影響做出判斷，同時還應考慮設定的目標是否符合社會期望 為了準確制定減排路徑，需了解過去、現在的排放，并結合未來排放目標，對減排路徑面臨的調整做出判斷，最終選擇適當的減排路徑項目管理 財務可行性對項目取得成功至關重要，碳減排項目也不例外。在對碳減排項目收益做出預期的同時，企業還應制定綜合性減排計劃，如項目實施時間、技術選擇和實施地域 針對擬實施的減排項目，評估投資成本、收益和實施風險；分析各減排項目的價值鏈，確定項目部署的優先級，以最低的成本實現最大的收益23換熱

55、網絡集成優化技術換熱網絡在石化行業能量回收利用中扮演著至關重要的角色， 提高換熱網絡熱效率， 對煉廠節能降碳、 提高經濟效益、 長期穩定運行及環境保護具有重要意義。換熱網絡集成優化技術采用夾點分析與數學規劃相結合的方法， 實現全廠及單裝置換熱網絡的嚴格模擬， 對換熱網絡開展詳細診斷與彈性分析， 結合裝置用能特點和限制條件， 提出操作優化與改造優化建議， 實現能量介質的優化分配和綜合利用。 通過搭建換熱網絡智能優化平臺， 針對不同煉廠的工藝及優化目標， 自動生成換熱網絡優化方案， 提供經濟效益更佳的節能增效方案， 助力石化行業節能降碳。換熱網絡集成優化技術能夠廣泛運用于煉廠各裝置及全廠裝置間熱聯

56、合， 通過提高能量利用效率， 減少加熱爐燃料氣及蒸汽消耗， 實現節能降碳。 以千萬噸級常減壓裝置為例， 通過換熱網絡集成優化可減少碳排放25萬噸/年， 能效提升13千克標油/噸， 增效15003000萬元/年。第四節 能源資源高效利用降碳技術產業鏈合作 在碳排放產品價值鏈碳排放的約束內，企業愈加需要為產業鏈（包括上游和下游）中的排放承擔責任。由于產業鏈的上下游碳排放超出了本企業的控制范圍，因此會對本企業帶來一定的風險 與運營排放相比，產業鏈排放更難監控，原因在于企業很難對上下游產業鏈產生約束。因此，產業鏈碳排放的治理需要產業鏈合作伙伴協作推進。企業攜手推進低碳產業鏈構建，不僅能夠利用協同作用解

57、決復雜技術問題，還能對落后者施加更大壓力，進而推進全產業鏈的低碳發展內外部溝通 企業的內外部利益相關方都期望企業積極致力于經濟高效的低碳轉型。作為社會責任的承擔者，企業需要對其減排行動及結果與利益相關方進行溝通或公開，高效的溝通機制對穩固利益相關方的支持和維持業務運營至關重要項目部署 為保持碳減排的可持續性，脫碳目標須圍繞三個維度開展：能夠立即交付的短期項目；開發中期戰略項目；針對長期性難以減排的項目 所部署的減排項目需要與業務工作緊密結合，并且要和先進項目進行對標，這樣才可以吸引投資并降低資金成本圖14：減排目標選擇圖15：優先考量最低成本減排石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業20

58、25年碳減排實現途徑24圖16：換熱網絡集成優化技術蒸汽動力系統優化技術石化行業蒸汽動力系統具有多等級參數、多燃料來源、 多產 （汽） 供 （汽） 需求和多周期條件等特點， 處于能量轉換環節的前端， 一次能源必須首先轉換為熱、 蒸汽和動力， 才能為工藝裝置所利用。 蒸汽動力系統優化容易受到工藝裝置、 其他公用工程、 輔助和附屬生產系統的影響， 在石化企業節能工作中， 蒸汽動力系統優化的節能效果多體現為電力、 蒸汽和燃料氣消耗量的降低， 是煉廠節能降碳的重要組成部分。 蒸汽動力系統的合理配置與運行是承載企業工藝系統節能工作的必要基礎之一， 也是將工藝系統節能效果轉化為經濟效益的關鍵環節之一。蒸汽

59、動力系統優化技術可滿足石化行業節能降碳需求。 采用流程模擬輔助建立蒸汽動力系統完整數學模型， 構建混合整數非線性規劃問題并優化求解， 包含蒸汽系統設備調優與動力源驅動方式優化、 蒸汽網絡優化及蒸汽平衡配置優化。蒸汽動力系統優化技術還可滿足石化行業安全平穩運行需求。 基于蒸汽管網水力學熱力學耦合計算， 對運行方案進行評價分析； 在線監測模塊的實施， 協助企業實現對蒸汽管網運行的實時監測和超限報警； 根據企業不同運行階段， 對蒸汽動力系統運行狀況進行統計分析或對改造方案進行評估與優化。應用蒸汽動力系統優化技術， 每節省1噸蒸汽， 可減排CO20.170.29噸； 對于千萬噸級煉廠 ， 通過開展蒸汽

60、動力系統優化，可實現節能1319千克標油/噸蒸汽， 減少CO2排放2.56萬噸/年。數據來源：石科院研究蒸汽網絡在線診斷與預警動力源驅動方式優化蒸汽系統設備調優蒸汽網絡詳細建模與分析蒸汽平衡配置優化圖17：蒸汽動力系統優化技術數據來源：石科院研究石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑換熱網絡詳細模擬換熱網絡操作優化夾點分析與潛力分析換熱網絡詳細設計操作單元詳細模擬換熱網絡改造優化數學規劃法 建立數學模型換熱網絡智能優化技術經濟效益及碳減排分析蒸汽動力系統集成 優化技術蒸汽管網保溫優化熱電機組生產過程監控 與運行優化減溫減壓設備優化疏水器診斷與優化25低溫余熱高效利

61、用技術與發達國家相比，我國石化行業的能源利用效率較為低下，其中低溫余熱資源沒有得到充分利用是關鍵。目前美國的余熱利用率為60%，歐洲的余熱利用率是50%，而我國石化行業生產過程中余熱利用率只有30%。低溫余熱是生產系統通過內部熱量回收后仍無法利用的熱量，其本質也是來源于燃料熱能的轉化。因此，合理利用和回收低溫余熱對于節能降碳具有重要意義。為滿足石化企業節能降碳、提質增效的需求，需開展全廠低溫熱資源系統詳細建模、診斷、分析與優化，結合流程模擬和計算流體力學進行輔助診斷與分析，按照“溫度對口、逐級利用”原則，基于全廠蒸汽動力系統平衡開展全廠低溫熱資源綜合優化。對于千萬噸級煉廠，通過低溫余熱高效利用

