近日，2023中国石油炼制科技大会在京举行。会上，多位与会专家认为，炼化行业转型发展的难点就是实现低碳发展，要从原料选择、生产过程、能源结构等产品全生命周期来审视流程的碳平衡和能量平衡，寻找低碳转型突破点。
清洁化——调整原料资源结构
“要进一步深层次考虑炼化行业碳中和路径，就必须面对原料结构的调整问题。”中国科学院院士、中国石油化工股份有限公司总工程师谢在库表示，炼化行业降低碳排放，要从“头”开始——炼化行业未来原料不能只是原油，也不能只是化石能源。行业要发展光催化分解制氢、碱性电解水制氢等绿氢制取技术，配合液态阳光甲醇等储氢技术，逐渐替换现在使用的灰氢和蓝氢，实现炼化原料的清洁化。未来，行业还需探索二氧化碳电催化还原的技术路径，将捕集到的二氧化碳还原生成一氧化碳或甲醇等有价值的工业原料，实现碳排放的资源化。
据了解，另一个能显著减轻炼化行业碳减排和能耗“双控”压力的“法宝”是生物质资源。由于生物质资源兼具低碳甚至负碳、可再生等优点，还具备与化石能源类似的元素组成与理化特性，被公认为是化石能源最佳替代品和节能减碳利器。
据中国工程院院士、石油化工科学研究院战略咨询委员会主任李大东介绍，目前我国已有较为成熟的生物航空煤油、生物柴油等生物质炼化利用技术，精制油质量收率能达到84%左右，并且能够达到燃料标准。“此外，生物质气化制氢也是未来绿氢可能的技术路线之一，将助力行业实现2060年碳中和目标。” 李大东说。
中国工程院院士、中国石化集团公司科技委资深委员曹湘洪则指出，生物质资源的应用对汽柴油等燃料产品的低碳化、清洁化也将起到重要作用，例如使用生物乙醇提高汽油辛烷值，从炼化产品的使用端降低碳排放。
高效化——降低生产过程能耗
据中国石油化工信息学会副理事长、中国石油炼化与新材料分公司高级副总经理何盛宝介绍，2022年中国原油加工的二氧化碳排放量约为2.2亿吨，随着行业的持续发展，2029年石化行业碳排放量将达到12.34亿吨的峰值，其中原油加工碳排放量约占石化行业碳排放总量的17%。因此，实现炼化过程减碳、提质、增效，是行业向绿色低碳可持续高质量发展方向转型的关键。
何盛宝表示，当前炼厂的能效水平还有很大的提升空间，企业应当牢固树立节能降耗是第一能源的概念，通过加热炉提效、富氧燃烧、能量优化、引进先进工艺装备等方式降低能耗、物耗，提高炼化生产效率。
“以加氢过程为例，一套200万吨/年的柴油加氢装置，如果氢气消耗量降低10%，一年就能降低碳排放1.45万~2.36万吨，节省制氢成本1400万~2300万元。”中国石化石油化工科学研究院有限公司董事长、总经理李明丰指出，从氢平衡的角度来看，炼化工业可通过应用选择性加氢技术、使用高效靶向催化剂来减少氢气消耗，从而间接实现炼化过程的碳减排。
谈及炼化过程碳减排，中国石化工程建设有限公司副总经理刘洁则提出了另一种观点：随着“油转化”的深度推进，炼化工业的产业链逐渐变长，加工过程变得更长，加工单位原油的能耗和二氧化碳排放也随之增加。这就导致“减油增化”与“节能降碳”之间存在矛盾，基于现有工艺技术、加工流程和能源结构，很难系统地解决。
“油转化的现有工艺流程太长了，一滴油走的‘路’太久，必然能耗很高。”她说，这也是炼化行业面临的一个巨大的挑战，必须进行技术创新、流程创新，开发炼化耦合新工艺，实现短流程。炼化行业需要通过反应工程和分离过程技术集成的耦合、多能互补耦合，支撑短流程再造，灵活调整产品收率，提高低碳烯烃的回收效率，节省设备投资和占地，降低资源加工过程的能耗。
谈到炼化工艺创新，李大东表示，要逐步从馏分炼油向组分炼油过渡，提高炼化工业效率。“因为提高效率也就等于降低了碳排放。”他说。
绿色化——推动用能结构转型
中国石油化工信息学会副理事长兼秘书长、中国石化经济技术研究院执行董事兼总经理、党委副书记戴宝华认为，石油化工行业所有低碳转型的核心都是能源的转型，行业的低碳发展最终离不开能源结构的清洁低碳转型。
戴宝华建议，炼化行业要分四步推动用能结构转型。一是要在巩固传统产业优势的同时，推进油气业务与新能源业务协同融合发展；二是加快布局氢能产业，探索氢能科技、生产、网络一体化发展；三是推进风能、太阳能利用，逐步替代煤电，减少电力外购；四是推动“地热+”绿色清洁供热业务高质量发展，推进生物燃料产业化发展。应加大绿色能源供给和利用，实现新兴业务零碳化发展。
谢在库表示，目前炼化装置用能主要还是化石能源。调整炼化产业用能结构，一方面要实现氢气的绿色生产，另一方面要进一步实现加氢装置的节能降耗。同时，当前炼化装置用能电气化率在20%以下，还有一定的提升空间，行业也正在推进装置用能电气化，例如现在许多研究团队都在进行的裂解炉电替代项目。
中国石化集团公司首席科学家许友好建议，引入生物质燃料，以生物质能替代化石能源提供催化裂化装置热量，减少二氧化碳排放;同时将炼油再生工艺与二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术耦合，富集二氧化碳，构建负碳排放技术体系。
展望行业未来图景，戴宝华说：“炼化产业的能源结构将逐步转向零碳电力或天然气等低碳能源，最终实现产业用能从化石能源到电力直至绿色电力的转变。”
