德勤石化行业低碳发展白皮书：迈向2060碳中和.docx

《德勤石化行业低碳发展白皮书：迈向2060碳中和.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《德勤石化行业低碳发展白皮书：迈向2060碳中和.docx（57页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、德勤石化行业低碳发展白皮书：迈向2060碳中和第一章 全球及中国低碳发展需求第一节 全球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。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

2、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 Clim

3、ate Pact） 。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

4、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。第二节 中国低碳发展需求020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，

5、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。脱碳成为中国经济发展新引擎德勤通过情景模

6、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

7、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

8、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。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。第三节 各行业系统化低碳发展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

9、 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%。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 ：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， 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

10、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。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， 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。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

11、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。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。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

12、项目建设，为 应对全球气候变化做出积极贡献。第二章 石化行业低碳转型， 势在必行第一节 低碳转型驱动因素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：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 2

13、022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

14、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

15、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。第二节 石化行业低碳发展分析2021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。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%-

16、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。“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。石化行业碳排放来源主要包括化石燃料 的直

17、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。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

18、，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。第三节 石化行业面临的挑战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

19、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。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

20、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

21、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。第四节 低碳发展与低碳转型关键重新平衡技术组合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

22、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。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、

23、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。第一节 石化行业“双碳”平台建设碳达峰、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

24、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。第二节 低碳发展的基础碳盘查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

25、放数据统计与核算，针对石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。第三节 碳资产管理工具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

26、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。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

27、规划后续举措和未来行动方案。第四节 能源资源高效利用降碳技术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。

28、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。蒸汽动力系统优化技术石化行业蒸汽动力系统具有多等级参数、 多燃料来源、多产（汽）供（汽）需求和多 周期条件等特点，处于能量转换环节的前 端，一次能源必须首先转换为热、蒸汽和 动力，才能为工艺装置所利用。蒸汽动力 系统优化容易受到工艺装置、其他公用工 程、辅助和附属生产系统的影响，在石化 企业节能工作中，蒸汽动力系统优化的节 能效果

29、多体现为电力、蒸汽和燃料气消耗 量的降低，是炼厂节能降碳的重要组成 部分。蒸汽动力系统的合理配置与运行是 承载企业工艺系统节能工作的必要基础 之一，也是将工艺系统节能效果转化为经 济效益的关键环节之一。蒸汽动力系统优化技术可满足石化行业 节能降碳需求。采用流程模拟辅助建立蒸 汽动力系统完整数学模型，构建混合整 数非线性规划问题并优化求解，包含蒸汽 系统设备调优与动力源驱动方式优化、蒸 汽网络优化及蒸汽平衡配置优化。蒸汽动力系统优化技术还可满足石化行 业安全平稳运行需求。基于蒸汽管网水力 学热力学耦合计算，对运行方案进行评 价分析；在线监测模块的实施，协助企业 实现对蒸汽管网运行的实时监测和超限

30、 报警；根据企业不同运行阶段，对蒸汽动 力系统运行状况进行统计分析或对改造 方案进行评估与优化。应用蒸汽动力系统优化技术，每节省1吨 蒸汽，可减排CO20.170.29吨；对于千万 吨级炼厂，通过开展蒸汽动力系统优化， 可实现节能1319千克标油/吨蒸汽，减少 CO2排放2.56万吨/年。低温余热高效利用技术与发达国家相比，我国石化行业的能源 利用效率较为低下，其中低温余热资源 没有得到充分利用是关键。目前美国的 余热利用率为60%，欧洲的余热利用率 是50%，而我国石化行业生产过程中余 热利用率只有30%。低温余热是生产系 统通过内部热量回收后仍无法利用的 热量，其本质也是来源于燃料热能的转

31、 化。因此，合理利用和回收低温余热对 于节能降碳具有重要意义。为满足石化企业节能降碳、提质增效的 需求，需开展全厂低温热资源系统详细 建模、诊断、分析与优化，结合流程 模拟和计算流体力学进行辅助诊断与 分析，按照“温度对口、逐级利用”原 则，基于全厂蒸汽动力系统平衡开展全 厂低温热资源综合优化。对于千万吨级炼厂，通过低温余热高效 利用技术开展优化，在提高低温热回收 利用率10%的情况下，全厂二氧化碳排 放可减少4万吨/年。氢气资源高效利用技术近年来，我国加工原油重质化、劣质化趋 势加剧，油品清洁指标日益严格，加氢工 艺在石化企业中得以广泛应用。石化企业 氢气需求量逐年递增，然而碳基灰氢生产 过

