高端访谈丨“双碳”时代,炼油工业路向何方?——专访《炼油碳中和》作者李明丰教授

2024-11-18 11:24:17 作者:刘雅文 来源:《中国石油和化工》杂志
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作者介绍

李明丰
中石化石油化工科学研究院有限公司董事长、总经理、院长


  李明丰,中石化石油化工科学研究院有限公司董事长、总经理、院长,教授级高工。中国石油学会碳中和专委会主任。主要从事石油加工、清洁能源、循环经济、低碳经济技术开发与管理工作。参与完成国家科技部“十五”科技攻关、“十一五”“十二五”科技支撑、“973”项目、“863”课题、中国石化“十条龙”攻关等,针对国家汽柴油质量升级开发的系列技术在炼油企业成功应用,达到国际先进水平。近年来为保证未来车用燃料的持续清洁供应和行业转型,在生物质、非石油化石能源转化方面开展大量探索研究工作。作为课题负责人完成工信部石化行业“双碳”平台建设项目。作为主要负责人发布《迈向2060,石化行业低碳发展白皮书》,出版《炼油碳中和》专著。授权专利和专有技术400余件,发表专业论文100余篇,主持完成石化行业多项“双碳”标准编制。

  吴昊,中石化石油化工科学研究院有限公司资源优化与工业智能研究中心、石油化工低碳经济研究中心主任,正高级工程师。中国石油学会碳中和专委会秘书长,CSTM碳排放标准化委员会委员。主要从事石油化工低碳经济、炼油总流程、炼油模型、加氢技术、煤基液体燃料技术开发与管理工作。公开发表论文数十篇,授权专利100余件,出版《炼油碳中和》专著,参与《加氢工艺与工程》《中国炼油技术》《中国炼油词典》等多部专著编写。荣获省部级科技进步奖一等奖、二等奖、三等奖多项,荣获全国石油和化工优秀科技工作者称号。

关于本书

炼油碳中和

  新书《炼油碳中和》是由中石化石油化工科学研究院有限公司董事长、总经理、院长李明丰等一批从事石化行业的资深专家共同撰写。该书从“如何认识”和“如何实现”两方面回答了炼油行业推进绿色高质量低碳发展的实施路径,为炼油行业的低碳发展提供了战略方向及技术支撑。


作者专访

01   在不同的时期,石科院均研发出对中国炼油工业发展具有举足轻重意义和推动作用的重大技术,并具备了国际影响力。请您谈谈我国炼油行业当前发展的现状和亟待解决的问题?

  李明丰:新中国成立75年来,我国炼油工业从几近空白起步,从无到有、从小到大、由弱到强,飞速发展。我国炼油工业综合实力持续增强,为国家现代化建设提供了坚强保障。

  近年来,我国炼油能力持续增长,2016年至2023年平均增速为3.6%。截至2023年底,中国的炼油能力已达到9.36亿吨/年,居世界第一。2023年中国原油加工量显著增长,全年加工量达到7.35亿吨,比上年增长9.3%。2023年全国千万吨级炼厂达到36家,占全国炼油总能力的55.8%。

  我国炼油行业在技术方面不断取得突破,部分技术已经达到或接近国际先进水平。我国炼油行业已经具备了较强的自主研发能力和创新能力。同时,随着数字化、智能化技术的发展,炼油生产过程的自动化程度不断提高,生产效率和产品质量也得到了进一步提升。我国用10多年走完了西方国家30年的油品升级之路。国六标准的全面实施,对汽柴油的硫含量、烯烃含量等关键指标提出了更高要求。这不仅促进了炼油企业采用更先进的加工技术和清洁生产工艺,还推动了成品油质量的显著提升。

  虽然我国炼油行业取得了长足进步,但在新发展阶段,仍存在一些问题:

  一是我国炼油行业面临着产能过剩问题。我国炼油产能利用率在75%左右,距发达国家的90%左右的水平还有一定差距,未来将淘汰大量落后产能。成品油和基础化工品过剩,但高端化工品严重短缺。在解决结构性产能过剩、高端化工品生产能力不足的过程中,需统筹考虑低碳发展需求。

