石油石化企業應對氣候變化的戰略探討

田濤

（中石化煉化工程（集團）股份有限公司，北京 100101）

1 石油石化企業應對氣候變化的必要性

隨著現代科學技術的發展和生產力水平的提升，人類作為地球生態環境系統的一部分，其行為對自然生態環境的影響越來越大，尤其大規模化石燃料的使用導致大氣層CO2濃度持續升高。雖然有學者質疑溫室效應引起全球氣候變暖的現象，但如果完全無視大氣層中溫室氣體濃度持續增高的事實，而溫室效應的科學驗證卻又超出人類現有的認知范圍，那么由于目前人類認知能力限制導致的這種冒險行為，將會給全人類帶來災難性損失，人類必須要在證實這種關系之前采取措施降低大氣中CO2濃度。CO2不同于SO2、NOx和煙塵等常規大氣污染物所具有的局域污染特點，CO2作為大氣組分之一，其濃度的變化對全球能量平衡和氣候生態系統具有潛在影響，更具有全球“生態污染物”的特點。治理CO2如同治理土壤沙漠化、水利工程生態影響和物種滅絕等生態系統問題一樣，需要全人類的共同努力。因此，應對氣候變化已成為全球共同面臨的挑戰。

應對氣候變化是我國全球治理實力的重要體現。雖然目前國際社會一致認為應對氣候變化是全球共同面臨的挑戰，但長期以來，各國圍繞溫室氣體減排的責任和義務爭執不斷，氣候談判已成為世界各國間最復雜、級別最高的外交綜合較量，我國作為碳排放量最大的國家，無疑在氣候談判中遭受了重大壓力，被推到了全球大博弈的風口上。我國的氣候政策也由受指責被動減排轉變為承擔責任主動減排，中國作為負責任大國也承擔了與自身能力相稱的義務。2015年11月巴黎氣候大會上，我國提出將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現，2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%。設置碳排放峰值的具體時限和絕對性減排的路線圖，意味著我國將會成為全球氣候變化政治推動者與氣候治理的主要倡導者，應對氣候變化將成為我國在全球治理體系中擴大外交和道義影響力的一面旗幟。

石油石化企業作為實現國家戰略意圖的執行組織，長期以來積極提出并踐行“綠色低碳”發展戰略，考慮全球溫升不超過2℃條件下的戰略發展路徑，全力推進生產過程中的節能減排，加大清潔低碳燃料使用，并積極發展地熱、頁巖氣、生物質、氫能等低碳能源供給，應對氣候變化作為企業“綠色低碳”戰略的重要組成部分，更加關注涉及企業溫室氣體排放及減排相關的領域范疇，也是企業實現“可持續發展”目標的內在要求。

2 石油石化企業溫室氣體排放及特點

2.1 核算標準及排放

目前，國內外關于溫室氣體排放的核算標準和方法主要包括兩個層面。一類是原則性標準，包括世界資源研究所（WRI）、國際標準化組織（ISO）、世界可持續發展工商理事會（WBCSD）、英國標準協會（BSI）等機構發布的相關標準，例如《系列溫室氣體核查驗證標準》（ISO14064）、《溫室氣體核算體系企業核算與報告標準》（GHG Protocol）、PAS 2050《產品與服務生命周期溫室氣體排放評估規范》，這類標準為企業核算溫室氣體排放提供了原則指南和流程方法，例如如何確定企業邊界、基準年、識別排放源、確定設施歸屬等，避免產業鏈之間的重復計算。另一類是方法性標準，包括聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）、美國石油學會（API）等組織發布的溫室氣體計算方法；中國《石油化工生產企業CO2排放量計算方法》（SH/T 5000－2011）標準、《溫室氣體排放核算與報告要求》（GB/T 32151.10－2015）等。這類標準大多針對企業組織自身的溫室氣體排放過程，明確溫室氣體排放過程、燃料排放因子、工藝排放計算方法等。

石油石化企業的溫室氣體排放主要由其生產過程決定，按照企業擁有和控制的排放源狀況可將排放源分為直接排放源和間接排放源。直接排放源主要包括燃料燃燒排放、工藝生產過程排放、逸散排放。燃燒排放主要是鍋爐、加熱爐和火炬等燃燒產生二氧化碳排放；工藝排放包括催化裂化、制氫、合成氨、乙二醇等裝置生產過程產生的二氧化碳排放。間接排放源主要是指外購能源（蒸汽、電力）。表1列出了2017年主要國內外石油石化企業溫室氣體排放及經營數據。