62、技術開展優化，在提高低溫熱回收利用率10%的情況下，全廠二氧化碳排放可減少4萬噸/年。圖18：低溫余熱高效利用技術氫氣資源高效利用技術近年來， 我國加工原油重質化、 劣質化趨勢加劇， 油品清潔指標日益嚴格， 加氫工藝在石化企業中得以廣泛應用。 石化企業氫氣需求量逐年遞增， 然而碳基灰氫生產過程能耗與碳排放量巨大。 因此， 對氫氣系統進行集成優化以提高氫氣利用率， 是石化企業減碳、 增效的重要途徑。在 “雙碳” 背景下， 煉廠用氫理念應從氫氣平衡逐步過度到氫氣管理， 從氫氣資源回收利用、 臨氫裝置節氫管理和氫氣網絡整合優化三個關鍵環節入手開展氫氣網絡系統集成優化， 實現氫氣資源的梯級高效利用，

63、提高氫氣利用效率， 降低氫耗、系統能耗和二氧化碳排放。 目前， 工業生產的氫氣主要還是碳基灰氫， 其中煤制氫的碳排放約為24kgCO2/kgH2， 天然氣制氫的碳排放約為10kgCO2/kgH2。 對千萬噸級煉廠開展氫氣資源高效優化利用， 可實現碳減排23萬噸/年， 年增經濟效益30006000萬元。數據來源：石科院研究低溫熱系統設計技術吸收式熱泵技術有機朗肯循環發電技術低溫熱系統診斷分析低溫熱系統潛力分析變熱器技術低溫熱裝置內消除技術蒸汽吸收式制冷技術蒸汽系統耦合優化技術低溫熱資源高效利用平臺石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑26數據來源：石科院研究原油催化

64、裂解生產化工原料技術煉化一體化集成技術可實現原油轉化為化學品，但該路線加工流程長、投資強度大、碳排放高。原油催化裂解技術創新性實現了短流程生產化工原料的路線突破，是應對碳達峰、油轉化而開發的一種原油直接制化學品的新技術。其核心是基于烴分子的裂解反應特性和催化裂化反-再系統的工藝特性，采用分區耦合轉化技術，實現了裂解性能差異顯著的分子在同一系統的高效轉化，可大幅提高化學品選擇性，降低加工過程碳排放。與輕油蒸汽裂解+重油催化裂解集成技術相比，本技術路線碳排放降幅達30%以上。低生焦催化裂化技術催化裂化是石化行業中碳排放大戶，我國石化行業中因催化燒焦產生的碳排放超過5000萬噸/年?！半p碳”背景下，

65、低生焦催化裂化技術是支撐石化行業碳第五節 典型煉油工藝過程降碳技術圖20：低生焦催化裂化技術圖19：氫氣資源高效利用技術石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑減排的有效手段。低生焦催化裂化技術核心是采用中大孔弱酸性基質平臺和高穩定性小晶粒分子篩，以及抗金屬組元構建微-介-大孔結構和活性位可調控的催化裂化催化劑技術，在反應過程中可以實現重油的高效轉化，降低生焦量，進而降低催化劑再生過程碳排放。以200萬噸/年催化裂化裝置為例，本技術的應用可降低碳排放5萬噸/年以上。診斷煉廠氫氣網絡運行狀況，找到系統用氫瓶頸，分析節氫潛力及優化方向，提供氫氣流股匹配規則結合煉廠總圖布

66、局，考慮管網壓力，區域加氫裝置氫氣消耗特點，權衡工程投資成本和操作運行成本，充分依托現有氫管網進行優化改造在實際約束限制下優化氫氣網絡拓撲結構實現氫氣網絡與用氫裝置協同優化，集成優化氫氣分配網絡和加氫裝置最佳操作條件氫夾點分析技術氫氣管網系統集成超結構數學規劃模型用氫裝置氫氣管理耗氫裝置流程模擬27石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑低能耗柴油液相加氫精制技術傳統的柴油加氫精制裝置氫油體積比較高， 氫氣單程轉化率低， 導致氫氣循環量較大， 維持氫氣循環消耗的能量占柴油加氫裝置總能耗的50%左右， 造成能量的不必要消耗。柴油液相加氫精制技術省去了循環氫壓縮機， 在

67、保證反應性能的前提下， 顯著降低了柴油加氫裝置的能耗。 相比傳統的滴流床柴油加氫精制技術， 本技術可實現裝置能耗與碳排放降低50%以上。低碳強度生產化工原料的加氫裂化技術加氫裂化裝置能耗占煉油綜合能耗的6%10%，占煉廠氫氣消耗的50%左右。隨著煉油向化工轉型的深入開展，這一比例將進一步擴大。降低加氫裂化過程能耗和碳排放，是加氫技術發展的重要方向。低碳強度生產化工原料的加氫裂化技術通過開發高性能、 高選擇性加氫精制/加氫裂化催化劑和級配技術， 基于加氫裂化反應區內目標化學反應的精準匹配， 進行分區強化， 提高加氫裂化過程選擇性、降低化學氫耗的同時， 充分利用加氫裂化反應熱， 實現各區域催化劑的

68、最佳反應溫度與加氫裂化反應溫升的匹配。 本技術從電耗、 氫耗以及燃料氣消耗等多角度實現了加工過程碳排放的降低。以200萬噸/年加氫裂化裝置為例，采用本技術可實現綜合能耗降低10%20%，化學氫耗降低5%10%，直接碳排放和間接碳排放合計可降低約5萬噸/年。數據來源：石科院研究二氧化碳二氧化碳372 368 372 376 373 380 42.8kNm3/h0kNm3/h18.4kNm3/h0kNm3/h圖21：低碳強度生產化工原料的加氫裂化技術28石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑數據來源：石科院研究數據來源：石科院研究環己酮肟氣相重排制備己內酰胺技術己內酰

