绿色可持续 石化新使命——石油石化行业绿色低碳发展白皮书-IDC&石化盈科.pdf

绿色可持续 石化新使命 石油石化行业绿色低碳发展白皮书 CONTENTS 第一章 牢记担当使命 开启绿色转型 01 1.1 世界开启碳中和时代 01 1.2 中国出台政策鼓励绿色发展 02 1.3 对石油石化行业绿色发展的关键要求 04 第二章 描绘行业未来 擘画远景蓝图 05 2.1 石油石化企业拥抱绿色转型 05 2.2 中国石油石化企业绿色转型的必要性 07 2.3 中国石油石化行业绿色发展蓝图 09 第三章 搭乘数字东风 探索减碳路径 11 3.1 石油石化行业的碳排放现状 11 3.2 石油石化行业节能减碳的路径 13 3.3 数字技术对石油石化行业节能减碳的作用 18 第四章 立足场景实践 打造低碳方案 20 4.1 石油石化行业产业链节能减碳场景 20 4.2 石油石化企业典型减碳场景分析 30 4.3 石化盈科的绿色低碳解决方案 34 4.4 石油石化企业低碳转型的实施策略 44 第五章 携手加速创新 共迎智能未来 46 5.1 石油石化行业绿色智能发展面临的挑战 46 5.2 石油石化行业低碳合作新生态 47 结语 49 01 第一章 牢记担当使命 开启绿色转型 21世纪以来，随着经济社会发展水平不断提升，人类对含碳原料的消耗也在不断增长，人类在改造自 然创造财富的同时，也在不断破坏着我们赖以生存的环境。其中二氧化碳过量排放导致的全球气候变 暖问题已经成为了不争的事实。作为负责任的大国，中国做出庄重承诺，要把碳达峰、碳中和纳入生态 文明建设整体布局，实现中华民族永续发展，构建人类命运共同体。 1.1 世界开启碳中和时代 国际视野： 第21届联合国气候变化大会（巴黎气候大会）于2015年12月12日通过了《巴黎气候协定》，意 在将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5℃以 内。假如全球气温上升2℃，将对经济、农业、基础设施和天气规律造成巨大冲击，生态系统将遭受巨大 破坏，人类生存将面临威胁。目前， 全球已有132个国家和地区提出碳中和目标，大部分发达国家预计 将会在2050年前实现碳中和。 2020年1月15日，欧盟委员会通过《欧洲绿色协议》，共同承诺2030年温室气体排放比 1990年减少50%，并争取达到55%，到2050年实现碳中和的目标，这也为后来《欧洲气候 法》的出台和将碳中和目标写进法律形成了铺垫。2020年3月，欧盟委员会正式发布《欧洲 气候法》草案，并于2021年5月10日欧洲议会环境委员会投票通过了《欧洲气候法》草案。 以立法的形式确保达成到2050年实现碳中和的欧洲愿景，从法律层面为欧洲所有政策设 定了目标和努力方向，并建立了法律框架帮助各国实现2050年碳中和目标。 2008年，英国国会通过了旨在减排温室气体的《气候变化法案》，提出设立个人排放信用电 子账户以及排放信用额度，该法案使英国成为全球首个为温室气体减排设计出具有法律 约束力措施体系的国家。 欧盟 英国 02 中国态度： 中国国家主席习近平2020年9月在七十五届联合国大会上表示：“中国将提高国家自主贡献 力度，采取更加有力的政策和措施， 二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取在2060年前实 现碳中和 ”。随后，我国开始紧密推进减碳工作，并选择了包括二氧化碳、甲烷在内的6种温室气体作为 衡量指标。 2020年12月12日，习近平主席在联合国2020年气候雄心峰会上提出， 到2030年实现“中国单位国内生 产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右” 的中期目标 。IDC数据显示，2020年底，中国非化石能源消费占比为15.9%，计划到2030年提升至25%。 若要最终实现碳中和，非化石能源占比预计要提升至85%以上。 表1 中国“双碳”目标概览 数据来源：IDC，2022 指标 全社会二氧化碳排放量 (亿吨) 全社会二氧化碳净排放量(亿吨) 非化石能源在一次能源占比 2020年底 115 107 15.9% 碳达峰 121 110 ~25% 碳中和 28 0 ~85% 1.2 中国出台政策鼓励绿色发展 我国绿色发展制度目前已经形成以《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、 《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《中华人民共和国可 再生能源法》、《中华人民共和国循环经济促进法》等为核心的法律法规体系；建立了排污许可证制度、 构建行业能效标准、实行差别电价、开通碳排放交易平台等市场型制度；采用行政命令型制度加强对产 业的指导，实行生态文明先行示范区、循环经济示范区等绿色发展试点工作，探索区域特色的绿色发展 模式。 