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迈向2060碳中和 石化行业低碳发展白皮书2022年4月H2致辞 4内容摘要 5第一章 全球及中国低碳发展需求 7第一节 全球低碳发展需求 7第二节 中国低碳发展需求 8第三节 各行业系统化低碳发展 9第二章 石化行业低碳转型，势在必行 12第一节 低碳转型驱动因素 12第二节 石化行业低碳发展分析 13第三节 石化行业面临的挑战 16第四节 低碳发展与低碳转型关键重新平衡技术组合 17第三章 石化行业2025年碳减排实现途径 19第一节 石化行业“双碳”平台建设 19第二节 低碳发展的基础碳盘查 20第三节 碳资产管理工具 21第四节 能源资源高效利用降碳技术 23 1.换热网络集成优化技术 23 2.蒸汽动力系统优化技术 24 3.低温余热高效利用技术 25 4.氢气资源高效利用技术 25第五节 典型炼油工艺过程降碳技术 26 1.原油催化裂解生产化工原料技术 26 2.低生焦催化裂化技术 26 3.低能耗柴油液相加氢精制技术 27 4.低碳强度生产化工原料的加氢裂化技术 27 5.高效设备降低催化裂化工艺排放 28第六节 典型化工工艺过程低碳技术 28 1.环己酮肟气相重排制备己内酰胺技术 28 2.浆态床双氧水技术 29目录23第七节 智能化提升过程效率 30 1.分离系统智能优化技术 30 2.反应装置模拟优化技术 31第八节 组分炼油 31第四章 石化行业2030年碳达峰技术支撑 33第一节 生物基燃油与润滑油 33 1.生物航煤 33 2.生物柴油 34 3.生物基润滑油 34第二节 循环经济技术革新 34第三节 低碳强度基础化学品生产技术 35 1.低碳强度丙烯生产技术 35 2.低碳强度芳烃生产技术 35第五章 石化行业2060年碳中和路径策略 37第一节 绿氢保障 37 1.电解水制氢技术 37 2.生物质气化制氢技术 38第二节 CCUS技术 38 1.CO2加氢制航煤技术 38 2.CO2加氢制甲醇技术 39 3.CO2甲烷干重整制合成气技术 39 4.CO2辅助化学降黏提高稠油采收率技术 40 5.微藻固碳技术 40第三节 电气化实施 40第四节 典型炼油技术低碳发展路径以催化裂化为例 41第六章 迈向2060，石化行业低碳发展路线图 44结语 46主要工作人员 47致谢 48关于石科院 49内容摘要随着气候变化的影响加剧，中国紧跟世界的步伐，宣布了“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”的“双碳”气候目标。作为资源型和能源型产业，石化行业碳排量在工业领域居于前列。“十四五”工业绿色发展规划 提出，到2025年，乙烯等重点产品单位能耗需达到世界先进水平，石化行业资源利用水平明显提高，助力推进完善绿色制造体系。为了更好的分析当下石化行业低碳发展的现状及关键步骤，中国石化石科院与德勤中国共同撰写本报告。从中国低碳发展需求出发，延伸至对石化行业低碳转型驱动因素、发展趋势、转型关键及面临挑战的梳理，并按照2025-2030-2060的减排时间目标，对各阶段的重点工作及技术发展展开详述。石化行业2025年碳减排实现途径：“十四五”期间，管理能力提升、能源资源高效利用、工艺优化、智能化提升的融合发展将为石化行业低碳转型提供重要保障。中国石化石科院通过石化行业“双碳”平台建设，为企业提供碳排放数据统计与核算服务，结合碳资产管理软件助力企业管理降碳，开发并推广能源资源高效利用技术、炼油/化工工艺过程降碳技术及智能优化降碳技术等，全面、精准、高效助力石化行业碳减排。德勤作为全球领先的专业服务机构，开发了面向低碳投资与运营的专业化管理软件。石化行业2030年碳达峰技术支撑：为实现石化行业2030年碳达峰的总体目标，上下游产业链需协同发力，科学规划产业发展，合理安排和推进产能建设，确保经济发展与绿色转型齐头并进。在2025年前碳减排的基础上，生物基燃油与润滑油、循环经济技术革新、低碳强度基础化学品生产技术将有力支撑和加速石化行业碳达峰的实现，同时为构建工业体系低碳产业链做好准备。石化行业2060年碳中和路径策略：实现石化行业2060年碳中和的战略目标，全面建设绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系，产业结构和能源结构将发生颠覆性调整，新能源的逐步替代和可再生能源的大力发展将成为关键引领。