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炼化行业在“双碳”目标下生产经营的转型发展

2021-11-22周吟秋中国石油四川石化有限责任公司

现代经济信息 2021年30期
关键词:炼化双碳

周吟秋 中国石油四川石化有限责任公司

一、“十四五”期间炼化行业市场环境面临新挑战

(一)“双碳”目标倒逼石油消费提前达峰

根据历史规律,经济、人口、节约和替代是影响能源消费的主要因素,目前又增加了一个新的推手——碳排放达峰、碳中和目标。2020年9月22日,习近平总书记在第75届联合国大会一般性辩论上宣布“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。实现“双碳”目标,重点在于能源结构的快速调整和节能降耗的力度加大。石油作为一个主要的化石能源品种,未来消费增长势必受到限制。2013年,中国石化集团经济技术研究院在“中国石油消费峰值研究”中推断,中国的石油需求将在2027年前后达峰;如果全社会加大调整力度,估计达峰时间还会提前。石油需求达峰,对炼化行业的直接影响是原油加工规模、乙烯和对二甲苯等化工产品装置开工率可能会受限。

(二)炼化投资热点仍然在中国,加剧市场竞争压力

从目前公开的企业规划资料看,“十四五”期间仍然是炼油和化工产能建设的投资高峰期。到2025年,中国炼油加工规模将接近10亿吨/年,乙烯装置产能将超过6 300万吨/年,均跃居全球第一。从区域市场来看,成品油传统过剩地区辽宁省和山东省,由于加大结构调整,资源富余压力略有缓解;浙江省和广东省将出现大量过剩,2025年沿海地区成品油出口量将达6 500万吨以上。从化工产品市场平衡来看,2019年,主要产品平均产能基本满足需求,各品种情况不同,有的紧缺,有的过剩,过剩品种数量占比达60%;2025年,产能过剩的品种数量占比将达到75%以上。以对二甲苯产品为例,“十三五”期间消费对外依存度在60%以上,“十四五”期间将逐步变成过剩。苯乙烯前几年的需求增量比较平稳,产能建设非常少,近几年产能建设规模是前10—15年产能建设之和,产能过剩压力很大,苯乙烯市场竞争日趋激烈。

二、未来中国炼化行业发展的新特点

一是“以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的发展新格局”确定了“十四五”期间炼化行业发展基调。当前,中国化工行业仍存在产品贸易逆差、低端产品过剩、高端产品不足等问题,通过“双循环”发展,中国市场空间仍有较大成长潜力。外部市场以“一带一路”为导向,与沿线国家开展国际产能合作将带来经济增长、产业发展的新机遇。炼化企业在国内、国际“双循环”的有效运作,需要打破现有体制机制壁垒,着力产业创新发展。

二是行业面临利润下行压力,产能出清、企业重组不可避免。“十四五”期间,由于产能建设快于需求增速,特别是新冠肺炎疫情得到控制需要较长时间,产品市场势必受到冲击,总体上炼化行业利润率将处于下滑通道,且恢复程度难以达到前5年的水平。据中国石化集团经济技术研究院有限公司估算,中国效益差、规模小、非一体化的企业产能约占总量的10%—12%,这些企业将面临深刻调整。

三是新兴产业催生高端材料消费,生产技术难点亟待突破。新兴产业、新基建将会催生中国高端产品消费,预计“十四五”高端材料需求年均增长8%以上,快于大宗化工产品的需求增速。要取得市场竞争优势,主要取决于技术突破,这一变化为企业转型升级带来机遇。加大技术研发力度是必须要经历的路径,中国企业可以首先在市场需求较大、对外依存度较高的汽车、电子化学品、建筑材料等领域着手,例如聚烯烃弹性体(POE)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、高强碳纤维、液晶聚合物(LCP)、光学聚乙烯醇(PVA)膜等产品。

四是结构调整、转型发展是“十四五”期间炼化行业必经之路。近几年,炼化行业新旧产能置换为淘汰落后产能提供了一种全新模式,“减油增化”成为转型方向之一,但是无上下游衔接的情况是不可持续的。转型产品的选择应与市场需求相协调,以2025年市场需求、炼油规模和世界平均开工负荷计算,“十四五”期间,炼化产能新增和退出的置换比例约为1∶0.9,一体化产能占比控制在55%—60%较为适宜。

五是新能源汽车快速发展既降低石油需求,也给炼化行业带来转型机遇。按照国家的节能与新能源汽车发展规划,2025年中国新能源汽车渗透率将达20%,随着电池技术进步,2035年渗透率将攀升到50%左右,相应替代汽柴油约1 900万至9 000万吨,这将给炼化行业带来巨大挑战,但也带来转型机遇。随着新能源汽车的发展,炼化企业可以转型介入新能源产业链,特别是在汽车能源补给、汽车轻量化、电池隔膜新材料等方面将有巨大发展空间。