德国政府出台了一系列国家长期减排战略、规划和行动计划，如2008年的《德国适应气候 变化战略》、2011年的《适应行动计划》及《气候保护规划2050》等。2019年11月15日通过 的《气候保护法》首次以法律形式确定德国中长期温室气体减排目标，预计到2030年实现 温室气体排放总量较1990年减少至少55%。 德国 03 近期，国家主席习近平发表重要文章《努力建设人与自然和谐共生的现代化》。文章强调，党的十八大以 来，中央加强党对生态文明建设的全面领导，把生态文明建设摆在全局工作的突出位置，做出一系列重 大战略部署。在“五位一体”总体布局中，生态文明建设是其中一位；在新时代坚持和发展中国特色社会 主义的基本方略中，坚持人与自然和谐共生是其中一条；在新发展理念中，绿色是其中一项；在三大攻 坚战中，污染防治是其中一战；在到本世纪中叶建成社会主义现代化强国目标中，美丽中国是其中一 个。这充分体现了中央对生态文明建设重要性的认识，明确了生态文明建设在党和国家事业发展全局 中的重要地位。 图1 近十年绿色发展政策梳理 来源：石化盈科、IDC，2022 2012 2013 2016 2020 2022 2015 2018 2021 2012 银监会《绿色信贷指引》 督促银行业金融机构承担社会责任，推出绿色 信贷产品，防范环境问题带来的金融风险，控制 “两高一剩”项目信贷规模。 2013 国务院《大气污染防治行动计划》 对五年内全国空气质量改善提出了具体的行动 目标，要求加快形成政府统领、企业施治、市场 驱动、公众参与的大气污染防治新机制。 2016 国务院《土壤污染防治行动计划》 以改善土壤环境质量为核心，以保障农产品质 量和人居环境安全为出发点，加快形成政府主 导、企业担责、公众参与、社会监督的土壤污染 防治体系。 2018 国务院《打赢蓝天保卫战三年行动计划》 严格落实各方责任，通过调整产业结构、能源结 构等措施减少大气污染、温室气体等的排放量， 明显增加人民的蓝天幸福感。 2021.10 国务院《2030年前碳达峰行动方案》 聚焦“十四五”和“十五五”两个碳达峰关键期， 从能源结构、能源利用效率、能源利用技术等多 方面提出发展目标 2015 国务院《水污染防治行动计划》 设立水污染防治远景目标，按照“节水优先，空 间均衡、系统治理、两手发力”的原则，加快推进 水环境质量的改善。 2020.12 国务院《新时代的中国能源发展》 要求全面深化能源改革，加强国际合作，在能源 的消费方式、供应体系及能源科技方面不断完 善体制机制，走一条新时代的能源高质量发展 之路。 2022.04 工信部等六部门《关于“十四五”推动 石化化工行业高质量发展的指导意见》 到2025年我国石化化工行业基本形成自主创 新能力强、结构布局合理、绿色安全低碳的高质 量发展格局，高端产品保障能力大幅提高，核心 竞争能力明显增强，高水平自立自强迈出坚实 步伐。 04 1.3 对石油石化行业绿色发展的关键要求 后疫情时代，中国经济率先恢复活力，能源需求与GDP双双增长，中国绿色发展的形势更加严峻，对石 油石化行业绿色发展的要求也愈发严格。石油石化行业必须适应新形势和新发展要求，积极推进行业 的转型升级。当前存在的主要挑战包括： 石油石化行业高能耗、高投入、高排放的粗放型发展模式未根本改变 。石油石化行业作为 我国六大高耗能行业中的重点行业，其能源消费和碳排放量位居前列，对能否实现节能 减碳目标具有较大影响。另外，我国石油石化行业能耗水平与世界先进水平依然有较大 差距，其中合成氨、甲醇、乙烯等重点产品平均能效水平与国际先进水平相比，普遍存在 一定的差距。 石油石化行业面临一系列制约因素，绿色发展成效亟待提升 。随着我国经济发展步入新 阶段，产能普遍性过剩、产业结构不合理、技术创新能力不强等问题和矛盾愈发突出，严 重影响了石油石化行业节能降耗工作的进一步开展。 