绿氢保障、CCUS、电气化实施等技术的升级和突破将成为石化行业实现碳中和的重要路径策略。展望未来，伴随石化行业绿色低碳转型发展的趋势，以碳中和作为远景目标，既是行业本身面临的时代挑战，也是调整产业结构、提高竞争力、实现生态文明可持续发展的机遇。企业应化挑战为机遇，积极拥抱产业变革、顺应低碳发展趋势。通过不同时期可采用的碳减排技术对石油化工生产过程碳减排贡献进行预测，在2060模型测算情景下，典型炼油企业可实现净零排放。5石化行业低碳发展白皮书|内容摘要石化行业低碳发展白皮书|第一章 全球及中国低碳发展需求6第一章 全球及中国低碳发展需求 气候变化是全球面临的重要而紧迫的挑战，从环境、社会、经济等多个维度影响着人类的生存和发展。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的报告中，阐述了气候变化带来的八大灾难性风险，分别是：沿海洪灾带来的死亡与伤害 内陆洪灾导致的伤害与经济损失 极端天气对电力、应急及其他系统的破坏 酷暑对贫困地区的影响 气候变暖、干旱及洪灾威胁粮食安全 缺水造成的农业和经济损失 对海洋生态系统造成的损失 对陆地和内陆水域生态系统造成的损失由中国社会科学院和中国气象局联合编纂的 气候变化绿皮书 中亦有进一步阐述：当前全球气候灾害带来的损失多于自然灾害经济损失的90%。1980-2018年间，全球自然灾害事件中，与气象因素相关的天气灾害、水文灾害和气候灾害发生次数分别由1980年间的135次、59次和28次增到2018年的359次、382次和57次。全球气候变化对自然生态系统和经济社会的影响正在加速，全球气候风险持续第一节 全球低碳发展需求石化行业低碳发展白皮书|第一章 全球及中国低碳发展需求7上升。气候变化已经不是未来的挑战，而是眼前的威胁。如果面对气候变化无动于衷，全人类将遭受严重后果。为应对气候变化，2015年，全球近两百个国家通过了 巴黎协定，为全球合作应对气候变化指明了方向和目标，具有里程碑意义。按照这一协定，各方将共同加强举措，应对气候变化威胁，减少温室气体排放，制定了到本世纪末将全球平均温升控制在工业化前水平的2以内，并努力追求1.5温控目标。2021年11月，联合国气候变化框架公约 第26次缔约方大会（COP26）在格拉斯哥闭幕，形成了 格拉斯哥气候协议（Glasgow Climate Pact）。COP26期间，缔约方达成了多项共识，为缓解气候问题提供了确定、可预测的方法：敦促并鼓励发达国家，兑现每年向发展中国家提供1,000亿美元绿色资金的承诺直至2025年 500家金融服务公司将提供超过130万亿美元民间资本助力净零排放实现 建设全球碳交易市场机制 确定全球甲烷减排承诺 逐步减少未采用碳捕集与封存措施的煤电，向低排放能源系统转型截至目前，各缔约方已提交或正在制定各自的中长期低碳发展战略。我们认为，气候变化将是政府和企业在未来十几年的关键议题，承担应对气候变化的共同责任、采取积极的行动将至关重要。同时，全球低碳发展的迫切需求也带来了大量机遇。气候相关财务信息披露工作组（TCFD）将气候相关机遇总结为：资源效率、能源来源、产品及服务、市场与弹性能力五个方面。气候变化的影响波及全球，并可能产生难以挽回的损失。如何避免这种影响取决于我们当前及未来十年所做出的选择。为此，中国及全球各经济体纷纷加快推进减排计划，为迈入低排放未来提供了一条可行之路，在避免因气候变化产生最坏影响的同时，实现长远发展与繁荣。唯有携手与共，凝聚全球力量，即刻果敢行动，方能重塑未来。8石化行业低碳发展白皮书|第一章 全球及中国低碳发展需求2020年，中国正式宣布“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”的“双碳”目标。2021年10月国务院印发2030年前碳达峰行动方案，提出了到2025年单位国内生产总值（GDP）能源消耗比2020年下降13.5%，单位GDP二氧化碳排放比2020年下降18%的目标。2022未来几年的政策和投资决定将在很大程度上影响中国和世界的经济与气候。在当前至未来十年的关键行动期，我们须把握变革机遇，制定正确决策，促进经济繁荣，为可持续发展注入新的动能，共同迈向美好未来。