69、胺是重要的基礎有機化工原料， 目前國內外己內酰胺的生產工藝基本全部為環己酮肟液相貝克曼重排 （簡稱液相重排） ， 該技術使用硫酸和液氨， 副產低價值硫酸銨， 工藝流程長、 三廢排放較高，亟需技術轉型升級。氣相重排技術不使用硫酸和氨， 具有原子經濟性高、 流程短、 三廢排放少的特點， 2018年被列入 石化綠色工藝名錄 ， 作為己內酰胺生產過程的顛覆性技術， 其產業化快速推進， 大幅提升了己內酰胺生產過程的競爭力， 將引領己內酰胺行業的高質量綠色發展。以60萬噸/年己內酰胺生產裝置為例， 氣相重排技術每年可實現碳減排110萬噸，萬元產值碳排放降低1.2噸， 碳強度降幅超過65%。第六節 典型化工

70、工藝過程低碳技術高效設備降低催化裂化工藝排放汽提器是催化裂化裝置中的重要組成部分， 其性能的優劣直接影響催化裂化裝置的經濟效益、 穩定操作和碳排放水平。為進一步提高汽提效率、 降低碳排放， 石科院開發了導向板式填料汽提器。 軸向上， 汽提器被填料構件分成不同的區域，各構件之間留有空域； 徑向上， 每個內構件又被導向板分成多個區域。 由此， 汽提器床層被內構件分成多個小流動單元， 氣固相在每個單元內進行交換從而促進床層內氣體和氣-固 “乳化相” 之間的充分接觸， 使得汽提器在汽提效率、 處理量、 操作穩定性以及操作彈性等方面具有明顯的優勢， 汽提效率可提高約20%， 蒸汽量可降低20%， 可有效

71、降低碳排放。催化裂化填料式汽提器技術可通過對待生劑進行汽提， 減少再生器二氧化碳的排放，以200萬噸/年的催化裂化裝置為例， 采用本技術可實現降低近11萬噸/年碳排放。CatalystSteam圖22：催化裂化高效汽提器圖23：環己酮肟氣相重排制備己內酰胺技術特點29石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑漿態床雙氧水技術國內外雙氧水生產技術以蒽醌法為主， 受微球蒽醌加氫催化劑生產和漿態床反應工程技術制約， 目前蒽醌加氫主要以固定床生產工藝為主， 導致生產效率和規模受限， 制約了下游己內酰胺、 環氧丙烷等綠色化工技術的大型化發展， 是亟待解決的 “卡脖子” 技術。漿

72、態床雙氧水生產工藝采用氧化過程強化、 高產能工作液配方等一系列核心技術， 成為現階段最具競爭力的雙氧水綠色生產技術。 國內首套漿態床雙氧水生產工業示范裝置于2019年建成投產， 示范效應明顯。 與傳統固定床技術相比， 漿態床雙氧水生產技術生產過程碳排放強度可降低27%。圖24：漿態床雙氧水綠色生產工藝數據來源：石科院研究高效蒽醌加氫催化劑漿態床 反應器高產能工作液高通量過濾器過程安全 控制技術新型強化 傳質內件CO230石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業2025年碳減排實現途徑分離系統智能優化技術石化行業包含眾多復雜度極高的分離系統， 除了龍頭裝置常減壓之外， 催化裂化、 延遲焦化、

73、 加氫裂化等裝置也都包含處理量大、 結構復雜且工況變化頻繁的復雜分離系統， 其能耗占全廠總能耗的30%50%， 是石化企業節能降碳的重要優化環節。隨著石化行業自動化水平的提升， 多數加工裝置都實現了自動化控制， 但控制參數及工藝設定值仍然以經驗或半經驗為主，對裝置穩定運行及產品分布造成較大風險。 隨著人工智能和大數據技術的發展與應用， 石化行業的智能化解決方案也越來越受到重視。 采用人工智能和大數據挖掘手段， 針對石化行業的復雜分離系統進行模擬與優化， 對于石化企業提質增效、 節能減排、 技術創新均具有積極作用。分離系統智能優化技術， 采用基于人工智能驅動的工藝優化算法， 將工藝機理模型、 人

74、工智能模型和高效優化算法有機結合， 在保障模型精確度和收斂性的前提第七節 智能化提升過程效率數據來源：石科院研究下， 提高模型運算速度， 對生產工況和優化目標的調整給予及時響應， 提供經濟效益最大化 （考慮能耗指標） 的運行優化方案。以千萬噸級常減壓裝置為例， 通過構建分離系統智能優化平臺， 可提高換熱終溫46， 降低能耗0.52.1千克標油/噸，減少碳排放1.04.2萬噸/年， 提高裝置輕收/總拔0.5%1.5%， 經濟效益增加20005000萬元/年。圖25：分離系統智能優化平臺31總碳排放量降低44.57萬噸/年萬元產值碳排放降低0.26噸石化行業低碳發展白皮書 | 第三章 石化行業20

75、25年碳減排實現途徑傳統煉油將石油按照不同沸程切割成若干餾分， 將不同餾分進一步加工生產石油產品。 在該過程中各餾分中的部分組分不能被充分、 合理利用， 煉油的過程選擇性和反應效率仍有進步空間。組分煉油是提升石油煉制效率、 降低煉油能耗的優選路徑， 其核心是采用先進的分離技術對原油或其不同餾分進行烴組分分離， 然后對分離后的組分進行煉制。 基于同類烴組分的集中加工， 可大幅提高反應過程選擇性、 提升產品附加值、 降低加工過程碳排放。第八節 組分煉油數據來源：石科院研究數據來源：石科院研究圖27：組分煉油碳減排示意圖26：反應裝置模擬優化平臺反應裝置模擬優化技術“雙碳” 戰略的推進和全面落實，

76、能耗雙控指標的嚴控， 均促使節能降碳成為石化行業發展的主旋律， 以綠色低碳為導向的石化行業反應裝置模擬優化是煉油過程技術創新與突破的重要抓手和必然趨勢。 基于工藝機理、 流程模擬與數據驅動技術， 為煉廠反應裝置建立單模式、 多模式及協同模式下的模擬模型， 充分發揮多樣化、 定制化建模優勢， 構建能量流驅動物質流、 物質流產生或影響能量流的動態關聯模型， 促進基于生產效率、 產品品質提高， 加工能耗、 碳排放降低的生產運行優化。實際應用驗證表明， 通過開展反應裝置模擬優化， 可有效提高能源利用效率， 降低加工過程碳排放， 實現2%15%的能耗與碳排放降低。對于千萬噸級煉廠的化工轉型， 采用組分煉