正是在双碳战略的驱动下，国务院、发改委等单位先后出台了《关于“十四五”推动石化化工行业高质量 发展的指导意见》和《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版）》等一系列指导性 意见，为我国石油化工行业未来转型发展指明了前进的道路。 在新形势与新要求下，推动石油石化行业从粗放发展向智能、绿色和高质量发展转变，全面提升绿色低 碳发展水平已成为行业发展的重点任务之一 ，这也是推动行业调结构、转方式、迈向全球价值链中高端 的重要途径。放眼全球，在石油石化行业绿色转型之际，埃克森美孚、BP、壳牌等国际大型石油石化公 司正在通过提升能源利用效率、提供高效清洁产品、发展新能源业务、开展低碳能源技术研发等方法进 行产业转型，满足石油石化行业绿色发展的新要求。 05 2.1 石油石化企业拥抱绿色转型 全球石油石化行业格局正在发生重大调整，兴建更为智能、环保、高效的炼厂将是石油石化企业赢得市 场的法宝。 为了应对全球气候变暖的现状，2019年，欧盟承诺到2050年将实现净零碳排放。到2030年， 欧盟将会把温室气体排放量降至1990年水平的55%左右。欧洲石油石化行业作为生产化石燃料和能 源消耗的重点行业，受到欧盟能源产业政策调整的影响最深。在2021-2023年间，欧洲约9%的高成本 炼厂面临关停威胁，到2023年可能有2/3的炼油厂亏损运营。而在同一时期，亚洲将新增4.0—4.3亿吨/ 年的产能，中东、印度、中国正在新建大量大型炼厂，美国也在大幅改造原有炼厂的炼油、化工技术，这 些新建和经过改造的炼厂将应用全球最新的炼化工艺和智能管理与加工技术，是未来全球新增炼化产 能的主力。随着炼厂炼化技术水平的提高，这些国家处理重质原油、稠油、超稠油的能力得到了大幅度 的增强，产品转换率、能耗控制、防止“三废”逃逸和排放物处理能力大大提高。受益于新技术的应用，未 来全球新建炼厂将有机会实现盈利能力提升和污染排放减少的双重收益。随着欧洲的炼化能力向亚太 和美国迁移，全球新建炼厂技术水平进一步提高，新兴市场快速崛起成为未来全球石油化工产业发展 的重大转机。 表2 欧洲部分重要石油石化公司能源转型发展战略 来源：IDC，2022 公司 壳牌 减碳战略 道达尔 BP 挪威石油 加速开发清洁能源技术和燃料，利用低碳能源、提升电气化水平等手段是实现 减排的重要举措。 在研发层面，将一半以上的资源都投入到新能源领域。 未来大幅削减油气业务，完成绿色转型。 积极开展新能源战略，绿色低碳发展。 第二章 描绘行业未来 擘画远景蓝图 06 全球炼化产能格局和对化石能源市场需求的变化，让全球化石能源贸易链条的 调整发生巨大改变，碳排放税和贸易套利预测成为重大课题 。过去10年里，在欧 洲调整炼化产能结构、产业全面升级的同时，中国和印度贡献了全球68%的原 油消费增长。中国、印度和中东的新建炼化基地虽然采用了全球最新炼化技术， 炼化处理能力大大增强，但是高端的炼化产品生产技术依然掌握在欧美、日本等 西方发达国家手中。中国、印度和中东对周边市场和欧洲一边输出基础化石产 品，一边大量进口西方国家生产的高端炼化制成品，造成这种局面有以下几个主 要原因：一方面，新兴炼化生产国对于新型智能炼化控制技术掌握不足。新一代 炼化对工艺有很高的要求，需要智能控制与尖端生产技术深度融合应用到炼化 工艺中。另一方面，新兴国家的炼化生产厂商不仅在炼化实验基础数据和理论方 面有所欠缺，同时还在炼化实验仿真软件方面有很大的不足。虚拟仿真技术在今 天的物理和化学科研实验中，大幅提高了科研效率，降低了研究难度，提高了科 研的安全性，压低了研究成本。这需要科研单位具备充足的实验数据，并能够将 其提炼为仿真环境所需的数据。同时，也需要实验者精通人工智能仿真环境的算 法实现，把实验所需的有关理化环境转换成人工智能虚拟环境中的算法。通过虚 拟实验环境的算法推算实验可能出现的结果、实验新合成物的成分和结构以及 相关的理化性质、推算理化实验发生过程等实验关键因素或结果。人工智能算 法、虚拟仿真实验及其应用为当今的炼化科研日新月异的发展起到了关键的推 动作用。 由于当前全球石油化工贸易格局和关税、碳税等一系列条件发生了剧烈的变化， 这使得如何测算贸易利润和进行远期交易预测成为难题。这种情况下，人工智能 信息搜集系统和智能决策系统就起到了很重要的辅助决策作用。智能商情收集 系统和智能决策系统可以第一时间让交易决策人员掌握关键商业信息、提示交 易风险、自动测算交易利润和税费成本、安排贸易路线、智能撮合交易、调整对冲 头寸和切货方式、安排船期、管道运输权限等一系列贸易关键环节，成为今天石 油石化贸易规避风险、保证交易利润的关键。 