第二节 中国低碳发展需求年1月国务院印发“十四五”节能减排综合工作方案，再次明确了2025年单位GDP能源消耗目标，指出到2025年重点行业能源利用效率和主要污染物排放控制水平基本达到国际先进水平，经济社会发展绿色转型取得显著成效。应对气候变化是中国可持续发展的内在需要，展望未来，中国到2035年要基本实现社会主义现代化、到本世纪中叶建成社会主义现代化强国，绿色低碳转型发展是根本的解决之道。同时，对中国而言，绿色低碳转型发展之中亦蕴含着机遇：即刻采取行动减缓气候变化，打造经济繁荣发展的新引擎，引领全球新一轮经济增长浪潮。1.德勤报告中国应对气候变化的转折点脱碳成为中国经济发展新引擎德勤通过情景模拟和分析发现，2021年至2070年，采取气候行动能够创造显著经济效益，为中国经济带来约116万亿元1（按现值计算）的收益。根据我们的预测，只要制定大胆的气候政策决策，推动相关领域的快速投资和技术研发，预计第一年便会产生经济效益，并有助于实现到2050年将全球平均升温控制在1.5 以内的目标。看似高昂的成本，实为促进气候驱动型变革的长远投资，有助于创造一个更有保障的未来。我们亟需转变观念，不应将各项减缓全球变暖的举措视为非必要成本，而应视其为必需举措和拓展商机的全新布局。中国可以向世界输出脱碳经验中国在加大可再生能源消费方面处于领先地位，已成为全球最大的太阳能电池板、风力涡轮机、电池和电动汽车生产国，氢产量全球第一，在电动汽车生产和销售方面全球领先，对清洁能源的投入也位居世界前列。中国正快速推进脱碳进程，有望更加广泛地分享关键技术、方法和专业知识。这有助于加速全球的低碳未来转型，并为中国企业创造更多发展机遇。引领全球迈向低排放未来中国更容易实现经济的多元化和绿色产品与服务的规模化，低碳知识、技能、投融资、供应链网络将为中国打造高阶“绿色经济复合体”。此外，中国具备良好的经济基础，不仅能够提高绿色出口贸易比重，还可增加具备出口竞争优势的低排放产品种类和数量。这有助于我们发挥在消费经济、技术和先进制造领域的领导力，利用向低排放模式过度的契机，重新调整经济结构，充分利用清洁能源出口市场，推动低碳技术在世界各国的发展普及。加速脱碳将给中国和世界带来巨大利益，中国具备独特优势，有能力引领全球迈向全面低碳发展和系统性转型变革。9全球许多国家和企业都将低碳发展提上议程，纷纷提出碳排放目标和气候倡议，但全球碳减排仍然进展缓慢。联合国环境规划署2021年排放差距报告指出：“目前已宣布的减排承诺对全球温室气体排放影响有限，预计2030年排放量仅下降7.5%，要实现 巴黎协定 中2温控目标需要减排30%，1.5则需要减排55%。2”加快减排进程需要多个系统共同努力，主要包括能源、工业、交通、建筑、农业及图1：六大核心系统低碳发展数据来源：Deloitte Insights,德勤研究2.2021排放差距报告，联合国环境规划署，2021-10-26，https:/www.unep.org/zh-hans/resources/emissions-gap-report-2021 土地利用、负碳系统。这六个相互关联的核心系统，大致对应于当今温室气体排放的主要来源，以及从空气中去除二氧化碳的关键过程。另外，政府政策、金融服务和数字技术将发挥催化剂作用，支持和促进各行业低碳发展。包括消费者偏好、投资者要求在内的各种市场力量也将带动低碳转型，如交通系统脱碳将与能源行业和制造业脱碳产生交集，只有使用清洁、可再生能源和可持续的原材料（如废塑料化学循环的再生塑料），交通系统才能充分发挥减排的作用。图1展示了上述六大核心系统的现状、低碳未来以及发展过程中的部分关键举措，图中列举的各项举措并非一成不变，在流程、技术、供应链和商业模式的深刻变革中将被不断完善。在实际减碳过程中，各系统之间深度关联且相互依赖，现实中的低碳发展需要多个系统协作。第三节 各行业系统化低碳发展石化行业低碳发展白皮书|第一章 全球及中国低碳发展需求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%德勤中国石油、天然气及化学品行业领导合伙人萧耀熙表示：“作为资源和能源密集型行业，石化行业碳排放量在工业领域居于前列。石化行业的二氧化碳排放主要来自其产品生命周期中化石燃料的使用，以及生产这些产品过程中产生的工艺排放。”数据统计3显示，全球化学品和石化行业温室气体排放占总排放量的 5.8%，其中3.6%来自能源使用，2.2%来自工业过程。