碳中和背景下石油石化行業發展動向及建議

文/邊鋼月 張福琴

總結石化企業在發展新能源、推動綠色低碳技術創新技術等方面的實踐——中國正式向國際社會提出爭取使二氧化碳排放量在2030年前達到峰值，在2060年前實現碳中和這一目標。本文首先分析了碳中和背景下石油石化行業發展面臨的形勢；系統分析了國內大型石油石化企業在發展太陽能、風能及地熱等新能源、開展節能、二氧化碳捕集以及推動綠色低碳技術創新等4個方面的現狀；總結了中石油、中石化和中海油等國內大型石油石化企業低碳綠色發展戰略舉措；最后，為落實碳中和要求，提出了“十四五”發展的措施建議，可為有關研究提供參考。

根據2018年聯合國IPPC發布的報告，二氧化碳凈零排放是指在一段特定時期內，全球人為二氧化碳排放量通過人為二氧化碳清除達到平衡。二氧化碳凈零排放也被稱為碳中和。

習近平主席2020年9月22日在第75屆聯合國大會上宣布，“中國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”。

從國內碳排放角度分析，碳排放量第一的是電力行業（主要指火電）占41%；第二是交通行業（主要指油品）占28%；第三是建筑和工業大概占31%。我國要在未來10年內實現碳排放達峰、40年內實現碳中和，“十四五”是其關鍵時期。以能源系統為例，我國能源結構以煤為主，據統計，2019年煤炭消費占比57.5%，石油消費占比18.9%，天然氣消費占比8.1%，化石能源消費總量占比為84.5%。

由此可見化石能源消費占比較大，能源系統要繼續提高非化石能源比例，需要大力發展新能源和可再生能源，同時要采取存量開展節能和淘汰落后、二氧化碳捕集、推動綠色低碳技術創新以及加強碳交易等多項措施。

碳中和背景下面臨的新形勢

我國經濟2020年實現正增長，未來發展速度可期

“十四五”期間，我國石油石化工業將面臨著危中有機、機危并存的發展環境，根據中國社會科學院經濟研究所研究報告《中國經濟報告（2020)》預測“十四五”時期，我國經濟將由高速增長階段進入新階段，2021～2025年我國經濟將呈現平均為5.7%增長趨勢。

落實國家“碳中和”目標，國家有關部門、行業在積極行動

1.行業發布《中國石油和化學工業碳達峰與碳中和宣言》

2021年1月15日，中國石油和化學工業聯合會聯合中國石油、中國石化等17家企業和園區，共同發起《中國石油和化學工業碳達峰與碳中和宣言》（以下簡稱《宣言》），堅決擁護習近平主席向國際社會作出的莊嚴宣示，石油石化行業將在《宣言》指導下推進行業的低碳綠色發展。

2.國家生態環保部、工業和信息化部和國家發改委提出要求

積極探索碳達峰路徑，形成綠色低碳的產業鏈、供應鏈；碳市場的第一個履約周期已正式啟動，石油石化行業要積極做好參與全國碳市場的準備。“十四五”期間，要堅決淘汰落后、低效產能，加大對可再生能源資源的利用力度，積極發展生物基材料，推進重點行業和重要領域綠色化改造，加快部署二氧化碳捕集、封存和利用，開展智慧能源大腦建設，提高能源利用效率。

國家出臺的《產業結構調整指導目錄（2019年本）》，在“五、新能源”中涉及“太陽能熱發電集熱系統、太陽能光伏發電系統集成技術開發應用、逆變控制系統開發制造”“生物質直燃、氣化發電技術開發與設備制造”“海洋能、地熱能利用技術開發與設備制造”以及“海上風電場建設與設備及海底電纜制造”。在“七、石油、天然氣”中涉及“頁巖氣、頁巖油、致密油、油砂以及天然氣水合物等非常規資源勘探開發”。

國家先后還出臺了《石油煉制工業污染物排放標準》《石油化學工業污染物排放標準》等要求。以煉化行業為例，要求煉化企業清潔生產水平將持續提升，COD、氨氮、二氧化硫以及氮氧化物等主要污染物排放指標將持續下降，碳排放水平得到進一步提升。

國內石油石化企業綠色低碳實踐

發展新型能源

1. 天然氣

中國石油在“穩油”的基礎上，為構建清潔、低碳、高效以及安全的能源體系，加強了天然氣產供儲銷體系建設，推進了發展天然氣業務。

中國海油加快天然氣發展，一是下大力氣勘探開發天然氣、供應液化天然氣（LNG）及開發非常規氣。二是利用天然氣發電，依托 LNG 資源建設了多個天然氣發電廠，莆田燃氣電廠2016年以來，貢獻清潔電力104億kW·h，累計減排氮氧化物8 665 t、SO29 930 t、CO2540 萬 t。

