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   第5版:中国石化报05 08版
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统筹石化行业节能降碳与新能源技术迭代升级

2026年11月10日 来源: 中国石化报  作者: 张 英

    □张 英

    “十五五”时期是我国实现碳达峰目标的关键期、攻坚期,也是能源化工行业加快结构调整、动能转换和竞争力重塑的重要窗口期。一系列政策释放出清晰信号:石化行业绿色转型不能只依靠单一技术或单一路径,必须统筹能源安全、产业安全与降碳目标,既要通过系统节能和工艺革新降低存量装置的能源消耗与碳排放,又要加快绿氢、储能、碳材料等新技术的工程化和产业化,形成传统产业升级与新兴产业培育相互支撑的发展格局。

    把握时代方位

    以协同创新回答绿色转型必答题

    《“十五五”碳达峰行动方案》提出,更高水平、更高质量做好节能降碳工作,推动煤炭和石油消费达峰,到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2025年降低17%、非化石能源消费占比达到25%。《新型能源体系建设“十五五”规划》进一步明确,要坚持炼油产能“减量置换”,加快炼油行业节能降碳改造,稳步提升石化行业绿电绿氢使用比例,推动CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)区域产业集群、长时储能和绿色燃料发展。《能源领域节能降碳行动计划(2026-2028年)》则对新建炼厂能效达到标杆水平、炼油与新能源深度融合、绿电绿氢替代、CCUS规模化应用和数智化节能降碳作出具体部署。

    政策指明方向,技术提供路径。从顶层设计到落地实践,各项政策目标的实现最终要依赖技术创新和产业主体的主动作为。科研机构是连接战略规划与工程实施的关键纽带,既承担以技术进步提升传统炼化竞争力的现实任务,也肩负面向未来能源体系培育新质生产力的战略使命。立足炼化产业基础,以科技创新推动“存量提效、增量塑势、系统协同”,是科研单位支撑中国石化二次创业、助力行业绿色低碳发展的主攻方向。

    坚持双轮驱动

    正确认识节能降碳与新能源发展的内在逻辑

    节能降碳与新能源发展不是非此即彼的选择题,而是相互衔接、彼此赋能的系统工程。我国石化行业规模大、产业链长、连续运行特征突出,在油气消费结构短期内仍具有较强刚性的背景下,换热网络优化、余热梯级利用、氢气网络优化、蒸汽动力系统提效、关键设备升级等成熟技术,仍是当前减排效果最直接、投资确定性较高、可复制推广性较强的路径。把存量装置的每一份能源价值“吃干榨净”,既能降低生产成本,也能为绿电、绿氢和低碳原料的后续导入创造条件。

    同时,新能源正在重塑能源化工行业的成本结构、产品结构和竞争规则。中国石化已建成新疆库车2万吨/年光伏绿氢示范项目,国内首个百万吨级CCUS示范项目持续运行,并加快推进风光制氢、绿色燃料和综合能源服务布局。这表明,新能源并非脱离炼化主业“另起炉灶”,而是依托既有原料、装置、管网、市场和工程能力,向清洁能源供给、高端材料和低碳解决方案延伸。

    近年来,国际绿色贸易规则也在加快演进。欧盟碳边境调节机制已于2026年进入正式实施阶段,当前直接覆盖水泥、钢铁、铝、化肥、电力和氢等领域,尚未全面覆盖炼油化工领域,但其背后的产品碳足迹、供应链减排和碳成本传导逻辑,正在影响全球产业竞争。未来,石化企业的竞争优势将不再仅由规模和成本决定,更取决于能源效率、碳排放强度、绿色原料比例、产品性能,以及全生命周期解决方案。

    因此,石化行业绿色转型需要实现四个转变:由单台设备节能向全厂系统优化转变,由单纯能耗管理向能碳协同管理转变,由单项技术供给向成套解决方案转变,由实验室成果评价向工程化、市场化综合评价转变。对中国石化而言,既要把传统节能技术做深、做精、做成体系,也要在氢能、长时储能、高端碳材料等方面形成差异化技术优势。

    深耕存量提效

    以系统优化释放炼化全链条降碳潜力

    在“双碳”目标指引下,石化行业正面临前所未有的转型压力,节能降碳是石化行业当下转型的最优解。通过成熟技术改造,石化企业预计可在2030年前实现20%左右的碳减排,这正是行业转型最务实的第一步。同时,此类措施投资回收期普遍在2~3年,既满足现有生产要求,又能创造真金白银的效益。

    装置系统节能是基础性工作。围绕催化、加氢、乙烯、制氢等重点装置,开展换热网络优化、装置间热集成、分离过程用能诊断和低温余热回收。统筹构建串联、并联和混联换热网络,按照“高温高用、低温低用、温度对口、梯级利用”的原则优化热源与热阱匹配。如在催化裂化装置中,通过识别“高能低用”情况,实现原料热直供,从而置换顶循热量,为气分脱丙烷塔再沸器供热,实现催化-气分装置热集成优化,年效益可超千万元。全厂低温热系统实时监控与优化可实现年节能万吨级标准煤,体现了系统节能相较单点改造的综合优势。

    过程低碳改造是突破点。将传统蒸汽驱动改为电驱动、利用余热发电、采用新型催化剂等创新,均可使生产过程碳排放大幅降低。例如,低能耗PSA制氢技术为提高氢气回收率、降低制氢能耗和减少源头碳排放提供了成熟方案,已在国内外多家企业推广。在数字赋能方面,中国石化构建了覆盖多类设备和关键参数的数字孪生模型,开发蒸汽动力系统优化技术,在企业应用后,系统热效率显著提升;开发氢气网络智能优化平台,实现全厂氢资源可视化、动态调度和供需优化,在典型应用中,年降低氢耗8%、减少制氢装置二氧化碳排放1.8万吨。同时,围绕低能耗碳捕集、加热炉高效低氮燃烧、电气化替代等方向,中国石化持续开展技术攻关和工程示范。