图2：全球温室气体排放行业占比数据来源：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 钢铁用能废物处理石化能源使用其它工业燃料及能源生产水泥石化工业过程废物处理其它其它工业用能交通用能建筑用能低碳发展将对石化行业产生长远影响，政策推动、消费偏好变化、新技术应用将推动石化企业开发新的可持续产品和商业模式。比如未来可能有更多国家限制使用高碳排放强度的塑料制品，此时生产商将提高塑料制品中再生塑料的比例，循环经济理念将渗透到产品生产过程，以此为契机将会创造新的商业模式。石化行业低碳发展白皮书|第一章 全球及中国低碳发展需求面对“双碳”目标要求，众多石化企业提出了碳减排目标并付诸实践，例如，中国石化宣布以净零排放为终极目标，力争2050年实现碳中和，并于2021年7月启动了中国首个百万吨级CCUS项目建设，为应对全球气候变化做出积极贡献。能源石化行业低碳发展白皮书|第二章 石化行业低碳转型，势在必行1112第二章 石化行业低碳转型，势在必行石化行业产品覆盖面广、产业关联度高，是支撑国民经济发展的基础性产业。作为二氧化碳排放量较大的行业之一，石化行业在多个方面受到碳达峰、碳中和浪潮的影响，同时也面临新的发展机遇。从政策角度看，2021年10月，国务院印发2030年前碳达峰行动方案，针对石化行业低碳行动，明确提出：优化产能规模和布局，加大落后产能淘汰力度，有效化解结构性过剩矛盾 严格项目准入，合理安排建设时序，严控新增炼油生产能力 引导企业转变用能方式，鼓励以电力、天然气等替代煤炭 调整原料结构，拓展富氢原料进口来源，推动石化化工原料轻质化 优化产品结构，促进石化、化工与煤炭开采、冶金、建材、化纤等产业协同发展，加强炼厂干气、液化气等副产气体高效利用 鼓励企业节能升级改造，推动能量梯级利用、物料循环利用 到2025年，国内原油一次加工能力控制在10亿吨以内，主要产品产能利用率提升至80%以上第一节 低碳转型驱动因素石化行业低碳发展白皮书|第二章 石化行业低碳转型，势在必行2022年2月，国家发展改革委等四部委印发 高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版），明确提出推动炼油行业节能降碳改造升级，举措包括：前沿技术应用，推动渣油浆态床加氢等劣质重油原料加工、先进分离、组分炼油及分子炼油、低成本增产烯烃和芳烃、原油直接裂解等深度炼化技术开发应用重大节能装备，如开展高效换热器推广应用，通过对不同类型换热器的节能降碳效果及经济效益的分析诊断，合理评估换热设备的替代/应用效果及必要性，针对实际生产需求，合理选型高效换热器，加大沸腾传热，提高传热效率能量系统优化，如推动蒸汽动力系统、换热网络、低温热利用协同优化，减少减温减压，降低输送损耗；推进精馏系统优化及改造，采用智能优化控制系统、先进隔板精馏塔、热泵精馏、自回热精馏等技术，优化塔进料温度、塔间热集成等，提高精馏塔系统能量利用效率氢气系统优化，推进炼厂氢气网络系统集成优化。采用氢夹点分析技术和数学规划法对炼厂氢气网络系统进行严格模拟、诊断与优化，推进氢气网络与用氢装置协同优化，耦合供氢单元优化、加氢装置用氢管理和氢气轻烃综合回收技术，开展氢气资源的精细管理与综合利用，提高氢气利用效率，降低氢耗、系统能耗和二氧化碳排放绿色工艺技术，如采用智能优化技术，实现能效优化；采用先进控制技术，实现卡边控制132021年10月，中共中央、国务院正式公布关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见，为未来四十年的碳中和工作进行了系统谋划和总体部署，明确2025年、2030年、2060年作为重要的转型时间节点，并设定了推进建设低碳循环发展经济体系、降低碳强度、提升非化石能源消费比重等低碳发展目标。第二节 石化行业低碳发展分析图3：中国碳中和整体路径数据来源：关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见4.CEADs，中国分部门核算碳排放清单 1997 20195.庞凌云等，2022，中国石化化工行业二氧化碳排放达峰路径研究石化行业能源集中度较高，是中国工业部门中高耗能、高排放行业之一，年排放量占全国总量的4%-5%4。2020年，石化和化工行业能源消费总量达6.85亿吨标准煤，相较于2010年上升59.7%5。