随着全球对污染物排放控制管控管理越发严格，炼化原料和产品结构发生重大 调整。欧洲炼化工业未来将生物燃油作为炼化工业的重心，各国也都开始重视有 机物回收和重复利用效率。为此，生产商加强了有机物和复合材料回收与拆解设 计，各国环卫系统都在配套建设有机物和复合材料的回收系统，这些反过来又迫 使炼化企业提升对有机回收物的处理能力。 07 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》（以下简称“十四 五”规划）提出大力发展绿色经济： “十四五”规划对全社会节能减排，减少二氧化碳和其他污染物排放都提出了明确指标要求。石油石化 行业既要努力降低综合排放水平，又要有针对性地开展专项治理工作逐项落实“防治污染攻坚战”的各 项目标。 从“十四五”规划对石油石化行业在绿色发展、减少污染物排放、产业升级、智能化发展等方面的一系列 要求来看，未来中国石油石化行业必然全面应用数字化技术，在节能环保、降低排放、提高资源使用效 率、回收再利用率等方面全面发力，实现智能、环保的绿色智能产业转型。 2.2 中国石油石化企业绿色转型的必要性 当前中国石油石化企业发展面临五大冲击： 受新冠疫情和国际局势影响，全球消费低迷，中国经济增长速度受到牵连，影响企业销售增长。 “坚决遏制高耗能、高排放项目盲目发展，推动绿色转型实现 积极发展。壮大节能环保、清洁生产、清洁能源、生态环境、基 础设施绿色升级、绿色服务等产业，推广合同能源管理、合同 节水管理、环境污染第三方治理等服务模式。推动煤炭等化 石能源清洁高效利用，推进钢铁、石化、建材等行业绿色化改 造，加快大宗货物和中长途货物运输‘公转铁’、‘公转水’。” 产业中心转移、产业结构变化、市场结构变化、产品原料和原料成本变化、市场需求变化等市场变量都 会反映到企业的信息系统上，这就要求企业信息系统要紧随数字经济时代和环保政策发展的要求，将 数字神经网络全面渗透到经营、生产、物流、服务的每一个细节上，大量运用无人技术、物联网技术、智 能识别与自动管理等一整套数字化技术实现炼厂的透明化、智能化管理，实现从生产智能优化、成本 智能化综合评估、无人智能仓储、智能管输、智能检测与安全、区块链碳排放认证与安全全程监控、智 能化销售服务等一整套的数字化管控体系，以达到今天全社会对石油石化产业绿色、安全生产的全面 要求。 01 08 受国际油气贸易链混乱、美元政策调整影响，全球油价、天然气价高涨，成本管控压力增大。国内油 气价格和国际油气价格存在双轨制，企业销售和盈利难度增大，保供难度也在增加。 国内炼化产能严重过剩，国内成品油需求增长逐渐放缓，有机化学品需求持续高速增长。石化产业 结构正在根据市场需求和政策导向进行一系列的调整。 国内绿色转型的压力下，企业需加大在应用节能、环保、智能技术以及废弃物回收再利用等方面的 改造投入和产能结构调整，随之而来的是盈利不确定性增加。 以氢能为首的新型绿色能源正在不断壮大。如何满足国家绿色能源发展、平衡新能源与化工原料 之间的需求成为新课题。 纵览全球能源转型的趋势，围绕国家的发展战略要求，结合行业当前面临的诸多挑战，石油石化企业必 须转变仅仅是石化制品生产基地的传统定位，要将自身转变为区域的热、电、油、气、氢等综合能源生产 中心、石化有机材料的供应中心、有机物回收处理中心、环境保护与安全的检测中心、运力疏散与物资 管理的服务中心，以及云计算中心、存储服务中心的有机组成部分。从全产业链的角度，企业应充分利 用企业在数字经济和绿色转型中的发展机遇，顺应“绿水青山就是金山银山”的生态和谐发展理念，适 应新时代的竞争环境，实现绿色、生态、高效发展。 坚持“油头化尾”的发展战略 。调整生产结构，增强对市场调整和政策变化的适应能力，实现 “绿色石化企业”是企业未来发展的关键。 坚持智能工厂发展理念 。广泛应用大数据、物联网、智能识别、智能安全管控、无人技术、VR 虚拟技术实现数字炼厂、透明炼厂，提高能源使用效率，从而提升产品产出率。 坚持绿色创新理念 。深入应用环保技术、环保原料、可再生原料，生产可再生产品、低碳环保 产品和“绿色”能源。尽可能引入风电、光伏、地热等可再生能源、清洁能源、低碳能源，减少生 产过程中的碳排放。 坚持运用绿色金融 。积极参加碳排放交易、运用绿色金融实现环保升级，通过一系列减排、 CCUS（碳捕获、利用与封存）技术进行碳捕捉、碳吸收等操作流程，早日实现“双碳”战略目 标。 