2. 風能和太陽能

雖然，我國風電起步早、規模比較大，但是我國光伏發電發展的速度快、出現了后來居上的局面，風電和光伏目前均提前完成了國家“十三五”規劃風能和太陽能裝機的目標。2010～2018年期間，國內的光伏裝機規模從小于1 GW發展到了174.5 GW，國內風電裝機規模從44.7 GW增長到209.5 GW，年均增長為21.3%。光伏發電量和風力發電量占總發電量的比例2018年分別達到2.6%和5.2%，與世界水平基本保持一致。其中風力發電量連續5年超過核電成為國內第三大電源。

中國石油2017年開始在加油站屋頂進行光伏項目試點，2020年開始布局光伏產業，例如在玉門等地發展光伏示范項目，目前總光伏發電裝機規模為35 MW。

中國石化2016年開始涉足光伏發電業務，例如在加油站屋頂設計“自發自用”光伏發電工程。裝機容量“十三五”規劃目標為500 MW，實際只完成了22%，目前有35個加油站屋頂光伏項目和陜西白水集中式農光互補項目（20 MW）已投產，累計年發電量近1億kW·h，光伏發電裝機規模85 MW。

中國海油2018年底開始進軍海上風電業務，首個風電項目——竹根沙海上風電項目年發電8.65億 kW ·h。

3. 氫能

中國石油在儲氫材料、加氫站、管道輸氫以及燃料電池等多項儲備技術領域有一定的進展，開發了低水碳比重整制氫催化劑，為大慶石化公司等制氫裝置節能降耗作出了貢獻。

中國石化圍繞氫能發展推進產業布局，計劃重點：一是發展氫能和燃料電池汽車產業，基礎設施布局應適度超前，特別是要抓好國家級示范基地建設。“十四五”將積極融入中國氫能產業布局和地方氫能發展規劃，加快構建形成氫能生產、提純、儲運和銷售全流程產業鏈格局。二是在氫能供應方面，將在現有的煉化、煤化工制氫基礎上，進一步擴大氫氣生產利用規模，大力發展可再生電力制氫，并積極利用邊際核電、可再生能源棄電以及電網谷電等制氫，持續優化氫氣來源結構。三是在氫能加注設施領域，未來幾年，將以京津冀、長三角和珠三角為重點，以碼頭港口、物流樞紐和高速公路氫走廊為依托，大規模布局建設加氫站，滿足氫燃料公交車、物流車和出租車的氫氣需求，助力形成氫電互補的新能源汽車發展格局。

4.地熱

我國有豐富的地熱資源，主要分布在沉積盆地內，如松遼盆地、渤海灣盆地等，在中國西南部如滇西、藏南等地區有高溫地熱資源。

中國石油于20世紀七八十年代在華北地區就利用了地熱進行供暖，先后開展了中低溫地熱發電試驗、華北油田中低溫地熱發電試驗和遼河油田地熱能的研究與利用；大慶油田地熱評價與應用研究，為生產辦公建筑物供暖制冷，完成熱泵改造項目31項，年替代標煤能力達4.65萬t。中國石油截至2019年累計地熱項目68個，累計地熱能直接利用年替代標準煤達15×104t。

中國石化地熱業務發展較快，在利用中深層地熱方面處于領先位置。在河北、陜西、河南和山東等省建成地熱供暖能力5 700×104m2。其中在河北省建成供暖能力超2 300×104m2，本著“政府主導、市場運作、統一開發、技術先進、環境保護、百姓受益”的原則，2009年在河北雄縣打造了第一座地熱供暖“無煙城”；截至2019年底在雄安新區地熱供暖能力超 700×104m2。

5.其他能源

中國石油還積極推進生物質能，在吉林已經建成了60×104 t/a玉米燃料乙醇生產基地。

開展二氧化碳捕集和利用技術

近年來，我國重視二氧化碳捕集技術（CCS），該技術被編入《國家中長期科技發展規劃綱要（2006年～2020年）》、中石油吉林油田二氧化碳捕集驅油、中石化勝利油田二氧化碳捕集驅油、華能北京高碑店熱電廠二氧化碳捕集示范工程以及神華集團內蒙二氧化碳捕集封存項目等。各示范工程詳細情況如表1所示。

推廣二氧化碳驅油三次采油技術

從2008年開始，吉林油田建成了4個二氧化碳驅油與埋藏試驗區，年埋存CO2能力35萬t，年產油能力超過10萬t，是國內目前規模最大的二氧化碳驅油與埋存項目。“三北”地區的大慶油田、長慶油田和新疆油田均在有針對性地開展二氧化碳驅油與埋藏技術攻關和先導試驗，如果年產油規模約50萬t（其中最大增油量約30萬t/a），年需注入CO2約100萬t，年耗電量高達2億kW·h。

目前已有國內煉化企業建設二氧化碳聚酯項目，主要原料為二氧化碳和環氧丙烷或環氧乙烷，生產可降解塑料二氧化碳聚酯PPC產品。例如內蒙古蒙西集團公司采用長春應用化學研究所的技術，利用水泥生產過程中產生的二氧化碳，已建成3 000 t/a CO2共聚物裝置，產品的主要用途為包裝和醫用材料；中國海洋石油總公司和中科院長化所合作，在海南東方化工城興建0.3萬 t/a CO2共聚物可降解塑料項目。以上項目實現了二氧化碳用作原料生產化工產品項目目標，直接為碳減排作出了貢獻。