根据国际能源署预测，到2050年，全球近半数新增原油需求将来自石化行业，石化将超越货运、航空和海运，成为原油消费增长最大的驱动力5。中国石化行业在“十三五”期间开启了以规模化和炼化一体化为主要方向的产业升级，但炼油规模扩大和乙烯产能增长等因素导致石化行业能源消费总量呈现上升态势（图4）。“十四五”工业绿色发展规划提出，到2025年，乙烯等重点产品单位能耗需达到世界先进水平，石化行业资源利用水平明显提高，助力推进完善绿色制造体系。石化行业低碳发展白皮书|第二章 石化行业低碳转型，势在必行从市场及商业角度看，全球可持续投资联盟（GSIA）发布的 2020年全球可持续投资回顾 显示，截至2020年，在统计范围内的全球可持续投资总额已高达35.3万亿美元，比2018年统计值增长15%。德勤2022全球化学品行业并购交易展望亦提出，2030年前碳达峰行动方案 推动了中国在环境、社会和公司治理领域的投资，同时促进了更多全球合作。随着碳达峰碳中和目标的提出，作为资源密集型和资金密集型产业，石化行业相关企业已经行动起来，加速转型升级，开启新一轮供给侧改革，通过大力发展氢能产业、持续培育可再生能源产业、重点布局新材料产业等举措，全面推动石化行业低碳转型发展。双碳背景下，国际一流石化企业率先公开声明了碳中和或净零排放的目标年份，并通过快速战略调整、建立碳管理能力、积极投资降碳技术创新以迎接净零道路上面临的挑战。新一轮科技革命将从降碳技术应用、零碳技术应用、负碳技术应用三个层面驱动石化行业低碳发展。在当前助力低碳生产与运营优化的技术中，能效提升是减缓碳排放增长的主要途径。国际能源署（IEA）预测，能源利用效率提升将使未来20年与能源相关的温室气体排放减少40%以上。此外，高耗能行业的产品碳足迹通常较高，对该类产品实现循环利用也是降低行业碳排放的重要途径。发展替代能源技术以及再电气化是零碳层面的主要路径。开发利用清洁能源替代化石能源，促进能源结构低碳化将实现碳排放总量的削减。除水、光、风、核等清洁能源以外，一流石化企业正加快部署低碳氢能、生物质能等新能源技术的研发与应用，实现经济效益和社会效益共赢。负碳技术可抵消甚至再利用难以避免的碳排放，是最终实现碳中和目标的必要技术路径。随着技术进步与产业集群的形成，负碳技术将更具经济性与商业可行性，二氧化碳也将作为资源加以循环利用，从而赋能多种行业。14图4:2010-2020中国石化行业能源消费情况数据来源：国家统计局石化行业碳排放来源主要包括化石燃料的直接燃烧、工业过程的排放、企业购入电力和热力造成的间接排放以及供应链排放，其中以化石燃料及工业过程相关排放为主，占比近八成。尽管相比钢铁、水泥等工业行业，石化行业的碳排放总量较低，但碳排放强度偏高，能效利用率低于世界先进水平。因此，产品具备燃料和原料双重属性的石化行业低碳转型对保障能源安全、助力能源转型、落实全经济领域碳达峰和碳中和有重要意义。石化行业低碳发展白皮书|第二章 石化行业低碳转型，势在必行15在石化行业不断优化产业与产品结构的同时，从排放来源分析，石化行业可以通过能效提升及工艺改进、使用替代原材料等方式减少直接排放，通过使用绿色电力减少间接排放，通过构建循环经济、开发生产绿色低碳产品、优化运输和储存等方式减少产品价值链排放，利用碳捕获、利用和存储技术（CCUS）使用碳抵消机制等能够帮助石化行业减少全生命周期碳排放，加快实现碳中和。图5:石化行业低碳转型路线数据来源：德勤研究节能减排、能效提升：加强全过程节能管理，淘汰落后产能 大幅降低资源能源消耗强度，全面提高能源综合利用效率，有效控制化石能源消耗总量 研发清洁高效可循环生产工艺，减少生产中的排放 识别运营中的节能减排机遇，进行工艺过程和设备升级可再生能源替代、用能结构优化：考虑投资分布式可再生能源发电装置，自发自用，替代外购电力 积极关注和探索参与省内、跨省可再生能源电力交易，采购绿电碳捕集、利用和封存技术（CCUS）：加快部署二氧化碳捕集驱油和封存项目、二氧化碳用作原料生产化工产品项目循环经济：开发新技术、新材料、新模式，推进废塑料等固体废弃物回收利用，减少石化废水污染开发绿色低碳产品：研发全生命周期碳足迹更低的绿色产品，减少产品在使用过程中的排放运输、储存环节减排：通过可持续燃料替代、电气化、智慧管理等减少运输、储存环节的排放碳抵消机制：对于节能减排、使用可再生能源之后的剩余排放，可以采用采购碳抵消产品，如中国国家核证减排（CCER）或者国际可再生能源证书（I-REC）的方式进行抵消石化行业低碳发展白皮书|第二章 石化行业低碳转型，势在必行石化行业碳中和应遵循技术驱动、价值引领，坚持先立后破、循序渐进，将通过各个环节的不断脱碳，经历碳减排（2020-2025）、碳达峰（2025-2030）和碳中和（2030-2060）三个阶段。