六是借助制造业数字化,促进炼化产业优化升级。未来,加快数字化、智能化发展是炼油化工行业实现高质量发展的必然选择,无论是原油分子信息库,还是智慧供应链、物流能量管理与优化、设备运行优化系统和智慧加油站等,都可以借力数字化,促进炼化行业优化升级,进一步提升行业核心竞争力。

三、碳减排是未来炼化行业发展的难点和重点

(一)全行业要提高碳减排认识

“双碳”目标的实现需要更高水平的发展模式,不能仅仅从降低消费水平的角度来看。“双碳”目标就是要实现全社会特别是能源行业的绿色发展。这需要系统思维,对于能源行业,碳减排也是巨大的发展机会。此外,能源行业碳减排不存在“先慢后快”的节奏,而是需要全程加大碳减排力度,因为后期成本更高,只有这样才能避免被动,为实现全国目标做出贡献。

(二)炼化行业技术创新

要实现“双碳”目标,炼化行业的节能降耗和能源结构快速调整同样重要,特别是2030年前。在所有路径措施中,技术创新显得尤为重要。与“十三五”相比,“十四五”炼化行业技术创新的内容和方向将发生较大变化,即由规模化、清洁化技术转向“油转化工”与节能减排技术,具体主要包括如下技术。

1.低碳燃料和原料的替代技术。一是稳妥推进行业“煤改气”“煤改电”,减少工业用电中煤电的比重,控制化石能源消费量,降低碳排放强度;二是制氢路线清洁化的技术,目前炼化行业制氢主要是以煤炭等化石能源为主的“灰氢”技术,今后要开发以化石能源制氢+二氧化碳捕集与封存(CCS)脱碳的“蓝氢”技术,以及非化石能源发电制“绿氢”的技术,逐步提高自发“绿电”比例。

2.能源系统的优化技术。包括在总体用能改进(物流优化+能源结构优化)、工艺装置优化、装置间热集成、低温热综合利用和公用工程系统优化5个相互关联过程的实施,为炼化企业节能减排奠定基础。

3.生物燃料生产技术。本质上是一种二氧化碳循环利用技术,由于减少石油的使用,从而达到碳减排目的。发展以非粮作物为原料的醇类燃料生产技术,逐步解决原料加工、定向转化和生产成本等问题。扩大生物柴油装置的原料来源,开发先进的低成本、短流程、高收率生产工艺。生物航空煤油生产技术的原料来源于不同类型的动植物油脂,优选具有高脱金属能力和容金属能力的催化剂,通过加氢转化,可获得航空煤油等燃料。

4.高选择性、低能耗的加工技术。炼化催化剂改进和工艺优化是降低装置能耗的重要途径。例如,应用原油直接制烯烃技术,“三烯”(乙烯、丙烯、丁二烯)收率可达37%—44%,节省了炼油中间步骤,既实现“油转化工”,也降低了过程能耗;丙烷脱氢技术能耗较高,但是利用丙烷催化氧化脱氢技术,开发非铂贵金属高效催化剂,选择性高,可实现低排放的目的。

5.“绿电”的化学反应技术。例如,电加热蒸汽裂解技术,碳氢化合物分解成烯烃和芳烃需要消耗大量能量,相关反应需要在850℃才会发生。目前,业内主要是通过燃烧化石燃料来完成升温,通过电力驱动加热过程可切实减少二氧化碳排放。使用可再生电力时,这项具有颠覆性的技术有望实现高达90%的减排比例。

6.塑料绿色循环利用技术。提高一次性塑料机械回收和单体回收的比例,通过热解技术增加回用料塑料,减少原生料的消耗,即可减少化工原料需求,从而降低碳排放。利用二氧化碳生产可降解塑料也是一种碳循环利用的技术,部分降低原生料的需求。例如,通过植物的光合作用,将二氧化碳和水转化为乳酸,再通过直接或间接缩聚生产聚乳酸(PLA)可降解塑料。

7.数字化智能化技术。一是推进智能炼化企业建设;二是推进工程设计数字化;三是推进供应链管理智能化,形成智慧物流与仓储;四是推进生产运行智能化;五是推进知识管理和经营决策智能化。由于效率的提高,数字化、智能化也有助于提高能源利用水平,降低生产过程的碳排放。

(三)政策引导

要实现炼化行业的“双碳”目标,政策引导非常重要。政府既要引导企业生产满足国内需求,更要限制和淘汰落后产能;将能耗和环保评价标准与税费征收相结合,通过市场化手段倒逼低效产能退出市场,推动新旧动能转换;对于不同区域,采取碳排放指标定量控制,倒逼企业利用园区特点进行统筹,调整产业和产品结构,开启低碳发展的新模式。

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