这些改革调整的举措是绿色低碳发展的必然选择。中国石油石化企业需要在绿色发展和数字化转型方 面不断努力，减少能源损耗和原料使用，提升管理效率，节约人力和生产成本，提升经营效益，推动企业 在智能石化和绿色石化领域达到新高度。 02 03 04 05 09 2.3 中国石油石化行业绿色发展蓝图 石油石化行业为了实现2030年碳达峰、2060年碳中和的总体目标，必须在上中下游全产业链开展减 碳、脱碳措施，实现全行业的绿色发展。 图2 石油石化行业的减排典型措施 勘探开发 炼油化工 仓储物流 产品销售 1.减少天然气、石油伴生 气体泄露情况 2.减少油气生产用能损耗 3.加强天然气的开采，可 再生能源应用 4.加强排空气体回收，减 少排空燃烧情况 5.实现智能油田提高开发 生产效率 6.加强二氧化碳的回收利 用 1.提高炼厂油气使用效率 2.加强对工业废热、废气、 废压、废水的再利用，实 现节能减排 3.智慧能源管理中心高效 分配能源 4.炼油化工产品转型升 级，应用数字技术加速节 能低碳技术的应用创新 5.开展剩余物资的商业化 利用 6.探索“分子炼油”等低能 耗炼油技术，加强工艺创 新，支持炼厂低碳化 1.建设绿色能源环保型车 队 2.加强管网建设，提高储 运效率 3.加强油气储库智慧管理 建设，高效回收逃逸气 体，实现逃逸气体商业化 利用 1.建设绿色能源站，安装 光伏屋顶、风力发电设 备、储能设备，实现绿色 用能、绿色供能 2.建设智能加油服务站， 通过智能管理系统节约 能源，提供智能营销、智 能排队、智能加油等综合 服务。提高经济效益、减 少能源消耗、增强服务质 量 3.在石油石化行业开展循 环经济，实现降本增效 4.积极开展电子商务、非 油品O2O业务，推进共享 经济、平台经济 来源：石化盈科、IDC，2022 10 根据“十四五”规划对中国石油石化产业体系的未来发展要求，国家发改委、能源局在《关于“十四五” 推动石化化工行业高质量发展的指导意见》（以下简称“《指导意见》”）中对石油石化产业发展明确提 出五大方向： 加快创新发展 。原始创新和集成创新能力持续增强，到2025年，企业研发投入占主营业务收 入比重达到1.5%以上；突破20项以上关键共性技术和40项以上关键新产品。 调整产业结构 。大宗化工产品生产集中度进一步提高，产能利用率达到80%以上；乙烯当量 保障水平大幅提升，化工新材料保障水平达到75%以上。 优化产业布局 。城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造任务全面完成，形成70个左 右具有竞争优势的化工园区。到2025年，化工园区产值占行业总产值达到70%以上。 推动数字化转型 。石化、煤化工等重点领域企业主要生产装置自控率达到95%以上，建成30 个左右智能制造示范工厂、50家左右智能化工示范园区。 坚守绿色安全 。大宗产品单位产品能耗和碳排放明显下降，挥发性有机物排放总量比“十三 五”降低10%以上，本质安全水平显著提高，有效遏制重特大生产安全事故。 按照《指导意见》的要求，国内石油石化企业的研发能力需大幅提高，产能结构和用能水平将继续优 化，通过厂区迁移和园区新建，石油石化产业生产经营模式更为集中，智能化管理和无人自动操作、监 管水平、安全环保水平也会再上一个新台阶。这一系列的改革措施，势必涉及到一系列的迁移和新建 改造问题，中国石油石化企业将淘汰大批落后产能，推出优质新产品以满足环保和安全新标准的要 求。 这份《指导意见》为中国石油石化企业未来发展在创新发展、产业结构、产业布局、数字化转型、绿色安 全等五大领域明确了改革指标和发展路径，具有重要的指导意义，为实现整个产业和全社会“碳达 峰”、“碳中和”的战略目标具有极强的统领和推动作用。 11 石油石化行业能源使用集中度较高，是中国工业部门中主要的高耗能、高排放行业之一。造成石油石化 行业温室气体排放较高的主要原因有两方面： 工业生产与使用过程中温室气体的泄露和排放； 工业生产过程中的能耗水平过高、绿色能源使用比例不足，导致二氧化碳和甲烷等温室气体排放 处于较高水平。 减少石化产品各环节相关的温室气体泄露与排放，降低单位能耗水平，提高绿色能源使用比例是未来 石油石化产业节能减排的重要手段。当前数字化技术已经广泛深入到石油石化产业的各个环节，数字 化、智能化将成为行业实现绿色低碳发展的关键抓手。石油石化企业利用数字技术，通过模拟推演和实 时检测，能够有效测算石油石化生产过程中温室气体排放与能源损耗情况，从而为节能减排提供准确 有效的数据。 