77、油理念進行流程再造， 可實現全廠碳排放降低近45萬噸/年， 萬元產值碳排放降低0.26噸， 碳強度降幅超過10%。32石化行業低碳發展白皮書 | 第四章 石化行業2030年碳達峰技術支撐石化行業低碳發展白皮書 | 第四章 石化行業2030年碳達峰技術支撐33第四章 石化行業2030年碳達峰 技術支撐生物航煤全生命周期研究表明， 采用可持續的航空燃料依然是航空運輸業應對碳減排的主要選擇。 生物油脂作為可持續原料的重要組成部分， 目前依然是生物航空燃料的主要來源。油脂類原料生產噴氣燃料的技術通常采用加氫技術。 油脂原料經過預處理脫除部分雜質后進行加氫處理反應， 在加氫處理反應過程中脫除原料中的O、

78、 S、 N及其它雜原子， 然后通過加氫轉化制備出噴氣燃料組分。 按照目前的標準要求， 生物噴為實現石化行業2030年碳達峰的總體目標， 上下游產業鏈需協同發力， 科學規劃產業發展， 合理安排和推進產能建設， 確保經濟發展與綠色轉型齊頭并進。 新階段、 新要求、 新氣象， 核心技術的創新為清潔生產、 過程強化升級、 產業價值提升提供強大助力， 在2025年前碳減排的基礎上， 生物基燃油與潤滑油、 循環經濟技術革新、 低碳強度基礎化學品生產技術將有力支撐和加速石化行業碳達峰的實現， 同時為構建工業體系低碳產業鏈做好準備。氣燃料在航空煤油中的最大調合比例可達50%?；诓煌脑虾图庸み^程， 噴氣燃

79、料的碳排放效果有所差異。 采用廢棄油脂生產的噴氣燃料相對于石油基噴氣燃料， 全生命周期碳減排可達80%以上。第一節 生物基燃油與潤滑油數據來源：石科院研究生物基燃油與潤滑油技術 生物航煤 生物柴油 生物基潤滑油循環經濟技術革新 廢塑料化學循環技術低碳強度基礎化學品生產技術 低碳強度丙烯生產技術 低碳強度芳烴生產技術圖28：石化行業2030年碳達峰技術支撐圖29：生物航煤全生命周期示意圖石科院技術生產34石化行業低碳發展白皮書 | 第四章 石化行業2030年碳達峰技術支撐數據來源：石科院研究生物柴油加氫技術制備的烴基生物柴油具有熱值高、十六烷值高、低溫流動性好等優點。與化石能源相比，烴基生物柴油

80、具有實現可持續發展的獨特優勢，可與現代交通運輸體系相融合，在減少對化石能源的依賴，實現碳減排等方面具有重要意義。油脂原料經過預處理脫除部分雜質后進行加氫處理反應，在加氫處理反應過程中脫除原料中的O、S、N及其它雜原子，然后采用異構化反應來調整產品的凝固點。加氫法生物柴油與石油基柴油烴組成類似，可以任意比例調合。與石油基柴油相比，以廢棄油脂生產的生物柴油全生命周期碳減排可達80%以上。生物基潤滑油我國潤滑油生產和消費量巨大，98%以上由傳統石油加工過程制備。潤滑油泄露、溢出、蒸發或不當處理會對自然環境造成嚴重污染。隨著環境保護受到廣泛重視，生物基潤滑油因具有可再生、可生物降解、可適用于環境敏感區

81、域的優點，成為潤滑油行業的新增長點。由石科院研制的生物基GF-5汽油機油采用生物基潤滑油及功能添加劑高效復配技術，通過了理化性能測試、模擬評定測試和全部7個標準發動機評定試驗，是目前我國唯一的具有核心自主知識產權的生物基GF-5發動機油技術；生物基液壓油綜合性能完全滿足ISO15380中HEES類別的全部指標要求，部分性能遠實現廢塑料的高價值循環利用已成為全球面臨的重大課題。 我國垃圾場廢棄塑料存量約10億噸， 每年新生垃圾塑料超過6,000萬噸， 目前廢塑料的利用主要采用焚燒發電形式， 該過程會產生大量CO2排放。石科院廢塑料化學循環技術可針對不同廢塑料原料靈活選擇不同的預處理技術路線， 熱

82、解油收率大于80%。 熱解油進入石化企業可高效地轉化為塑料單體或聚合物， 實現了塑料的閉環循環， 具有較強的碳減排競爭力和顯著的循環經濟效益。與原油生產路線相比， 廢塑料化學循環生產塑料單體時， 產品碳足跡降低40%以上。 在原油80美元/桶價格體系下， 與焚燒發電相比， 廢塑料化學循環萬元產值碳排放降幅達80%以上。 以我國三分之二的廢塑料實施化學循環計算， 每年可實現碳減排4,700萬噸。第二節 循環經濟技術革新圖30：生物基GF-5汽油機油發動機試驗及行車試驗超指標要求。生物基汽油機油、生物基液壓油全部通過生物毒性實驗，生物降解率高于60%。生物基潤滑油技術不僅可以減少石油依賴，還可大幅

83、降低產品生命周期碳足跡。35石化行業低碳發展白皮書 | 第四章 石化行業2030年碳達峰技術支撐低碳強度丙烯生產技術“雙碳” 背景下， 丙烷脫氫技術日漸成為支撐丙烯低碳生產的重要技術。 丙烷脫氫反應工藝過程中丙烷單程轉化率和丙烯選擇性是決定體系碳排放的關鍵因素， 較高的單程轉化率和丙烯選擇性可以提高反應效率、 降低丙烷丙烯分離能耗。通過對催化反應過程的本質認識， 石科院經自主創新成功開發了高效移動床丙烷脫氫催化劑PST-100， 其活性高、 選擇性好、 積炭速率低， 從而可有效提高轉化率、 提高目標產品收率、 降低碳排放?；赑ST-100催化劑， 石科院進行工藝低碳強度芳烴生產技術芳烴作為重