  二是我国炼油行业面临着转型的压力。炼油行业的转型主要体现在炼化一体化、化工转型、数字化转型以及绿色低碳转型。转型过程中面临着市场供需变化、环保与能源转型压力、技术与创新压力、国际竞争与合作压力等。企业需要不断调整和优化产品结构、加强技术创新和研发、提高环保和安全管理水平、拓展国际市场份额等。

  三是炼油行业低碳发展面临技术突破和技术应用的双重挑战。首先,高碳排放生产环节缺少显著降碳技术手段,虽然开展了各类碳捕集、封存与利用(CCUS)技术示范项目,但技术经济性尚需进一步提升,规模化应用仍有差距;绿氢、绿电大规模应用技术时机仍不成熟。其次,受复杂流程工业体系制约,低碳单元技术需要在总流程优化的基础上才能体现最大低碳价值,新技术与现有流程耦合难度增大。再次,石化行业数字化进程相较于其他行业起步较晚,多能耦合的智慧低碳能源系统在炼油行业尚未应用。

  四是我国炼油行业市场竞争日益激烈。一方面,国内炼油企业面临着来自国际市场的竞争压力;另一方面,国内炼油企业之间也在进行激烈的市场竞争。未来,随着炼油能力的逐步饱和和市场竞争的加剧,企业只有不断适应市场变化,加强内部管理和技术创新,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

02   当前,石科院是我国能源和化工领域最具影响力的科研机构之一,相比其他创新主体,央企科研机构具有离市场近、对市场需求反应灵敏、对行业痛点把握最全面等突出优势。做好“双碳”文章已成为我国能源和化工行业发展的共识,您认为推动炼油行业做好碳达峰碳中和工作,需要从哪些方面入手?

  李明丰:推动炼油行业做好碳达峰碳中和工作是一个复杂而紧迫的任务,需要综合考虑多个方面并采取切实有效的措施。

  一是优化产能结构布局。严格控制新增炼油产能,确保新建项目符合国家产业政策和环保要求,避免低效、高排放的项目上马。推动现有炼厂向组分炼油、分子炼油转变,提高清洁油品、特色油品、化工原料及产品的生产灵活性。鼓励中小型炼厂向科技型方向发展,做精做特,满足区域市场和细分领域需求。

  二是推进能源资源高效利用。加强能效水效管理,推动系统用能优化,实施工艺装备升级,鼓励资源循环利用。鼓励企业加大先进节能技术应用力度,实现能量的梯级利用和余热、余压的回收利用。鼓励有条件的企业探索废塑料、废润滑油、废弃油脂、废弃生化污泥等废弃有机物与原油耦合加工。

  三是实施绿色低碳升级改造。从炼油总流程、单元工艺技术、CCUS示范应用、制氢与用氢优化、绿氢炼化、碳排放管理等多维度实施绿色低碳升级改造。建设一批可借鉴、可复制的绿色低碳标杆炼厂,引领行业绿色发展。

  四是加强科技创新引领。加强科技创新能力建设,围绕炼油行业绿色低碳发展需求,开展关键技术研发和攻关。优化创新体制机制、加强软件开发应用、开发新型炼油技术、加快低碳技术研发。

  同时还要综合施策,完善政策支持体系、加强宣传引导和人才培养以及推动产业链协同降碳等措施。

03   当前,我国炼油能力增长继续放缓,装置结构优化调整持续推进。您对我国炼油行业“十五五”的发展有哪些看法和建议?

  李明丰:《关于促进炼油行业绿色创新高质量发展的指导意见》提出到2030年,炼油产能结构和生产力布局进一步优化,化工原材料和特种产品保障能力大幅提升,能效和环保绩效达到标杆水平的炼油产能比例大幅提升,技术装备实力、能源资源利用效率达到国际先进水平。绿氢炼化、二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)等技术完成工业化、规模化示范验证,建设一批可借鉴、可复制的绿色低碳标杆企业,支撑2030年前全国碳排放达峰。