3.1 石油石化行业的碳排放现状 作为资源和能源密集型行业，石油石化行业温室气体排放约占人类活动产生总排放量的7%，其中90% 的温室气体均为二氧化碳和甲烷。 第三章 搭乘数字东风 探索减碳路径 12 表3 石油石化行业各个环节的排放情况（全球） 业务领域 开采、钻探 化石燃料燃烧 气体泄露与排放 储存运输 炼油厂热力系统 排放类型 二氧化碳、甲烷 二氧化碳 二氧化碳、甲烷 二氧化碳 二氧化碳 百分比 10% 5% 60% 5% 20% 来源：IDC，2022 具体来看： 勘探开发：在石油开采过程 中，岩层中伴生的二氧化碳以 及对油层加热、使用各种井下 化学剂发生反应产生的二氧 化碳，在生产的过程中通过井 口、管道裂隙、各类泵口、地层 裂隙、地下水渗透等渠道泄露 至自然环境中形成排放。另外 在石油石化领域，在将二氧化 碳作为化工填充气体或者作 为保护气体的使用过程中，存 在少量逃逸现象，也是二氧化 碳排放的一个次要原因。石油 石化行业的甲烷排放主要出 现在进行凝析油、煤层气、石 油开采时的天然气泄露。 炼油化工：炼化加工阶段排放 大量温室气体，其中化石燃料 燃烧、气体泄露与排放、炼油 厂的热力系统耗能是主要排 放原因。炼化加工过程需要消 耗能源，包括使用炼制过程的 副产品作燃料，以及外购天然 气、煤炭、电力，炼厂消耗的这 些能源直接或间接产生碳排 放。在炼油过程中，通常用含 碳能源（例如煤、烃）与蒸汽反 应制氢，制氢过程将产生一定 碳排放，如煤制氢装置的排碳 量位于炼厂所有装置的前列。 另外，炼厂的热力系统在正常 运转时也会消耗大量化石能 源以维持生产环境，这一过程 也有一定比例的温室气体排 放。 产品销售 ：产品销售包含油品 销售、天然气销售、化工品销 售等。目前油气运输过程的燃 料排放以及部分工业设备的 能源消耗是石油石化行业下 游产生温室气体排放的主要 原因，同时销售网点日常运营 也会有少量温室气体排出。在 销售网点大量应用绿色能源， 加强油、气、化学等各类污染 装卸过程中的回收，是减排的 重要手段。 13 3.2 石油石化行业节能减碳的路径 作为资源和能源密集型行业，石油石化行业温室气体排放约占人类活动产生总排放量的7%，其中90% 的温室气体均为二氧化碳和甲烷。 来源：石化盈科、IDC，2022 石油和天然气作为不可或缺的能源和化学品来源，石油石化行业的节能减碳路径非常复杂，消除排放 的过程比许多其他行业更具挑战性。石油石化行业的节能减碳路径可大致分为五个方面： 图3 石油石化行业节能减碳路径 规模化储能 数字技术 减少能耗 能源回收 绿色碳汇 绿色运营 循环经济 当前，提高能源使用效率、提高油气集输过程中对二氧化碳的分离和收集效率、减少化石能源使用、提 高绿色能源使用比例、加强二氧化碳回收和处理、实施植被恢复、提高二氧化碳的综合利用效率等方 法是减少二氧化碳排放、达成“碳中和”的主要方法。 能源生产 技术创新 碳资产管理 能效提升 绿色石化 新可再生能源 传统能源 碳捕获、利用 和储存技术 碳排放监测 碳金融 碳交易 石油石化行业节能减碳之路 14 能源生产 在石油石化行业实现碳中和首先要解决生产阶段的碳排放问题。从近期来看，石油石化行业将在能源 生产环节逐渐加大可再生能源的开发利用，实现可再生能源与传统能源共存的局面。从长远来看，石油 石化行业的目标是用可再生能源完全取代传统能源。 可再生能源：石油石化行业应重视可再生能源的发展应用。IDC数据显示，2020年全球可再生能源 占发电量的29%，而2019年为27%，预计2022年这一比例将进一步增加到37%。其中，太阳能和风 能是最大的贡献者，石油石化公司应以风能和太阳能为重点发展清洁能源。石油石化企业初期可 以使用可再生能源为生产过程提供部分动力，达到“碳中和”时实现生产过程中所有能源消耗均来 自可再生能源。 传统能源 ：我国的能源结构是以高碳的化石能源为主，化石能源的使用很难在短时间内被淘汰，除 了使用可再生能源发电外，石油石化企业还必须专注于提高当前能源生产系统的效率。这包括在 生产阶段使用泄漏检测技术、数据分析和预测应用程序来提前确定维护要求和预测应用程序等。 例如，石油石化生产平台可以引入泄漏检测技术、机器人维修系统、人工智能和预测分析的组合， 以减少燃烧和排放，从而显著减少碳排放。 在实现减排减碳目标的路上，技术创新是关键的手段之一，而现有的技术不足以支撑完全实现碳中和， 除了可见的节能技术以外，还需要不断在储能、碳捕集、智能化等方面实现技术突破。 