表1 2017年國內外石油石化企業溫室氣體排放及經營數據對比

2.2 特點

石油石化企業的溫室氣體排放具有自身的特點。

1）排放量大

與國際石油石化公司相比，我國石油石化企業的CO2排放總量和強度較大，例如埃克森美孚公司上游生產的碳強度為0.246 tCO2/t油氣當量，煉油生產的碳強度為0.186 tCO2/t原油加工量，化工業務生產的碳強度為0.533 tCO2/t產品[1]。中國石化上游生產的碳強度為0.496 tCO2/t油氣當量，煉油生產的碳強度為0.288 tCO2/t原油加工量，CO2排放強度不僅僅與生產過程的能效相關，而且與我國煉化企業自備電廠多以煤為燃料有較大關系。

2）部分CO2排放源排放濃度較高

石油石化生產過程部分工藝CO2排放濃度較高[2]，例如煤制氫過程、乙二醇生產、丙烯腈生產、甲醇生產等，高濃度CO2排放源作為具有潛在可回收價值的資源，不僅是一種污染排放源更是一種資源浪費。這種排放源的資源性體現在化工生產過程無不消耗了大量能量將CO2得以提純，例如低溫甲醇洗過程的制冷能耗，煤化工過程煤氣化工藝的空氣分離能耗，乙二醇過程碳吸收塔溶劑再生能耗等。因此高濃度CO2排放不僅是污染排放，實質更是CO2富集過程的能量浪費。

3）CO2分離純化技術多樣化

石油石化生產過程中包括了大量分離CO2的工藝，針對不同的工藝裝置其分離方法存在差異。一般制氫過程采用PSA技術分離氫氣和脫附氣，乙二醇生產過程采用碳酸鉀溶液的吸收解吸工藝分離CO2與工藝氣，甲醇生產過程采用低溫甲醇洗技術分離變換氣，燃煤鍋爐的煙道氣采用碳捕集與封存（Carbon Capture and Storage）技術分離CO2。各種分離工藝的成本有一定差別，但分離工藝的確定往往依據分離任務和分離原料氣的組分。

4）存在高價值溫室氣體排放

在油田伴生氣、試油試氣、原油集輸等環節存在甲烷排放，加強甲烷氣回收不僅可以降低溫室氣體排放，同時會產生較大的經濟價值。石油石化企業應加強管道儲運設施日常巡護管理，優化管道運行，合理安排作業時間，減少施工期間甲烷排放；對采氣、試氣過程中的天然氣以及套管氣、油罐氣應進行回收利用。

雙極板需要較大的機械強度來承受燃料電池組件的夾緊力。根據三點彎曲試驗以確定彎曲模量和機械強度。圖4顯示了彎曲試驗的結果。“有碳纖維織物”和“無碳纖維織物”樣品的彎曲強度高于DOE目標值34 MPa。然而,有碳纖維織物試樣通常比沒有碳纖維織物的試樣具有更低的彎曲強度和彎曲模量,帶有碳纖維織物的斷裂試樣表明只有試樣的一面被破壞。對于沒有碳纖維織物的樣品,在85 ℃下浸泡300 h的樣品的彎曲模量分別比在干燥和室溫條件下的彎曲模量低24%和10%。試樣在85 ℃下浸泡300 h后,試樣的彎曲強度比干燥試樣和室溫試樣的彎曲模量分別降低了34%和10%。

5）存在高GWP值溫室氣體排放

IPCC公布的六種溫室氣體的溫室效應差別較大，通常以全球暖化潛值（GWP）表征，例如N2O的GWP為298，石油石化生產過程存在GWP較高的溫室氣體排放，例如己內酰胺、硝酸、己二酸等生產過程。

3 石油石化企業應對氣候變化戰略分析

長期以來，石油石化行業作為提供道路交通燃料、大宗基礎化工原料和生活消費品的國民經濟命脈產業，在滿足國家重大戰略需求和改善人民生活方面做出了歷史性貢獻，面向未來，我國將加快建設現代化經濟體系，石油石化行業更應在執行國家全球生態系統治理的實踐中承擔相應責任[3]，制定石油石化企業的應對氣候變化戰略，其內容應從三個層面把握。

3.1 基礎層面

通過碳盤查、碳標準、碳足跡[4]、碳標簽研究及標準化，摸清每個板塊、裝置、產品、環節和過程的CO2排放量，積極參與碳信息披露項目（CDP），開展前瞻概念下的碳排放計算，識別CO2的減排和利用機會，為挖掘自身減排潛力和發現減排成本奠定基礎，參與制定石化產品碳排放限額標準。2013年全國試點碳市場建立以來，部分石油石化企業開展了全系統的碳盤查工作，在強化企業綠色低碳意識的同時，獲取了企業溫室氣體排放的基礎信息，但部分企業的碳盤查工作及方法標準要早于國家發改委《中國石油化工生產企業溫室氣體核算方法與報告指南》（發改辦氣候[2014]2920號），因此兩者在溫室氣體核算方法和排放量上存在略微差異；同時企業碳盤查工作僅是對企業法人邊界的溫室氣體進行量化，對產品的全生命周期碳足跡評價開展較少。通過基礎層面工作強化企業綠色低碳意識，形成積極迎接和應對低碳發展趨勢的思想共識和認知動力。