32、程能耗与碳排放量巨大。因此，对氢气 系统进行集成优化以提高氢气利用率，是 石化企业减碳、增效的重要途径。在“双碳”背景下，炼厂用氢理念应从氢 气平衡逐步过度到氢气管理，从氢气资源 回收利用、临氢装置节氢管理和氢气网络 整合优化三个关键环节入手开展氢气网 络系统集成优化，实现氢气资源的梯级高 效利用，提高氢气利用效率，降低氢耗、 系统能耗和二氧化碳排放。目前，工业生 产的氢气主要还是碳基灰氢，其中煤制氢 的碳排放约为24kgCO2/kgH2，天然气制 氢的碳排放约为10kgCO2/kgH2。对千万 吨级炼厂开展氢气资源高效优化利用，可 实现碳减排23万吨/年，年增经济效益 30006000万元。

33、第五节 典型炼油工艺过程降碳技术原油催化裂解生产化工原料技术炼化一体化集成技术可实现原油转化为 化学品，但该路线加工流程长、投资强 度大、碳排放高。原油催化裂解技术创 新性实现了短流程生产化工原料的路线 突破，是应对碳达峰、油转化而开发的 一种原油直接制化学品的新技术。其核心是基于烃分子的裂解反应特性和 催化裂化反-再系统的工艺特性，采用分 区耦合转化技术，实现了裂解性能差异 显著的分子在同一系统的高效转化，可 大幅提高化学品选择性，降低加工过程 碳排放。与轻油蒸汽裂解+重油催化裂解集成技 术相比，本技术路线碳排放降幅达30% 以上。低生焦催化裂化技术催化裂化是石化行业中碳排放大户，我 国石化

34、行业中因催化烧焦产生的碳排放 超过5000万吨/年。“双碳”背景下， 低生焦催化裂化技术是支撑石化行业碳 第五节 典型炼油工艺过程降碳技术 低生焦催化裂化技术 氢气资源高效利用技术 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 减排的有效手段。低生焦催化裂化技术核心是采用中大孔 弱酸性基质平台和高稳定性小晶粒分子 筛，以及抗金属组元构建微-介-大孔结 构和活性位可调控的催化裂化催化剂技 术，在反应过程中可以实现重油的高效 转化，降低生焦量，进而降低催化剂再 生过程碳排放。以200万吨/年催化裂化装置为例，本技 术的应用可降低碳排放5万吨/年以上。耗柴油液相加氢精制技术传

35、统的柴油加氢精制装置氢油体积比较 高，氢气单程转化率低，导致氢气循环量 较大，维持氢气循环消耗的能量占柴油加 氢装置总能耗的50%左右，造成能量的不 必要消耗。柴油液相加氢精制技术省去了循环氢压缩 机，在保证反应性能的前提下，显著降低 了柴油加氢装置的能耗。相比传统的滴流 床柴油加氢精制技术，本技术可实现装置 能耗与碳排放降低50%以上。低碳强度生产化工原料的加氢裂化技术加氢裂化装置能耗占炼油综合能耗的 6%10%，占炼厂氢气消耗的50%左 右。随着炼油向化工转型的深入开展， 这一比例将进一步扩大。降低加氢裂化 过程能耗和碳排放，是加氢技术发展的 重要方向。低碳强度生产化工原料的加氢裂化技术

36、通过开发高性能、高选择性加氢精制/加 氢裂化催化剂和级配技术，基于加氢裂 化反应区内目标化学反应的精准匹配，进 行分区强化，提高加氢裂化过程选择性、 降低化学氢耗的同时，充分利用加氢裂 化反应热，实现各区域催化剂的最佳反 应温度与加氢裂化反应温升的匹配。本 技术从电耗、氢耗以及燃料气消耗等多 角度实现了加工过程碳排放的降低。以200万吨/年加氢裂化装置为例，采用 本技术可实现综合能耗降低10%20%， 化学氢耗降低5%10%，直接碳排放和 间接碳排放合计可降低约5万吨/年。高效设备降低催化裂化工艺排放汽提器是催化裂化装置中的重要组成部 分，其性能的优劣直接影响催化裂化装置 的经济效益、稳定操作

37、和碳排放水平。为进一步提高汽提效率、降低碳排放，石 科院开发了导向板式填料汽提器。轴向 上，汽提器被填料构件分成不同的区域， 各构件之间留有空域；径向上，每个内构 件又被导向板分成多个区域。由此，汽提 器床层被内构件分成多个小流动单元，气 固相在每个单元内进行交换从而促进床 层内气体和气-固“乳化相”之间的充分接 触，使得汽提器在汽提效率、处理量、操 作稳定性以及操作弹性等方面具有明显 的优势，汽提效率可提高约20%，蒸汽量 可降低20%，可有效降低碳排放。催化裂化填料式汽提器技术可通过对待生 剂进行汽提，减少再生器二氧化碳的排放， 以200万吨/年的催化裂化装置为例，采用 本技术可实现降低近

