能源科技創(chuàng)新定下目標！石化行業(yè)如何取長補短？

在全球能源結(jié)構(gòu)深度調(diào)整、綠色低碳發(fā)展成為主旋律、科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用愈加凸顯、能源安全保障任務(wù)依然艱巨的復(fù)雜能源形勢下，為深入貫徹落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加快推動能源科技進步，國家能源局、科學(xué)技術(shù)部近期聯(lián)合印發(fā)了《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），對能源科技創(chuàng)新工作做出了規(guī)劃部署。石化技術(shù)作為能源科技創(chuàng)新的重要組成部分，也迎來了加快科技自立自強的新發(fā)展階段。

 

 

我國石化工業(yè)經(jīng)過新中國成立70余年，尤其是改革開放40余年的發(fā)展，在近乎“一無所有”“一窮二白”的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了從無到有、從小到大的跨越式發(fā)展，形成了完整的工業(yè)體系。我國煉油能力從1978年的2.77億噸/年，增至2021年的8.93億噸/年，能力增長了2倍多；乙烯產(chǎn)能從38萬噸/年增至4168萬噸/年，規(guī)模增長了110倍，石化行業(yè)成為了國民經(jīng)濟的支柱行業(yè)。我國石化工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了世界石化發(fā)展史上的奇跡，煉油能力和乙烯產(chǎn)能已分別占世界份額的18.2%和20.2%，在世界石化業(yè)的地位大幅攀升，成為了僅次于美國的排名第二的世界石化生產(chǎn)大國。

 

石化工業(yè)作為技術(shù)密集型工業(yè)，技術(shù)創(chuàng)新在支撐和引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中始終發(fā)揮著重要作用。我國石化工業(yè)已擁有具有世界先進水平的煉化主體技術(shù)，支撐了行業(yè)的發(fā)展。

 

其中煉油技術(shù)已實現(xiàn)全流程化，具備了設(shè)計建設(shè)運行千萬噸級煉廠的強大實力。能滿足國六標準的清潔燃料生產(chǎn)成套技術(shù)，以渣油加氫、延遲焦化為代表的重油加工技術(shù)，催化裂化、加氫裂化等一系列裝置單元技術(shù)的開發(fā)成功及應(yīng)用，為煉廠提升效益提供了支撐，有力保障了國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活品質(zhì)提高的需要。部分技術(shù)和催化劑、裝備已出口海外，在“一帶一路”國家采用我國自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)開展了大型煉油項目和煉油裝置建設(shè)，提升了我國煉油工業(yè)在國際上的競爭力和交流合作的話語權(quán)，使我國煉油技術(shù)成為“中國制造”對外推介的一張靚麗名片，提升了我國煉油業(yè)的國際化發(fā)展水平。

 

在化工技術(shù)方面，我國已擁有蒸汽裂解制乙烯成套技術(shù)、高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)、聚酯成套技術(shù)；具備建設(shè)百萬噸級乙烯、百萬噸級芳烴和大型聚酯的能力；擁有聚烯烴聚合催化劑和相關(guān)工藝及牌號技術(shù)，以及乙苯/苯乙烯、己內(nèi)酰胺、異丙苯、聚酯、丙烯腈、順丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠等技術(shù)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；還擁有煤經(jīng)甲醇制烯烴及煤經(jīng)合成氣制乙二醇技術(shù)并實現(xiàn)了工業(yè)化，煤化工技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。

 

 

我國石化科技發(fā)展取得了顯著成就，正在邁向?qū)崿F(xiàn)“以科技自立自強”為主要特征的石化強國的新階段，但依然存在自主創(chuàng)新能力不足、基礎(chǔ)研究薄弱、產(chǎn)品高端化開發(fā)落后等問題，尤其在處于百年未有之大變局歷史交匯點的當下及今后很長一個時期，在國際政治經(jīng)濟環(huán)境復(fù)雜多變、能源綠色低碳轉(zhuǎn)型浪潮洶涌等因素影響下，我國石化科技創(chuàng)新面臨了新的挑戰(zhàn)。

 