16石化行业低碳发展白皮书|第二章 石化行业低碳转型，势在必行石化行业低碳转型面临来自多方面的挑战：低碳转型战略规划亟需推进 截至2022年1月，全球超过2200家企业已经加入科学碳目标倡议（SBTi），积极制定与 巴黎协定 目标相一致的企业减排目标。自2022年起，上市企业需依法披露包括温室气体排放等环境相关信息。监管方、投资界和消费者期待高碳企业采取科学、有效、透明的减排行动，低碳转型战略规划是企业与利益相关方进行沟通的有力工具。然而，大部分石化企业尚未制定与 巴黎协定 目标或国家自主减排目标相一致的目标及行动方案。碳资产管理能力有待提升 2021年7月全国碳排放权交易市场正式上线，随着碳排放权交易市场行业覆盖范围扩大，定价机制的不断完善，石化行业整体面临的减排压力日益上升。同时，碳交易市场、碳金融等与碳资产挂钩的市场与金融工具能够为企业减排筹措资金、提升效率。石化企业由于生产流程复杂，产品种类众多，且面临经常性的生产调整，普遍缺乏系统、成熟的碳资产核算管理方法与工具，碳资产管理能力提升面临挑战。技术创新和技术应用有待推进 国际能源署指出，要实现既定目标的碳中和，要求节能提效对全球二氧化碳减排的贡献率需达到37%。多方测算表明，节能与能效提升对我国实现2030年前碳达峰目标的贡献率更是要达到70%以上。我国石化企业的能效水平相较于世界先进水平仍然偏低，亟需通过能量转换、能量利用、能量回收多个环节的优化实现能量利用效率的提升。用能效率亟需提升 国际能源署指出，要实现既定目标的碳中和，要求节能提效对全球二氧化碳减排的贡献率需达到37%。多方测算表明，节能与能效提升对我国实现2030年前碳达峰目标的贡献率更是要达到70%以上。我国石化企业的能效水平相较于世界先进水平仍然偏低，亟需通过能量转换、能量利用、能量回收多个环节的优化实现能量利用效率的提升。产业格局和盈利模式面临升级 全行业、全周期低碳转型逐步深化，来自化工行业下游产业对低碳原料、产品的需求日益上升；下游产业的变化，如新能源汽车的推广，降低了对石化行业传统高碳产品的需求；监管政策对高耗能项目新增产能的控制，以及新材料技术迭代、替代产品出现等，加剧了石化行业内部竞争与淘汰，行业集中度升高。在业务和产品调整的过程中，企业面临管理、运营模式和盈利能力重塑。低碳发展标准体系建设亟需加快 现行低碳标准体系不足以全面支撑碳达峰碳中和工作，主要体现在标准体系不完善，低碳管理细则存在缺失。有必要理清现行的标准、政策、技术等各方面进展情况，解决石化行业重点领域、重点产品、关键企业碳盘查与碳足迹核算存在的方法问题，以及在低碳产品、碳捕集与利用等方面存在的标准缺失问题，以完善的标准体系支撑石化行业高质量低碳转型发展。第三节 石化行业面临的挑战17图6：石化行业脱碳技术类别数据来源：石科院研究/德勤研究降碳技术 能效提升 智能化提升过程效率 短流程化学品生产 组分炼油 工艺过程降碳 工艺供热电气化和可再生能源供热 低碳基础化学品生产 废塑料化学循环 专有设备降低工艺排放零碳技术 生物基燃油与润滑油 绿氢制造与使用 风能、太阳能、核能等零碳能源供电负碳技术 二氧化碳捕集 二氧化碳合成利用（如制备合成气、甲醇）二氧化碳生物利用（如海藻养殖）二氧化碳地质利用和封存（如强化油气开采）石化行业低碳发展白皮书|第二章 石化行业低碳转型，势在必行石化行业的减碳路径众多，同时各路径之间还存在多种耦合与相互影响的可能，各减排路径不仅相互依赖，还相互制约。能效提升、工艺流程改进可一定程度上降低生产过程碳排放，材料循环利用可一定程度上实现全生命周期碳减排，但这些减排手段还不足以实现净零排放。CCUS技术虽然是实现净零排放的关键技术，但其应用场景亟需拓展、技术经济性尚需大幅提升。因此，石化行业需要重新平衡并探索多种技术组合进行减排。石化行业低碳转型需要重新平衡三大类技术，即：降碳技术、零碳技术以及负碳技术。