碳捕获、利用和储存技术（CCUS ）：CCUS技术是负碳技术的主要构成部分，包括在采掘、钢铁、石 化等工业流程中的碳捕获，以及对大气中二氧化碳的直接捕获。被捕集的二氧化碳还可能在工业 生产中被重新利用。 CCUS技术的一个重要部分是对捕获的碳进行再利用：CO 2可以被捕获并储存在地表以下深处的 岩石中（这一过程称为地质封存），也可以对其再利用。石油和天然气公司必须重点关注两个主要 领域以重新利用捕获的二氧化碳：一是可以将其注入枯竭的油藏，以提高石油采收率；二是可以作 为原材料加工生成石化产品。 具体应用场景有：通过光催化进行转化，捕获的CO 2可以转化为具有多种最终用途的甲醇；二氧化 碳驱油与封存技术将超临界二氧化碳与原油相溶，驱替岩层中的原油；同时二氧化碳通过置换油 气、溶解与矿化作用实现永久地下封存。 技术创新 15 齐鲁石化公司通过回收煤制气装置尾气中的二氧化碳，每年捕集100万吨，之后将气体输送到胜 利油田进行增油生产。上海石化的碳捕集项目可提纯加工生产食品级的二氧化碳，每年可供生产 约11亿罐可乐。 规模化储能：规模化储能指采用新的储能系统。虽然有飞轮储能等机械储能技术，但电池储能 （BESS）仍然是应用最广泛的技术。在电池储能中，液流电池是一种新的储能方式，在石油石化领 域具有潜力。液流电池的运行时长为10-12小时，意味着它们可以比传统电池更长时间地维持一 定的功率输出，这使得它们更适用于进行为管道供电和自动维护等操作。电池储能为处于偏远地 区，面临供电难和发电难的油田解决了能源供应问题，同时电池储能系统投入应用后，可极大降低 勘探开发燃油消耗，减少钻井场的电机配备，为企业减排增效。 数字技术：数字技术是数字世界的核心引擎，几乎所有减碳领域的技术都需要以数字化技术实现 监控和集成耦合。传统的石油石化企业要顺应发展大势、把握发展机遇、抢占制造业数字化竞争制 高点，推动产业创新发展，优化生产运营，助力企业业务转型。数字经济和实体经济的融合成为发 展必然趋势，石油石化企业的数字化转型势在必行。 在油气勘探开发方面，基于大数据+人工智能+虚拟现实技术，推动研究剩余油资源空间分布预 测，开展智能驱油、全油藏开发技术攻关，减少采油成本； 在生产营运优化方面，推动生产过程数据挖掘，实现生产工艺、质量、效率、能耗全方位优化； 在安全生产管控方面，结合实时数据、检测系统、业务系统等，通过大数据、人工智能技术，实现 危险源检测、工艺实时告警、场景态势感知、风险预测等安全生产控制； 在工业基础环境方面，基于5G技术和物联网应用，推进企业构建油气、化工能源设备和终端互 联互通、数据毫秒级实时传输的工业物联网。 石油石化行业通过应用数字技术，能够充分整合行业资源、优化生产业务流程、提升企业生产经营 效率，通过数字化转型完成产业格局由重资产向轻资产模式变迁，既推动勘探开发、炼油、化工等传 统核心业务的提质增效，对外开放互联，打造石化商业生态圈，促进服务延伸、跨界经营、创新发展。 16 碳资产管理是减排道路上的关键支柱，通过使用碳排放监测、碳交易、碳金融等措施实现对石油石化企 业的碳足迹统计分析，达成对碳资产的有效管理。公司决策层必须参与到降低价值链碳排放强度、实施 可持续发展的工作中。 碳排放监测：运用数字技术检测碳足迹，采用碳监测工具是石油石化公司减少碳足迹的关键一步。 通过在供应链全流程的使用，碳监测工具可以帮助石油石化公司准确检测其碳排放情况。碳监测 工具必须与审计解决方案相结合，以确定当前的排放状态以及公司是否有望实现其既定目标，并 进行情景分析以实现其目标和更好地执行。 碳交易：以价格来引导碳排放权资源的优化配置，以市场之手推动降低全社会减排成本，促进对低 碳技术和产业的投资。国家参照企业所在行业内相对先进的碳排放水平来确定基准值、设定配额； 此后，基准值的设定越来越严，企业所获配额也逐年降低。企业必须通过投资节能技术以避免额外 的碳排放成本和惩戒；减排能力强的企业则可将盈余拿到市场进行交易。2021年7月，全国碳排放 权交易市场在经过前期7个试点省市市场多年运行的基础上正式上线运行，2162家火力发电企业 被首批纳入全国碳市场。 碳金融：碳交易具有较强的金融属性，应引入碳期货等金融衍生品交易机制，以更好地发现价格和 进行风险管理。推动有效碳定价，更好地完善市场机制，注重应用绿色贷款、绿色股权、绿色债券、 绿色保险、绿色基金等金融工具，助推绿色低碳前沿技术的投资布局和产业孵化。