  一是统筹发展与安全,系统考虑原油进口、成品油供应保障、已建成配套设施等因素,进一步优化炼油产能布局。推动新建炼油项目有序向石化产业基地集中,实现集约集聚发展。

  二是加强原油资源、氢气资源、废弃资源的高效利用。要通过废塑料、废弃油脂等的再利用,实现资源循环利用。能效提升仍是炼油企业现阶段实现降碳的重要途径,企业要从工艺角度、设备角度、操作角度全方位重视节能工作。

  三是加大对炼油新技术的研发和应用力度,开发新型炼油技术、研发节能降碳炼油单元技术和装备等。鼓励企业与高校、科研机构合作,建立产学研联合创新机制,加快技术创新成果的转化和应用。

  四是积极响应国家碳达峰碳中和目标,制定并实施炼油行业的碳减排计划。支持炼油企业加快绿色低碳技术的示范应用,有效降低碳排放。推广清洁能源和绿电替代,降低化石能源消费比例,提高可再生能源消纳水平。

04 “双碳”目标提出后,中国石化加大在低碳领域的布局力度。石科院在低碳领域还做了哪些工作?

  李明丰:作为中石化的直属研究院,石科院积极落实国家“双碳”战略以及中石化工作部署,目前已经建立了系统化的低碳体系,包括低碳研究体系、低碳服务体系和低碳支撑体系。从碳足迹核算到建立碳数据库、低碳工具的开发、低碳技术产品的开发与运用、标准与平台的建设、政府支持以及低碳项目的实施方面都进行了大量的工作,以此助力低碳发展。

  持续推动传统领域技术迭代升级,支撑石油石化企业减排增绿,加快关键绿色低碳技术研发。低生焦重油催化裂化催化剂、低能耗加氢裂化技术实现工业应用,能源高效利用技术、氢气资源优化技术、总流程优化技术为企业持续降碳创效。

  新能源领域拓展夯基垒台、厚积成势,质子交换膜(PEM)电解水制氢技术、分布式甲醇制氢技术、分布式氨制氢成套技术等自主技术在国内率先投用,生物航煤成功实现跨洋商业飞行,废塑料化学循环技术取得积极进展。

  石科院将不断增强自主创新能力,充分发挥科技创新的支撑和引领作用,推动源头减碳技术,过程降碳技术、末端固碳技术等的开发和应用,促进石油石化产业升级和高质量发展。

05   请您给读者透露一下,《炼油碳中和》在编制过程中,有哪些挑战和感受?

  李明丰:《炼油碳中和》的编制过程无疑是一个复杂且充满挑战的任务,主要体现在以下几个方面。

  一是国家和地方政府不断出台“双碳”相关的政策法规和标准,需要及时了解和解读这些政策要求,并将其融入到《炼油碳中和》的编制中。在解读政策的过程中,会感受到政府对于“双碳”工作的高度重视,也会意识到自己的工作对于推动行业发展和实现国家目标的责任重大。

  二是炼油行业的碳排放涉及多个环节和多种因素,炼油行业碳排放问题具有复杂性和严峻性。要准确核算碳排放量,需要收集大量详细且准确的数据。这些数据可能来自不同的部门、系统或外部供应商,整合起来难度较大。也会意识到数据的准确性对于制定科学合理的碳减排策略至关重要。

  三是需要对各种炼油技术和工艺进行深入研究,分析其碳排放特点和减排潜力。技术研究的过程既充满挑战,也让人充满期待。看到新的技术和方法有望为炼油行业带来显著的碳减排效果,会感到非常兴奋和鼓舞。同时,也会意识到技术创新对于实现碳中和目标的重要性。

  四是碳达峰碳中和是一个不断发展和变化的领域,新的政策法规、技术标准、研究成果不断涌现。因此,在编制《炼油碳中和》的过程中,需要不断学习和更新知识,以保持对行业动态和前沿技术的了解。持续学习的过程虽然辛苦,但是也让人充满成就感。随着知识的不断积累和更新,能够更好地把握炼油行业碳减排的方向和趋势,为行业的发展提供更有价值的建议和方案。

  五是受作者的知识水平、资料收集的局限性、时间仓促等因素影响,在编写《炼油碳中和》这样的专业著作过程中可能存在一些不足和错误,希望广大读者多提宝贵意见,以便我们再版时进行修订,不断提高书籍的质量。