下列趋势将影响不同阶段不同技术的减排效果和经济性：可再生能源技术成本大幅下降，预计到2050年风电成本比2018年下降58%，同期太阳能发电成本下降71%6 绿氢成本大幅下降，预计到2030年，大多数市场绿氢成本将低于每千克2美元，到2050年降至每千克1美元7 电气化持续推进并逐步成为能量的主要承载形式，电力在最终能量消耗占比预计将从目前的20%增长到2050年的50%8 CCUS技术成本下降，预期到2030年，我国全流程CCUS（按250 公里运输计）技术成本为310770元/吨二氧化碳，到2060年，将逐步降至140410元/吨二氧化碳9 基础设施进一步完善，包括可再生能源电源、氢气、二氧化碳和热能管道，以及废物物流和回收利用协同性增强 碳排放定价机制和碳交易市场日渐成熟，碳价大幅上升，预计中国碳价将从2021年50元/吨左右增加到2030年100元/吨10第四节 低碳发展与低碳转型关键重新平衡技术组合6.2050年太阳能发电成本将下降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.中国二氧化碳捕集利用于封存(CCUS)年度报告（2021）,生态环境部规划院，http:/ 10.全国碳市场完全手册，国金证券，2021-06，https:/ 石化行业低碳发展白皮书|第三章 石化行业2025年碳减排实现途径1819第三章 石化行业2025年碳减排 实现途径“十四五”期间，管理能力提升、能源资源高效利用、工艺优化、智能化提升的融合发展将为石化行业低碳转型提供重要保障。中国石化石科院快速响应国家与行业需求，成立石油化工低碳经济研究中心，积极推进石化行业“双碳”平台建设，为企业提供碳排放数据统计与核算服务，结合碳资产管理软件助力企业管理降碳，开发并推广能源资源高效利用降碳技术、炼油/化工工艺过程降碳技术及智能优化降碳技术等，全面、精准、高效助力石化行业碳减排。德勤作为全球领先的专业服务机构，开发了面向低碳投资与运营的专业化管理软件。可以为企业战略性、转型性变革提供高层面指引。碳达峰、碳中和为石化行业的高质量发展指明了方向，“双碳”目标对行业碳排放数据、低碳技术、低碳产品、低碳标准提出了系统化的要求。准确的碳排放数据统计与核算可以为行业、企业快速定位关键排放源，为行业快速确定降碳路径提供强有力的决策支撑。低碳技术是实现碳减排的关键手段，是生产低碳产品的核心要素。低碳标准可以为行业的低碳发展提供系统保障。为此，中国石化石科院已构建完善的低碳体系，正在积极推进行业低碳技术评价验证平台、低碳产品检验检测平台、石化行业碳足迹数据库及低碳标准体系建设，最终以低碳技术实施助推行业低碳发展。第一节 石化行业“双碳”平台建设石化行业低碳发展白皮书|第三章 石化行业2025年碳减排实现途径管理能力提升 石化行业“双碳”平台 碳排放数据统计与核算 碳资产管理工具能源资源高效利用降碳 换热网络集成优化技术 蒸汽动力系统优化技术 低温余热高效利用技术 氢气资源高效利用技术 组分炼油技术典型炼油工艺过程降碳 原油催化裂解生产化工原料技术 低生焦催化裂化技术 低能耗柴油液相加氢技术 低碳强度生产化工原料的加氢裂化技术 高效设备降低催化裂化工艺排放典型化工工艺过程降碳 环己酮肟气相重排制备己内酰胺技术 浆态床双氧水技术智能化降碳 分离系统智能优化技术 反应装置模拟优化技术图7:石化行业2025年碳减排实现途径20面对石化行业碳减排的压力和挑战，必须采取切实有效的措施实施绿色低碳转型。准确的碳排放数据是行业和企业低碳发展的基础，需要建立在统一规范并且科学的核算体系之上。准确的碳排放数据统计与核算可以为行业和企业摸清碳家底，帮助其快速识别关键排放源，制定碳减排战略决策，有针对性地开展各项碳减排工作，最终实现碳达峰碳中和目标。石科院一直以来为石化行业发展提供强有力的技术支撑，积极响应国家碳达峰、碳中和重大战略决策，加快推动绿色低碳发展，重视碳排放数据统计与核算，针对石第二节 低碳发展的基础碳盘查石化行业低碳发展白皮书|第三章 石化行业2025年碳减排实现途径图8：中国石化石科院低碳体系图9：炼厂碳排放统计核算炼厂CO2排放直接排放间接排放炼厂外购电、蒸汽所对应的排放逸散排放公用工程设施工艺排放火炬制氢装置催化剂烧焦燃烧排放工艺装置化行业特点开展了大量的企业碳排放核算与石化产品碳足迹核算工作，并在此基础上不断完善石化行业碳排放统计核算方法以及标准体系建设。21石化行业低碳发展白皮书|第三章 石化行业2025年碳减排实现途径碳排放权是可以作为商品在市场上进行交易的，且其价值会随市场的供需变化而变化，这使其具备了资产属性。