将碳排放权转化 为合约形态，扩大碳市场的边界和容量，探索利用碳资产拓展融资形式和融资渠道优化融资成 本，实现碳资产价值最大化。 能效提升是石油石化行业进行减碳的一大重点，其包含降低单位产值的能耗以及对能源的回收利用。 降低能耗 ：石油石化企业就在通过减少能耗方面下功夫，大规模加强智能化技术应用，加强能源管 理和能耗控制，智能化测算各类机械效率以提高设备能效，加强高温和低温设备的保温改造，从而 避免能量损耗。 能源回收：石油石化企业也在加强对能源的回收利用。积极开展废热、余压综合利用，通过智能系 统对回收的能源和资源进行综合调度安排，提高经济效益。通过能源替换、回收，节省的天然气和 碳资产管理 能效提升 石油、煤、氢气以及化工副产品气体、液体都被利用起来制成工业品再销售，大大地提高了能源综 合利用率。 对于油田企业，重点推广应用油田采油污水余热利用等新工艺，实施注采输系统一体化能效提升、天然 气和伴生气回收、余热余压利用等重点节能工程。对于炼化企业，采用新的工艺技术、催化剂和分馏塔 内件，减少能源需求；推广应用余热产汽、余热发电、余热供暖技术，提高能源利用率；开展保温整改工 作，减少蒸汽消耗；应用汽轮机通流提效、热力系统优化等成熟技术，降低热电机组能耗物耗。对于储运 企业，尽可能运用管输等低能耗方式运输油气，降低运输排放。同时利用物联网技术对车辆、管输、装 置、产品等对象的多维信息进行实时监控，利用数据挖掘和深度分析，实现石油石化智能物流。对于油 品销售企业，着力打造“油气氢电服”综合能源服务站，围绕用户多样化需求，提供多种用能方案，采用 光伏发电、油气回收等绿色节能措施，逐步实现站级的碳中和。对于化工品销售企业，构建并完善电商 交易平台，创新销售模式、服务模式和商业模式，通过托盘共享等应用促进物流高效运转、资源有效循 环，构建绿色低碳的物流运输体系。 17 能效提升是石油石化行业进行减碳的一大重点，其包含降低单位产值的能耗以及对能源的回收利用。 降低能耗 ：石油石化企业就在通过减少能耗方面下功夫，大规模加强智能化技术应用，加强能源管 理和能耗控制，智能化测算各类机械效率以提高设备能效，加强高温和低温设备的保温改造，从而 避免能量损耗。 能源回收：石油石化企业也在加强对能源的回收利用。积极开展废热、余压综合利用，通过智能系 统对回收的能源和资源进行综合调度安排，提高经济效益。通过能源替换、回收，节省的天然气和 绿色碳汇 ：绿色碳汇在石化减碳方面发挥了重要作用。石油石化企业在生产经营的同时，注重植树 造林和生态恢复。通过在陆地上积极参与植树造林、建设绿色油田，在海上利用闲置水域种植绿藻 等方法实现绿色碳汇，抵消一部分碳排放。石油石化企业建设的“碳中和林”正在全国各地兴起。 绿色运营 ：为了应对全球气候变化，促进能源节约和可持续利用的发展，石油石化企业需要开展绿 色办公模式，助力“碳减排、碳中和”。石油石化企业可以应用远程会议系统进行日常办公、日常沟 通、共享资料等活动，帮助员工和客户实现“面对面”跨地域沟通交流，从而节约时间、资源和成本， 提高工作效率。同时可以利用线上办公系统，转变业务模式，推动无纸化办公进程，减少纸张浪费， 助力石油石化行业绿色发展。 循环经济：循环经济是指在石油石化生产过程中进行减量化、再利用、资源化的活动的总称。石油 石化行业是资源密集型的高耗能、高污染行业，废气、废水、废渣排放量大，利用率低，不仅污染环 境，而且造成资源浪费。通过在石油石化行业大力开展循环经济，可以大幅消减石油石化企业在生 产、经营过程中产生的各种废弃物，有效落实节能减排战略，实现资源高效利用，发挥各类资源的 最大经济价值，可以有效减少设备、材料、能源、化学产品的生产，从而节省物资、能源、人力，提高 社会整体生产效率。推进不同企业间资源的系统优化和废物的再利用，促进节能减排。 绿色石化 石油、煤、氢气以及化工副产品气体、液体都被利用起来制成工业品再销售，大大地提高了能源综 合利用率。 对于油田企业，重点推广应用油田采油污水余热利用等新工艺，实施注采输系统一体化能效提升、天然 气和伴生气回收、余热余压利用等重点节能工程。对于炼化企业，采用新的工艺技术、催化剂和分馏塔 内件，减少能源需求；推广应用余热产汽、余热发电、余热供暖技术，提高能源利用率；开展保温整改工 作，减少蒸汽消耗；应用汽轮机通流提效、热力系统优化等成熟技术，降低热电机组能耗物耗。对于储运 企业，尽可能运用管输等低能耗方式运输油气，降低运输排放。同时利用物联网技术对车辆、管输、装 置、产品等对象的多维信息进行实时监控，利用数