84、要的化工原材料， 其生產主要有液液抽提工藝和抽提蒸餾工藝。 液液抽提工藝處理高芳烴含量原料時需要大量混兌抽余油產品， 大量返洗液在抽提塔與汽提塔之間循環， 過程能耗較高。 抽提蒸餾工藝雖具有投資省、 能耗低的優勢， 但生產BTX時苯產品收率偏低、 甲苯純度偏低。石科院以抽提蒸餾技術為核心， 創新組合液液抽提工藝， 成功開發出新一代低能耗芳烴抽提技術 （SED-BTX） 。 該技術在高純度、 高收率得到BTX產品的同時， 大大降低了裝置的能耗物耗， 達到了節能降碳的目的。采用SED-BTX工藝比傳統的液液抽提工藝每噸進料綜合能耗降低18%， 萬元產值碳排放降低58 kg。流程的創新設計， 開發了

85、低能耗低碳排放的移動床丙烷脫氫制丙烯成套技術（SPDH） 。 通過對反應壓力、 氫烴比的調節優化， 進一步提高了反應單程轉化率和選擇性， 通過加熱爐節能優化、 反應再生流程優化等方法進一步降低裝置能耗?；赑ST-100催化劑強度高、 粉塵生成量低等優良特性， 結合工藝優化設計實現裝置長周期穩定運行， 可大幅減少開停工過程的無效碳排放， 確保丙烯碳足跡維持低位。通過先進催化劑和先進工藝的結合， 相較同等規模的丙烷脫氫裝置， SPDH工藝的碳排放可降低10%以上。第三節 低碳強度基礎化學品生產技術數據來源：石科院研究圖31：低碳強度的丙烷脫氫技術特點圖32：低碳強度芳烴生產技術流程石化行業低碳發

86、展白皮書 | 第五章 石化行業2060年碳中和路徑策略3637石化行業低碳發展白皮書 | 第五章 石化行業2060年碳中和路徑策略第五章 石化行業2060年碳中和 路徑策略為實現石化行業2060年碳中和的戰略目標， 全面建設綠色低碳循環發展的經濟體系和清潔低碳安全高效的能源體系， 產業結構和能源結構將發生顛覆性調整， 新能源的逐步替代和可再生能源的大力發展將成為關鍵引領。 在 “零碳” 產業的構建過程中， 應發揮行業優勢， 選擇重點產品， 突破關鍵技術， 加強科技支撐。 綠氫保障、 CCUS、 電氣化實施等技術的升級和突破將成為石化行業實現碳中和的重要路徑策略。綠氫保障技術 電解水制氫技術 生

87、物質氣化制氫技術CCUS技術 CO2加氫制航煤技術 CO2加氫制甲醇技術 CO2甲烷干重整制合成氣技術 CO2輔助化學降黏提高稠油采收率技術 微藻技術電氣化技術 電氣化實施技術典型煉油技術低碳發展路徑 以催化裂化為例圖33：石化行業2060年碳中和路徑策略電解水制氫技術當前，國內氫氣的年消費量約為3,000萬噸，氫氣主要來源于化石能源制氫，這種制氫方式會產生較大的碳排放。PEM電解水制氫是以水為原料，在可再生能源電力的驅動下將水轉化為氫氣和氧氣，幾乎不產生碳排放。PEM電解水制氫采用具有良好化學穩定性、質子傳導性和氣體阻隔性的質子交換膜作為固體電解質，在電力驅動和陰陽極催化作用下將水分解為氫氣

88、和氧氣，具有制氫效率高（85%）、氫氣純度高(99.999%)、出氫壓力高（3 MPa）、響應速度快（秒）、結構緊湊、體積小等優點，與波動性和隨機性較大的風電、光電等可再生能源電力具有良好的互補性。相比于煤制氫和天然氣制氫， 基于可再生能源電力的PEM電解水制氫每生產1噸H2將分別減少20噸和10噸左右的CO2排放。我國每年3,000萬噸氫氣產量中煤制氫與天然氣制氫占比分別為65%和15%， 如果其中10%用PEM電解水制氫替代， 每年可實現碳減排3,500萬噸。第一節 綠氫保障數據來源：石科院研究圖34：電解水制氫技術石化行業低碳發展白皮書 | 第五章 石化行業2060年碳中和路徑策略38C

89、CUS技術是全球應對氣候變化的關鍵技術之一，因其可消納、轉化大量CO2被認為是實現碳中和的有效且必要步驟。CO2加氫制航煤技術當前世界各國均在開發基于CO2捕集技術的CO2綜合利用技術，CO2加氫可以獲得具有更高經濟價值的多碳有機化合物，其中CO2加氫直接制備噴氣燃料是一項顛覆性戰略技術?；谛卵芯坎呗缘男滦筒牧虾痛呋瘎┰O計與催化體系構建是實現CO2加氫轉化的關鍵。 石科院組合式高效CO2制航煤成套技術可實現CO2單程轉化率達41.6%、 航煤餾分選擇性達51.1%的水平。與石油基航煤相比，CO2加氫制航煤全生命周期碳減排近3.0噸/噸航煤，以EIA2019年展望數據預測的2050年全球航煤需

90、求6.49億噸為基礎，即使CO2加氫制航煤實現20%的替代，全球每年的二氧化碳減排量仍可達近4億噸。第二節 CCUS技術數據來源：石科院研究生物質氣化制氫技術生物質是唯一的天然可再生碳源和大部分化石燃料的有效替代品。 相較于核能、水能、 風能、 地熱能等， 生物質能具有分布廣泛性、 豐富性、 可再生性、 低污染性的特點， 被認為是理想的可再生能源。 利用生物質生產綠氫不僅能夠減少能源行業對化石資源的依賴， 還能夠降低CO2排放， 助力循環經濟發展， 是未來能源產業發展的重要方向之一。結合不同生物質的氣化特性， 生物質經干燥、 研磨、 粉碎和造粒等步驟處理后， 經生物質氣化、 生物質氣凈化、 水