38、11万吨/年碳排放。第六节 典型化工工艺过程低碳技术环己酮肟气相重排制备己内酰胺技术己内酰胺是重要的基础有机化工原料，目 前国内外己内酰胺的生产工艺基本全部 为环己酮肟液相贝克曼重排（简称液相重 排），该技术使用硫酸和液氨，副产低价 值硫酸铵，工艺流程长、三废排放较高， 亟需技术转型升级。气相重排技术不使用硫酸和氨，具有原子 经济性高、流程短、三废排放少的特点， 2018年被列入石化绿色工艺名录，作 为己内酰胺生产过程的颠覆性技术，其产 业化快速推进，大幅提升了己内酰胺生产 过程的竞争力，将引领己内酰胺行业的高 质量绿色发展。以60万吨/年己内酰胺生产装置为例，气 相重排技术每年可实现碳减排1

39、10万吨， 万元产值碳排放降低1.2吨，碳强度降幅 超过65%。浆态床双氧水技术国内外双氧水生产技术以蒽醌法为主，受 微球蒽醌加氢催化剂生产和浆态床反应 工程技术制约，目前蒽醌加氢主要以固定 床生产工艺为主，导致生产效率和规模受 限，制约了下游己内酰胺、环氧丙烷等绿 色化工技术的大型化发展，是亟待解决 的“卡脖子”技术。浆态床双氧水生产工艺采用氧化过程强 化、高产能工作液配方等一系列核心技 术，成为现阶段最具竞争力的双氧水绿色 生产技术。国内首套浆态床双氧水生产工 业示范装置于2019年建成投产，示范效应 明显。与传统固定床技术相比，浆态床双 氧水生产技术生产过程碳排放强度可降 低27%。第七

40、节 智能化提升过程效率分离系统智能优化技术石化行业包含众多复杂度极高的分离系 统，除了龙头装置常减压之外，催化裂 化、延迟焦化、加氢裂化等装置也都包含 处理量大、结构复杂且工况变化频繁的 复杂分离系统，其能耗占全厂总能耗的 30%50%，是石化企业节能降碳的重要 优化环节。随着石化行业自动化水平的提升，多数加 工装置都实现了自动化控制，但控制参数 及工艺设定值仍然以经验或半经验为主， 对装置稳定运行及产品分布造成较大风 险。随着人工智能和大数据技术的发展与 应用，石化行业的智能化解决方案也越来 越受到重视。采用人工智能和大数据挖掘 手段，针对石化行业的复杂分离系统进行 模拟与优化，对于石化企业

41、提质增效、节 能减排、技术创新均具有积极作用。分离系统智能优化技术，采用基于人工智 能驱动的工艺优化算法，将工艺机理模 型、人工智能模型和高效优化算法有机 结合，在保障模型精确度和收敛性的前提 第七节 智能化提升过程效率 数据来源：石科院研究 下，提高模型运算速度，对生产工况和优 化目标的调整给予及时响应，提供经济效 益最大化（考虑能耗指标）的运行优化方 案。以千万吨级常减压装置为例，通过构建 分离系统智能优化平台，可提高换热终温 46，降耗0.52.1千克标油/吨， 减少碳排放1.04.2万吨/年，提高装置 轻收/总拔0.5%1.5%，经济效益增加 20005000万元/年。反应装置模拟优化

42、技术“双碳”战略的推进和全面落实，能耗双 控指标的严控，均促使节能降碳成为石 化行业发展的主旋律，以绿色低碳为导向 的石化行业反应装置模拟优化是炼油过 程技术创新与突破的重要抓手和必然趋 势。基于工艺机理、流程模拟与数据驱动 技术，为炼厂反应装置建立单模式、多模 式及协同模式下的模拟模型，充分发挥多 样化、定制化建模优势，构建能量流驱动 物质流、物质流产生或影响能量流的动态 关联模型，促进基于生产效率、产品品质 提高，加工能耗、碳排放降低的生产运行 优化。实际应用验证表明，通过开展反应装置 模拟优化，可有效提高能源利用效率，降 低加工过程碳排放，实现2%15%的能耗 与碳排放降低。第八节 组分