企业碳排放随着不同时期的运营方式、节能与降碳技术的实施而动态变化，随着行业碳排放整体管理水平的不断提升，碳排放强度会逐渐降低。但与此同时，包括配额分配方式在内的政策、消费者对低碳需求的标准也在不断发生变化。企业需要不断平衡各方需求，才能实现碳资产价值的最大化。高效的碳资产管理工具将有助于企业在不同时期分析减排潜力、制定减排计划，最大化发挥碳的资产属性。石科院VISPRO软件系统可以建立基于炼厂总流程模型的碳排放评估模型，可以实第三节 碳资产管理工具现全厂碳盘查、产品碳足迹计算以及碳流的优化。基于碳排放模型，可实现炼厂物料与碳流的双目标优化，为碳履约、碳资产管理提供可靠保障。图10：VISPRO建模展示图11：VISPRO碳管理展示数据来源：石科院研究22石化行业低碳发展白皮书|第三章 石化行业2025年碳减排实现途径脱碳生命周期全面延伸到企业运营和价值链的方方面面。Deloitte Decarbonization SolutionsTM路线图为企业战略性、转型性变革提供高层面指引。路线图包含七个主要步骤，并阐述了各步骤的重要性、固有的风险及确立稳健流程需要完成的主要工作。企业可参照这一框架，评估综合脱碳战略进展，并规划后续举措和未来行动方案。图12：Deloitte Decarbonization SolutionsTM路线图排放数据与预测 按地区、燃料类型、业务运营等统计的当前和预测排放数据价值链合作 了解当前和未来的价值链与排放 建立价值链伙伴关系以满足共同需求减排路径 将IPCC情景与财务影响评估结果相结合，以设计减排路径和可能的SBTi合规方法项目开发与部署 融资 数字化转型 战略影响力 数字与风险分析 运营架构气候风险 评估所有业务在不同IPCC情景下的物理性和过渡风险（监管、市场和利益相关者）内外部沟通 对外声明和活动保持一致性 员工参与性 行业协会定位一致性运营排放治理 减排项目优化 政策分析与评估 产品组合优化编制排放数据和预测数据 排放数据确立了基线，企业可以据此预测、衡量并监控相比目标的进度，以及评估最有可能实现脱碳的领域 企业需确保排放数据准确。否则，可能存在被监管机构处罚以及使投资者误判估值的风险评估气候风险 气 候 相 关 财 务 信 息 披 露 工 作 组（TCFD）的框架提供了气候相关风险类型及机遇，其中风险包括过渡风险和物理性风险 过渡风险是指为实现低碳发展所作出的改变而引起的风险。应对过渡风险的一个关键要素在于要对不同利益相关方在未来十年里可能做出的回应做出判断。企业应当考虑不同减排行动可能对价值链参与者和企业本身产生的影响，尤其是收入和估值方面的影响 物理性风险包括对资产的直接损害及因供应链变革而产生的间接损害。除火灾、洪水、飓风外，原料可获取性、运输方式、产品需求的变化等因素也会带来此类风险图13：排放资料绘制减排路径选择 在设定减排目标前，企业需要对排放变化可能对业务成本产生的影响做出判断，同时还应考虑设定的目标是否符合社会期望 为了准确制定减排路径，需了解过去、现在的排放，并结合未来排放目标，对减排路径面临的调整做出判断，最终选择适当的减排路径项目管理 财务可行性对项目取得成功至关重要，碳减排项目也不例外。在对碳减排项目收益做出预期的同时，企业还应制定综合性减排计划，如项目实施时间、技术选择和实施地域 针对拟实施的减排项目，评估投资成本、收益和实施风险；分析各减排项目的价值链，确定项目部署的优先级，以最低的成本实现最大的收益23换热网络集成优化技术换热网络在石化行业能量回收利用中扮演着至关重要的角色，提高换热网络热效率，对炼厂节能降碳、提高经济效益、长期稳定运行及环境保护具有重要意义。换热网络集成优化技术采用夹点分析与数学规划相结合的方法，实现全厂及单装置换热网络的严格模拟，对换热网络开展详细诊断与弹性分析，结合装置用能特点和限制条件，提出操作优化与改造优化建议，实现能量介质的优化分配和综合利用。通过搭建换热网络智能优化平台，针对不同炼厂的工艺及优化目标，自动生成换热网络优化方案，提供经济效益更佳的节能增效方案，助力石化行业节能降碳。换热网络集成优化技术能够广泛运用于炼厂各装置及全厂装置间热联合，通过提高能量利用效率，减少加热炉燃料气及蒸汽消耗，实现节能降碳。以千万吨级常减压装置为例，通过换热网络集成优化可减少碳排放25万吨/年，能效提升13千克标油/吨，增效15003000万元/年。第四节 能源资源