91、汽變換、氫氣提純等手段， 獲得凈碳排放近零的綠氫， 可有效解決現有化石能源制氫過程中碳排放高的問題。與現有天然氣制氫相比，采用生物質制氫技術每生產1噸H2可減少9噸左右的 CO2排放。圖35：生物質氣化制氫技術圖36：新型多孔反應材料圖37：CO2吸附計算模擬數據來源：石科院研究39石化行業低碳發展白皮書 | 第五章 石化行業2060年碳中和路徑策略CO2加氫制甲醇技術CO2加氫制甲醇技術既可實現CO2資源化利用，又可將風能、太陽能制備的綠電轉化為可儲可運的化學能，是一種綠色低碳的儲能技術，是實現碳中和的重要技術支撐。石科院項目團隊針對銦基催化劑體系開展研究，已完成催化劑開發，CO2單程轉化率

92、15%，甲醇選擇性85%，有機相甲醇含量99.5%。結合膜反應器打破熱力學限制對反應過程進行強化，項目團隊開發出先進的CO2加氫制甲醇技術，可為10萬噸/年裝置提供工藝包技術支撐。與煤制甲醇相比，CO2和綠氫反應制甲醇可減排2噸CO2/噸甲醇。據國際貨幣基金組織預測，為實現2030年2的控溫目標，每噸二氧化碳定價應在75美元左右，按照這一標準計算，10萬噸甲醇生產實現的碳減排價值高達1,500萬美元/年。數據來源：石科院研究數據來源：石科院研究CO2甲烷干重整制合成氣技術甲烷（CH4）干重整即CH4和CO2反應生成合成氣，該反應同時利用了CH4和CO2這兩種溫室氣體，而產品合成氣又是化工領域重

93、要的平臺原料，可以用于甲醇合成、F-T合成、羰基合成等，因而甲烷干重整被認為是一條極具吸引力的CO2大規模利用的有效途徑。以年產36萬噸合成氣裝置為例，每年可以消耗6.2萬噸CO2，相當于340萬棵樹一年的CO2吸收量，減排效果顯著。圖38：CO2加氫制甲醇技術圖39：CO2甲烷干重整制合成氣技術40CO2吸附計算模擬石化行業低碳發展白皮書 | 第五章 石化行業2060年碳中和路徑策略微藻固碳技術微藻是能夠進行光合作用的單細胞生物，能夠將無機碳與無機氮以極高的效率轉化為有機碳（主要為糖類與脂質）和有機氮（主要為蛋白質），具有非常高的應用價值。微藻一方面能夠實現“加法”，生產大量富含脂肪與蛋白質

94、的生物質；另一方面能夠實現“減法”，將化石能源應用釋放的CO2與NOX進行吸收與固定，助力碳達峰、碳中和與大氣污染治理目標的實現。CO2輔助化學降黏提高稠油采收率技術隨著輕質原油地下儲量逐漸減少， 稠油比例日漸增大， 對稠油的高效開采逐漸引起重視。 然而稠油密度大、 黏度高、 流動性差， 給開采和集輸帶來很大困難， 開發難度遠大于普通油藏， 亟需尋求一種高效降每生產1噸微藻生物質，能夠吸收1.83噸CO2，同時吸收0.2噸NOX。以3,400畝的規模開展微藻養殖，每年能夠吸收1萬噸CO2，同時生產約5,400噸高蛋白微藻生物質，市場價值可達7,000萬元。黏技術來提高稠油采收率， 實現稠油高效

95、開發。CO2與原油有很好的互溶性， 可顯著降低原油黏度， 使原油體積大幅度膨脹， 增加地層的彈性能量。 CO2溶于水使其碳酸化， 碳酸水與油藏的碳酸鹽反應， 可以提高地層滲透率， 疏通油流通道。 將捕集的工業尾氣中的CO2注入稠油油藏， 可以輔助化學降黏， 改善稠油流動性， 提高稠油采收率。 同時可以將注入的CO2絕大部分消耗、 滯留地下， 實現CO2封存。數據來源：石科院研究數據來源：石科院研究石化行業碳排放除了由化石能源燃燒引起的直接碳排放， 還包括外購電力引起的間接碳排放， 該部分碳排放約占石化行業總排放的10%左右。 降低電力引起的碳排放主要包括兩方面措施： 一是應用節能新技術和新設備

96、以及進行電力設施的優化； 二是采用新型的電力系統， 這也是最關鍵的手段。 隨著以新能源為主體的新型電力系統建設目標的提出， 我國電網會不斷地向清潔化發展， 石化行業由電力引起的碳排放將逐漸降低。據國家統計局公開信息，2021年我國電力結構中以煤炭為主的火力發電約占71.13%， 據預測， 2050年后我國電網中，風、 光發電占比大幅度提升， 占比將均在30%以上， 水電和核電占比保持在10%左右， 火電占比低于9%。 至2060年， 國家電網碳排放因子會降低97%左右， 屆時石化行業由電力引起的間接碳排放將比當前降低97%左右。第三節 電氣化實施圖40：CO2輔助化學降黏采油示意圖41催化裂化

97、是煉油工藝過程中的關鍵技術， 在重油加工過程中起著不可替代的重要作用， 然而催化裂化碳排放較高的特點決定了必須加快其低碳發展。 催化裂化技術低碳發展路徑可歸納為如下幾方面：第四節 典型煉油技術低碳發展路徑以催化裂化為例1. 催化材料在2025年前催化劑活性組分材料仍然為目前廣泛采用的沸石分子篩， 隨著汽油需求達峰以及兼產丙烯需求， 2030年前催化材料將轉為擇形沸石， 其后隨著固體堿材料的開發至2040年將轉型為擇形沸石及固體堿催化， 預計到2050年催化材料將發展為沸石限域金屬、 固體堿及氧化物。2. 反應模式現行催化裂化主要采用提升管反應工藝， 其后在多產丙烯等低碳烯烴的驅動下， 反應模式

98、將向提升管+床層或多反應區的反應模式轉變， 同時開發新結構流態化反應系統， 并逐漸成為新型低碳催化裂化技術的未來反應模式。3. 燒焦方式2025年前仍會沿用現在的空氣流化燒焦方式， 同時研發純氧再生與造氣耦合技術， 探索富氧再生+CCUS再生燒焦方式， 隨著煉廠碳中和目標的推進， 低碳排放的燒焦方式將實現推廣應用。4. 原料類型現行條件下催化原料輕質化是最為可行的降碳手段， 生物質油、 廢塑料油等可再生原料及低生焦組分將越來越多的成為催化裂化原料。 隨著循環經濟的深入發展， 生物質油、 廢塑料油等可再生原料將成為未來催化裂化技術的主要原料組分。石化行業低碳發展白皮書 | 第五章 石化行業206