推動綠色低碳技術創新

中國石油新能源領域技術創新取得了多項新成果：開發形成砂巖地層回灌、電磁法地熱勘探等10項中低溫地熱評價與配套技術；集成創新5項高溫地熱鉆完井技術，研發高溫地熱鉆井設備和工藝；新一代低成本生物航煤制備關鍵技術、玉米燃料乙醇工業化優化升級，纖維素制燃料乙醇技術研究攻關有重要進展。

表1 國內碳捕集技術示范工程

中國石化技術創新，致力于綠色技術生產研發：茂名石化致力于綠色化工產品生產的研發，“十二五”以來累計開發新產品80多個，其中10個達到國際先進水平。2018年生產了低氣味環保型聚烯烴材料產品、綠色環保的輪胎材料產品等20個綠色化工產品，產品產量比2017年增長1.27%。

低碳綠色發展戰略布局

在碳中和、能源低碳轉型的大背景下，國內大型石油石化企業及園區主動作為，例如中國石油、中國石化、中國海油等提出了綠色低碳戰略舉措，啟動了低碳綠色發展戰略布局，具體如下。

1.中國石油天然氣集團有限公司的綠色低碳戰略舉措

積極履行《中國石油和化學工業碳達峰與碳中和宣言》，構建“清潔低碳、安全高效”的現代能源體系，正在制定新版《綠色發展行動計劃》，全面啟動綠色企業創建，從綠色產品和服務、綠色生產和工藝、綠色文化和責任三大方面落實公司綠色低碳發展戰略。

將構建完善的綠色低碳決策考核機制、構建系統科學的應對氣候變化風險評估體系、構建完整高效的低碳監測核查智能系統，進一步擴大國際國內合作，提升中國石油應對氣候變化治理能力。

中國石油全面提高資源能源綜合利用率，擴大生產用能清潔替代規模，大幅降低溫室氣體排放，積極參與碳排放權交易市場建設；穩步推進綠色制造體系，發展節能環保、CCUS等新業務，加強綠色生態產業鏈技術攻關和示范工程建設，做社會低碳轉型的積極推動者。

2. 中國石油化工集團有限公司的綠色低碳戰略舉措

將深入貫徹新發展理念，有序推進能源替代，提高潔凈能源和非化石能源消費比例，試點開展碳達峰碳中和，強化甲烷控排管理，實施二氧化碳捕集、利用與封存的全產業鏈示范項目建設，大幅降低二氧化碳排放強度，持續推進能效提升計劃和綠色潔凈發展計劃，奮力打造世界領先潔凈能源化工公司。

3.中國海洋石油集團有限公司的綠色低碳戰略舉措

堅持綠色發展理念，推動公司綠色低碳發展戰略，將統籌做好碳達峰、碳中和頂層設計，積極構建綠色低碳發展體系。

一是全面推進綠色清潔生產，加快建設綠色油田、綠色工廠，提升生產過程效能，降低碳排放；

二是全面推進低碳產業發展，加快構建天然氣產供儲銷體系，提升公司油氣供應鏈中，清潔低碳能源占比至60%以上；

三是積極推進從傳統油氣向新能源跨越，發展與海洋資源為主體的新能源，推動海上風電發展，海洋能源綜合利用，加快CCUS、碳匯等消碳技術攻關與布局；

四是著力提升碳資產管理能力，主動參與碳排放權交易市場建設和石油化工行業的碳排放實施方案制定工作。

此外，中海油2019年發布了《綠色發展行動計劃》，明確了近期、中期和遠期三個階段的綠色發展目標，致力于發展成為中國特色國際一流的清潔能源生產和供給企業。

4.國家能源投資集團有限責任公司的綠色低碳戰略舉措

目前，國家能源集團先后建成60萬t級煤制烯烴、百萬噸級煤炭直接液化、400萬t級煤炭間接液化示范項目和10萬t級碳捕集與封存，正在培育吉林碳排放的煤基新材料產業，研究煤電化新材料一體化發展，推動煤制油煤化工項目與綠電綠氫項目融合發展，積極探索二氧化碳捕集（CCUS）技術產業化路徑，促進二氧化碳驅油等碳減排項目合作建設，積極構建煤制油煤化工產業協同創新格局。

“十四五”發展措施建議

國家層面抓緊制定2030年前碳排放達峰行動計劃，鼓勵有條件的地方率先達峰，同時強化監督。

在國家統一組織下，按基礎超前、攻關試驗以及產業化應用3個層次，在氫能、地熱以及天然氣水合物等重點領域組織實施重大科技項目，突破一批關鍵核心技術，儲備一批戰略性技術，推廣應用一批產業化技術。

由于二氧化碳捕集、封存一體化集成項目往往跨企業跨行業，涉及技術領域眾多，資金需求量大，建議國家進一步推出鼓勵CCS集成示范的補貼和稅收優惠。適時開展國際技術合作，加強技術和裝備制造的國產化率，進一步降低二氧化碳的捕集成本。