43、炼油传统炼油将石油按照不同沸程切割成若 干馏分，将不同馏分进一步加工生产石油 产品。在该过程中各馏分中的部分组分不 能被充分、合理利用，炼油的过程选择性 和反应效率仍有进步空间。组分炼油是提升石油炼制效率、降低炼油 能耗的优选路径，其核心是采用先进的分 离技术对原油或其不同馏分进行烃组分 分离，然后对分离后的组分进行炼制。基 于同类烃组分的集中加工，可大幅提高反 应过程选择性、提升产品附加值、降低加 工过程碳排放。对于千万吨级炼厂的化工转型，采用组 分炼油理念进行流程再造，可实现全厂 碳排放降低近45万吨/年，万元产值碳排 放降低0.26吨，碳强度降幅超过10%。第四章 石化行业2030年碳达

44、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。新阶段、新要求、新气象，核心技术的创新为清洁生产、过程强化升级、产业价值提升提供强大助力，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。第一节 生物基燃油与润滑油生物航煤全生命周期研究表明，采用可持续的航空 燃料依然是航空运输业应对碳减排的主 要选择。生物油脂作为可持续原料的重要 组成部分，目前依然是生物航空燃料的主

45、 要来源。油脂类原料生产喷气燃料的技术通常采 用加氢技术。油脂原料经过预处理脱除 部分杂质后进行加氢处理反应，在加氢处 理反应过程中脱除原料中的O、S、N及其 它杂原子，然后通过加氢转化制备出喷气 燃料组分。按照目前的标准要求，生物喷 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。新阶段、新要求、新气象，核心技术的创新为清洁生产、过程强化升级、产业价值提升提供强大助力，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

46、现，同时为构建工业体系低碳产业链做好准备。 气燃料在航空煤油中的最大调合比例可 达50%。基于不同的原料和加工过程，喷气燃料的 碳排放效果有所差异。采用废弃油脂生产 的喷气燃料相对于石油基喷气燃料，全生 命周期碳减排可达80%以上。生物柴油加氢技术制备的烃基生物柴油具有热值 高、十六烷值高、低温流动性好等优 点。与化石能源相比，烃基生物柴油具 有实现可持续发展的独特优势，可与现 代交通运输体系相融合，在减少对化石 能源的依赖，实现碳减排等方面具有重 要意义。油脂原料经过预处理脱除部分杂质后进 行加氢处理反应，在加氢处理反应过程 中脱除原料中的O、S、N及其它杂原 子，然后采用异构化反应来调整产

47、品的 凝固点。加氢法生物柴油与石油基柴油 烃组成类似，可以任意比例调合。与石 油基柴油相比，以废弃油脂生产的生物 柴油全生命周期碳减排可达80%以上。生物基润滑油我国润滑油生产和消费量巨大，98%以 上由传统石油加工过程制备。润滑油泄 露、溢出、蒸发或不当处理会对自然环 境造成严重污染。随着环境保护受到广 泛重视，生物基润滑油因具有可再生、 可生物降解、可适用于环境敏感区域的 优点，成为润滑油行业的新增长点。由石科院研制的生物基GF-5汽油机油采 用生物基润滑油及功能添加剂高效复配 技术，通过了理化性能测试、模拟评定 测试和全部7个标准发动机评定试验， 是目前我国唯一的具有核心自主知识产权的生

48、物基GF-5发动机油技术；生物基 液压油综合性能完全满足ISO15380中 HEES类别的全部指标要求，部分性能远 实现废塑料的高价值循环利用已成为全 球面临的重大课题。我国垃圾场废弃塑 料存量约10亿吨，每年新生垃圾塑料超 过6,000万吨，目前废塑料的利用主要采 用焚烧发电形式，该过程会产生大量CO2 排放。石科院废塑料化学循环技术可针对不同废 塑料原料灵活选择不同的预处理技术路线，热解油收率大于80%。热解油进入石 化企业可高效地转化为塑料单体或聚合 物，实现了塑料的闭环循环，具有较强的 碳减排竞争力和显著的循环经济效益。 与原油生产路线相比，废塑料化学循环生 产塑料单体时，产品碳足迹降低40%以上。在原油80美元/桶价格体系下，与焚烧 发电相比，废塑料化学循环万元产值碳排 放降幅达80%以上。以我国三分之二的废 塑料实施化学循环计算，每年可实现碳减 排4,700万吨。 第二节 循环经济技术革新：生物基GF-5汽油机油发动机试验及行车试验 超指标要求。生物基汽油机油、生物基 液压油全部通过生物毒性实验，生物降解率高于60%。生物基润滑油技术不仅可以减少石油依 赖，还可大幅降低产品生命周期碳足迹。