99、0年碳中和路徑策略42未來低碳催化裂化技術將是以加工可再生原料、 低生焦組分生產低碳烯烴和其它合成材料原料的催化轉化過程， 并在能量轉換、 傳遞及驅動化學反應中廣泛采用成熟的綠電、 綠氫和綠氧， 實現催化裂化技術的低碳發展。數據來源：石科院研究圖41：催化裂化技術的低碳發展路徑石化行業低碳發展白皮書 | 第五章 石化行業2060年碳中和路徑策略石化行業低碳發展白皮書 | 第六章 邁向2060，石化行業低碳發展路線圖43石化行業低碳發展白皮書 | 第六章 邁向2060，石化行業低碳發展路線圖44第六章 邁向2060， 石化行業低碳發展路線圖展望未來，伴隨石化行業綠色低碳轉型發展的趨勢，以碳中和作

100、為遠景目標，既是行業本身面臨的時代挑戰，也是調整產業結構、提高競爭力、實現生態文明可持續發展的機遇。企業應化挑戰為機遇，積極擁抱產業變革、順應低碳發展趨勢。一方面，通過能源資源高效利用、流程優化、清潔能源替代等方式促進現有裝置能效提升；另一方面，關注并探索先進降碳技術的發展及商業化應用，積極開展試點，為低碳轉型升級做好準備。通過不同時期可采用的碳減排技術對石油化工生產過程碳減排貢獻進行預測，在2060模型測算情景下，典型煉油企業可實現凈零排放。圖42：煉油企業碳減排路線圖數據來源：石科院研究45石化行業低碳發展白皮書 | 第六章 邁向2060，石化行業低碳發展路線圖實現碳中和是一個較為漫長的轉

101、型發展過程，不能一蹴而就。根據關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見提出的2025年、2030年、2060年三大階段目標，石化行業的碳減排過程和目標也應進行相應分解和細化。以石油加工及石油制品生產過程為研究對象， 結合各減排技術的技術成熟期， 對不同階段的碳排放總量及減排潛力進行預測。 現階段， 成品油仍然是終端石油消費的主要產品， 在測算模型中， 石化行業的碳排放總量為5.22億噸CO2/年。據預測， 2025年國內原油加工量將達到7.9億噸， 同時成品油消費量近峰值， 化工原材料產量大幅提升， 若不采取任何減排措施， 石化行業碳排放將達6.38億噸。若企業積極采取能效提升

102、、 用氫效率提升等可行的降碳措施， 同時考慮到從現在到2025年只有短短3年的時間， 綜合考慮可行減碳措施實施率70%的情境下， 可實現碳減排0.99億噸， 行業碳排放量約5.39億噸。隨著 “雙碳” 政策的持續推進， 石油的燃料功能將會不斷弱化， 而人民生活水平的提高將帶動石化原材料需求的不斷攀升，煉化一體化企業的優勢將進一步顯現，推動中國在2030年左右達到石油需求峰值， 預計約8.2億噸， 在該階段若不采取任何減排措施， 石化行業碳排放將達7.04億噸。 但隨著節能降碳措施的深入實施， 以及系列工藝過程降碳技術的逐漸成熟及不斷普及， 可實現碳減排1.51億噸， 可將石化行業的碳排放總量控

103、制在5.53億噸CO2/年。接下來， 隨著化石燃料替代和電動汽車的加快普及， 到2060年， 石油消費量會逐步下降到2.5億噸以下， 由于該階段石油主要以石化原材料為主， 噸油加工碳排放強度將大幅升高， 在不考慮任何減排措施的情況下， 原油加工產生的碳排放將達3.64億噸。 但在該階段清潔能源將在煉廠普及應用， CCUS、 綠氫等技術也逐漸成熟并大規模商業化應用， 將對石化行業起到極大的減排作用， 根據模型預測， 本階段利用系列降碳技術可以助力石化行業整體實現凈零碳排放。圖43：石化行業不同時期碳減排量預測數據來源：石科院研究結語全球氣候變化正在深刻影響著人類生存與發展， 是當今國際社會共同面

104、臨的重大挑戰。 2020年9月我國提出碳達峰、 碳中和的目標和愿景， 這既是中國向世界的莊嚴承諾， 彰顯了在構建人類命運共同體中的大國擔當； 同時也是我國經濟社會未來發展的重要指引， 是實現高質量發展的必經之路?！半p碳” 背景下， 石化行業面臨轉型與脫碳的雙重壓力， 但同時也面臨新形勢下的巨大發展機遇。 能效提升、 過程強化、 資源高效利用在為石化行業實現降碳的同時， 還可以為企業創造巨大經濟價值， 提升企業競爭力。 可再生能源使用、 循環經濟構建在大幅降低生命周期碳排放的同時， 還為行業的高質量發展提供了新動能。 低碳產品設計與生產、 綠氫供給、 綠氫煉化則屬于典型的行業間低碳耦合發展模式，

105、 可以在打造全社會低碳產業鏈與低碳供應鏈中充分貢獻石化力量。中國石化石科院充分考慮石化行業發展現狀與 “雙碳” 目標要求， 開發了系列低碳技術， 可以為行業的高質量低碳發展提供全面技術支撐和一體化解決方案。作為全球領先的專業服務機構，德勤在積極履行氣候變化承諾的同時，整合內外部資源，為石化行業提供“端到端”的綜合解決方案，通過提供氣候變化與脫碳管理、可持續金融、ESG報告、可持續供應鏈和循環經濟五大領域的專業服務，助力客戶應對不斷變化、難以預測的外部環境，引領企業邁向更可持續的未來。石化行業低碳發展白皮書 | 結語46石化行業低碳發展白皮書 | 主要工作人員47主要工作人員聯系人中國石化石油化