3.2 商業運行層面

通過參與國家碳市場建設和碳交易、開發CCER和CDM項目、強化企業碳資產金融及綠色氣候金融管理，為石油石化企業在未來碳市場交易中贏得主動、保證石化產業發展具備充足的碳配額奠定基礎。

碳市場機制是運用經濟手段實現碳減排目標的重要工具，已成為大多數國家實現減排目標的政策選擇，建立碳市場交易機制，通過賦予排放權以價值，不僅可以促使企業發現自身減排成本，并且通過自身減排成本與碳價比較制定相應減排策略，為減排成本較低的企業承擔更多的減排量提供利益保障，不僅有利于降低全社會的減排成本，同時為低碳產業成為拉動經濟增長新引擎提高保障。

2013年我國建立7個試點碳市場，未來將建立全國統一的碳交易市場，石油石化企業應積極參與制定全國碳市場下煉油、化工等產品的配額分配方法[5]，使碳市場在促進石油石化產業結構調整、提質增效和良性發展的過程中起到相應促進作用；同時，使石油石化企業的戰略發展和商業運營不因配額的制約而受到限制，通過碳資產管理實現碳經濟價值最大化，真正使碳資產管理服務于公司發展戰略和發展目標的實現。

3.3 實質減排層面

4 石油石化企業應開展碳利用分析

基于現有的技術水平下，大多數CO2的實質減排和資源化利用項目的投資收益尚不能形成商業競爭力，相比于民營企業和外資企業，石油石化企業作為關系國家安全和國民經濟命脈的主要行業和關鍵領域，應當積極承擔國家的生態治理責任，在滿足國家重大戰略需求的領域內，提前研發和儲備相關技術，并且通過技術創新提高CO2資源化利用的經濟競爭力，使今天的研發投入轉化成未來的競爭優勢。

石油石化企業開展CO2資源化利用的優勢有兩方面。一是具有化學品生產的技術優勢。國際化工公司通過經營氣體產品占據了產業鏈前端，例如林德公司和法液空公司是世界頂級的氣體經營技術商，國內也有大量企業經營液體、氣體CO2業務，石油石化企業的生產過程存在高濃度CO2排放，作為化學品生產商，具備開展CO2銷售和制備化學品的相關資源和技術優勢，應積極通過延伸產業鏈拓展企業價值鏈。二是高濃度CO2排放可降低資源化利用成本。煙道氣的CO2的捕集技術相對成熟，石油石化企業生產過程也存在大量高濃度CO2排放，以此為基礎進行CO2資源化利用可以降低CO2生產化工品的原料成本。

利用CO2作為替代原料生產高附加值化工品，不僅要考慮目的產品的價值（例如甲醇、乙二醇、碳酸乙烯酯等的市場價格），更重要的是要評價生產目的產品的原料成本在生產成本中的比重，若現有原料成本較高，那么利用CO2作為替代原料則具有經濟推廣的可能性，同時還應考慮全生命周期凈減排問題；CO2資源化利用的關鍵制約瓶頸在于廉價能量來源或廉價氫氣的制備技術；可結合我國西北地區的風電、太陽能發電上網消納難的問題，利用風電或光電通過電解制備氫氣，并利用煤化工CO2制備化工品。

5 結論

應對氣候變化作為我國全球治理實力的重要體現，石油石化企業應當積極踐行綠色低碳戰略，考慮全球溫升不超過2℃條件下的戰略發展路徑。石油石化企業溫室氣體排放數量大、部分工藝CO2排放濃度較高、CO2分離純化技術多樣化、存在高價值和高GWP的溫室氣體排放。石油石化企業應對氣候變化的戰略制定應在基礎層面形成積極迎接和應對低碳發展趨勢的思想共識和認知動力；商業運營層面使其戰略發展和商業運營不因配額的制約而受到限制；實質減排層面應為支撐國家2030年碳排放量達到峰值和全球平均溫升不超過2℃的目標實現做出實質貢獻。由于生產過程存在高濃度CO2排放，石油石化企業作為化學品生產商，具備開展CO2銷售和制備化學品的相關資源和技術優勢，應積極通過延伸產業鏈拓展企業價值鏈。

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