    节能降碳不是将来时,而是现在进行时。立足传统主业,用好成熟技术,石化行业完全可以在转型浪潮中赢得主动,加速实现高质量发展,这既是石化行业的时代重任,更是面向未来的必由之路。

    做强增量塑势

    以“化工+新能源”培育第二增长曲线

    面向新型能源体系建设,中国石化坚持发挥石化行业原料资源、工程放大、连续运行和应用场景优势,重点布局氢能制储运用、长时储能、高端碳材料和低碳资源转化等方面,推动技术创新由单点突破向产业链协同延伸。

    聚焦低成本制氢、安全储运和工业利用,中国石化围绕氢能交通和绿氢炼化,构建制储运加用全产业链。制氢端,攻克耐氯电极、高性能极板等难题,我国首个工厂化海水制氢项目一次开车成功,为沿海绿氢制备及高含盐水资源化提供新路径;率先实现百千瓦级固体氧化物电解水制氢开车,并建成新疆库车万吨级绿氢示范项目,同时在武汉布局电解槽制造基地。储运端,同步推进纯氢管道、含氢弛放气提氢和固态储氢等技术研究,为跨区域输送、工业副产氢提质及多场景储运提供技术储备。应用端,规划“三轴四区N线”氢能走廊,贯通8条高速,累计建成供氢中心11座、加氢站150座,居全球首位。未来将坚持技术先行、产业跟进,推动氢能高质量发展。

    在新型储能与先进电池材料领域,中国石化围绕多元储能技术和关键电池材料持续开展技术攻关与产业布局。在长时储能方面,自主研发铁铬液流电池技术,在高稳定电解液、高性能电极、一体化密封电堆和系统智能控制等方面形成系列核心技术,已建成30千瓦和125千瓦级示范系统,为新能源消纳、微电网及综合能源利用提供技术支撑。面向钠离子电池产业化需求,发挥石油焦资源和结构调控技术优势,创新提出“软碳硬化”思路,开发低成本高品质硬碳负极材料,已完成200吨/年中试装置建设运行,并加快推进千吨级产业化。面向固态电池等新兴技术方向,积极布局硅碳负极,以及高纯五硫化二磷、硫化锂、高纯硫化氢和高端SBR(丁苯橡胶)黏结剂等关键材料,推动中国石化资源优势向高附加值电池材料延伸。

    在低碳化工与资源循环领域,中国石化围绕低值轻烃、废弃生物质、低阶煤焦油及炼化副产物的清洁高效利用,强化原料预处理、催化转化、分离提纯和产品高值化技术开发。下一步,结合国家对绿色氢氨醇、可持续航空燃料和资源循环利用的政策导向,应进一步加强绿氢与炼化过程耦合、可再生碳资源转化、二氧化碳捕集利用及低碳产品评价技术储备,推动传统碳资源利用方式由“燃料化”向“材料化、化学品化、循环化”升级。

    实践表明,发展新能源技术,关键不是追逐同质化热点,而是发挥自身在复杂原料转化、过程强化、工程放大和工业运行方面的比较优势。只有把新能源技术嵌入炼化产业链、供应链和应用场景,形成难以复制的“化工+新能源”系统能力,才能真正把技术优势转化为产业优势和市场优势。

    强化科产融创

    打通从技术成果到现实生产力的关键环节

    中国石化科技创新大会强调,打通从技术突破到产业转化的“最后一公里”,是打造科产融创领军企业的关键着力点与核心任务。这要求中国石化以服务国家战略为牵引,以市场化、产业化为导向,系统优化研发布局,强化有组织科研与有组织转化的协同联动,推动创新链与产业链深度融合,切实将科技势能转化为发展新质生产力的现实动能。

    成果转化是连接创新链和产业链的关键一跃。实验室侧重关注原理可行和指标突破,工业现场侧重关注安全可靠、连续稳定和全生命周期效益。原料性质波动、设备放大效应、系统耦合关系、材料寿命和控制策略等因素,都可能使实验室最优方案在工业现场“水土不服”。特别是氢能、储能和低碳材料等新兴技术,往往还面临初始投资高、应用场景不清晰、商业模式不成熟和标准体系不完善等问题,需要多措并举迈出关键一步。例如,对首台(套)、首批次和示范项目,可探索阶段性技术许可、收益分享、风险共担等合作模式,降低成果首次应用门槛。

    破除成果转化堵点需建立“用研产销”全链条机制。科研单位应进一步深化“揭榜挂帅”和跨专业协同,推动科研人员更早进入企业现场、参与问题定义;充分发挥中试平台连接实验室与工业装置的桥梁作用,把安全性、可靠性、能耗、碳效益、设备寿命和运行弹性纳入验证指标;加强与生产企业、工程公司、销售企业、装备制造商和终端用户协同,建成贯穿需求识别、技术研发、中试验证、工程示范、市场推广、迭代升级的一体化团队,通过标准、专利、软件、工艺包、关键装备和技术服务协同输出,推动科研成果从“单项技术”升级为可交付、可考核、可持续优化的成套解决方案。

    科产融创的最终检验标准,是技术能否在装置上长期稳定运行、能否为企业创造真实价值。应建立更符合绿色低碳技术特点的评价机制,除技术先进性外,重点评价吨产品节能量、单位减排成本、产品碳足迹、绿电绿氢适配能力、全生命周期经济性和可复制推广性。科研成果写在论文中体现创新高度,用在装置、产品和市场上,才真正成为现实生产力。

    (作者为中石化大连院新能源首席专家)

 

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