106、工科學研究院德勤中國吳昊王琪詹偉祥于博賀興友冒昕燁王之溪秦康郭曉波許昀Robert Hansor王蘊鄧敏衲 李延軍屈倩如 解增忠曹彤 董葉偉吳昊中國石化石油化工科學研究院技服中心（低碳中心）曹彤德勤中國能源、資源及工業行業石化行業低碳發展白皮書 | 致謝48致謝碳達峰、 碳中和目標的提出將石化行業轉型發展推向了一個新的高度， 本白皮書致力于低碳發展從愿景到行動的推進。 白皮書的編寫凝聚了中國石化石科院和德勤中國多領域專家的智慧和貢獻， 對以下參加本項目工作的人員致以衷心的感謝。參加工作人員 （以姓氏筆畫排序） ：于善青、 習遠兵、 王肸、 王春明、 王威、 王慧宇、 葉思施、 田雅楠、 史曉迪

107、、 朱丙田、 朱金泉、 朱振興、 朱桉、 伍芬琳、 任曄、 劉必心、 劉宇鍵、 劉昕洋、 劉鋒、 紀柯、 嚴加松、 蘆澤龍、 李帆、 李明洋、 李強、 李鵬、 楊軼男、 楊雪、 楊超、 何躍、 況成功、 張楊、 張曉昕、 陳文斌、 陳瑩、 范瑛琦、 魚鯤、 趙廣樂、 趙明、 趙娜娜、 趙銳、 宮濱、 夏長久、 顧方偉、 顧玲、 徐珂忻、 徐潤、 欒學斌、 高國華、 梅紅、 龔劍洪、 渠紅亮、 葸雷、 謝安、 謝麗、 甄棟興、 蔡立樂、 蔡凱在本書編寫與校對過程中， 中國石化石科院及德勤中國大量工作人員提供了寶貴的基礎研究數據， 并提出了許多有益的意見與建議， 在此一并表示感謝。由于石化行業低碳

108、發展研究的創新性與技術的復雜性， 書中內容若有不妥之處， 衷心歡迎讀者批評指正。中國石化石科院和德勤中國將長期致力于石化行業的低碳發展研究， 未來也將推出更多的低碳發展解決方案。49關于石科院石化行業低碳發展白皮書 | 關于石科院中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院（以下簡稱石科院）是中國石化直屬的石油煉制與石油化工綜合性科學技術研究開發機構，創建于1956年。石科院以石油煉制技術的開發和應用為主，注重油化結合，兼顧相關石油化工技術的研發。近年加強了在新型替代燃料和新能源領域的創新，正在向全方位的以煉油為主、油化結合的能源型研發機構轉變。石科院下設20個研究部門，擁有一支綜合技術優勢突出

109、的科研隊伍，目前職工總數1100余人，其中中國科學院、中國工程院院士4人。擁有近千套中小型煉油和石油化工試驗裝置及各種化學分析儀器，涉及煉油工藝、石油化工、精細化工和添加劑、油品應用、低碳發展研究等領域。石科院有煉油工藝與催化劑國家工程研究中心、石油化工催化材料與反應工程國家重點實驗室、國家能源石油煉制技術研發中心、工業產品質量控制和技術評價實驗室，中國石化潤滑油評定中心、中國石化水處理技術服務中心、中國石化生物液體燃料重點實驗室、中國石化重（劣）質油及非常規油氣資源煉制技術重點實驗室、中國石化分子煉油重點實驗室、中國石化芳烴技術重點實驗室等機構。石科院是全國石油產品標準化歸口單位，是國家石油

110、產品質量監督檢驗中心、中國石油學會石油煉制分會的掛靠單位。經過60余年的建設和發展，石科院已經成為科研力量雄厚、裝備齊全，石油煉制與石油化工科研開發、技術許可、技術咨詢和技術服務相結合的綜合性研究開發機構。截止2020年底，共獲得部級以上獎勵的科技成果987項，國家級獎勵134項。累計申請國內專利9814件，獲授權6701件；申請國外專利1436件，獲授權889件。獲中國國家知識產權局和世界知識產權組織聯合頒發的中國專利金獎8項、銀獎1項、優秀獎19項。面向未來，石科院將不斷增強自主創新能力，充分發揮科技創新的支撐和引領作用，努力打造世界一流的綠色低碳能源化工科學研究院，為石化行業高質量低碳發

111、展提供全方位技術支撐。石科院石油化工低碳經濟研究中心 （低碳中心） 成立于2021年7月， 聚焦于石化行業低碳數據庫建設與低碳技術服務等工作， 承擔國家工信部石化行業 “雙碳” 平臺建設， 系統性開展石化行業碳排放盤查、碳足跡核算、 降碳潛力分析診斷、 能效提升技術服務、 資源高效利用研究、 低碳技術應用規劃、 碳達峰碳中和路線圖設計等工作， 為企業提供系統化低碳技術服務， 助力行業高質量低碳發展。關于德勤Deloitte（“德勤”）泛指一家或多家德勤有限公司，以及其全球成員所網絡和它們的關聯機構（統稱為“德勤組織”）。德勤有限公司（又稱“德勤全球”）及其每一家成員所和它們的關聯機構均為具有獨

112、立法律地位的法律實體，相互之間不因第三方而承擔任何責任或約束對方。德勤有限公司及其每一家成員所和它們的關聯機構僅對自身行為及遺漏承擔責任，而對相互的行為及遺漏不承擔任何法律責任。德勤有限公司并不向客戶提供服務。請參閱 了解更多信息。德勤是全球領先的專業服務機構，為客戶提供審計及鑒證、管理咨詢、財務咨詢、風險咨詢、稅務及相關服務。德勤透過遍及全球逾150個國家與地區的成員所網絡及關聯機構（統稱為“德勤組織”）為財富全球500強企業中約80%的企業提供專業服務。敬請訪問 本通訊中所含內容乃一般性信息，任何德勤有限公司、其全球成員所網絡或它們的關聯機構（統稱為“德勤組織”）并不因此構成提供任何專業建議或服務。在作出任何可能影響您的財務或業務的決策或采取任何相關行動前，您應咨詢合資格的專業顧問。我們并未對本通訊所含信息的準確性或完整性作出任何（明示或暗示）陳述、保證或承諾。任何德勤有限公司、其成員所、關聯機構、員工或代理方均不對任何方因使用本通訊而直接或間接導致的任何損失或損害承擔責任。德勤有限公司及其每一家成員所和它們的關聯機構均為具有獨立法律地位的法律實體。 2022。欲了解更多信息，請聯系德勤中國。Designed by CoRe Creative Services. RITM1000222