全球能源結(jié)構(gòu)正在加速調(diào)整，能源體系清潔化、多極化已成趨勢，化石能源的主導(dǎo)地位逐漸下降、可再生能源份額不斷增加、電氣化程度不斷提高。可再生能源快速發(fā)展的趨勢不可阻擋，其中風能、太陽能、氫能將持續(xù)高速發(fā)展。我國近期出臺的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中也已明確提出要加快構(gòu)建“清潔低碳安全高效”的現(xiàn)代能源體系，到2025年，非化石能源消費比重將提高到20%左右。

 

面對新形勢，國內(nèi)外主要的石油公司都在尋找新出路，紛紛提出了加快從傳統(tǒng)型油氣公司向綜合型能源公司轉(zhuǎn)型的新戰(zhàn)略。雖然各公司的戰(zhàn)略各有側(cè)重，但普遍集中在通過調(diào)整業(yè)務(wù)組合，縮減油氣業(yè)務(wù)，構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新業(yè)務(wù)格局上，包括壓縮傳統(tǒng)油氣業(yè)務(wù)投資，拓展可再生能源業(yè)務(wù)，加快進入氫能、生物燃料、儲能、新材料等低碳無碳領(lǐng)域。當前正處在新舊能源重構(gòu)的時代，我國必須在新能源科技創(chuàng)新上走在前列，才能在競爭博弈中取得優(yōu)勢。

 

 

為應(yīng)對氣候變化，降低以二氧化碳為主的溫室氣體排放已成為世界共識，尤其是作為全球最大碳排放國家，我國政府2020年9月提出了“2030年實現(xiàn)碳達峰，2060年實現(xiàn)碳中和”的雙碳目標，更是受到了世界的普遍贊賞，也進一步加快了世界碳減排步伐，目前全球已有130多個國家和地區(qū)提出了碳中和目標。在碳中和目標的約束下，石化行業(yè)作為能源行業(yè)、石油工業(yè)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要的二氧化碳排放行業(yè)之一，面臨嚴峻的減排壓力和挑戰(zhàn)，國際主要的石油公司都提出了碳減排目標，加快減排行動。碳減排目標基本一致，普遍集中在2050年或2060年實現(xiàn)碳中和，減排行動主要包括推動傳統(tǒng)石化業(yè)務(wù)向生產(chǎn)清潔燃料+基礎(chǔ)原料+化工新材料方向轉(zhuǎn)變，大力發(fā)展新材料業(yè)務(wù)，提升煉化業(yè)務(wù)價值鏈，開展節(jié)能降耗，同時部署二氧化碳捕集與封存（CCUS)項目、加大低碳技術(shù)研發(fā)投入等等舉措。

 

 

以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的數(shù)字化智能化技術(shù)加快與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，在石化行業(yè)的應(yīng)用也日趨廣泛，除了在過程控制、流程優(yōu)化、檢維修等常規(guī)場景應(yīng)用外，在優(yōu)選原料、快速響應(yīng)產(chǎn)品需求動態(tài)變化、代替現(xiàn)場人工操作、遠程監(jiān)控與診斷、開展仿真培訓(xùn)、科研開發(fā)設(shè)計、管理運營等方面也正在擴大應(yīng)用范圍，已滲透到從工藝及催化劑研發(fā)、原油調(diào)合到油品和化工原料生產(chǎn)、現(xiàn)場管理到市場營銷的全產(chǎn)業(yè)鏈。國內(nèi)外的石油石化公司都在加快推進數(shù)字化發(fā)展，開展了大量探索實踐，包括建設(shè)智能煉廠、智慧加油站、智慧能源體系等等，為石化行業(yè)提質(zhì)增效、應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型、碳中和提供了高效解決方案。我國《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中將數(shù)字化作為一個單獨的篇章進行了論述，提出要以數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式。未來數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)石化工業(yè)相融合發(fā)展的深度還將大幅提升，甚至可能到達我們目前還無法想像的程度和邊界，將有望對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生顛覆性的影響。

 

 

站在新的歷史方位，《規(guī)劃》緊密圍繞國家能源發(fā)展重大需求和能源技術(shù)革命重大趨勢，從頂層設(shè)計層面擘畫了未來五年能源科技創(chuàng)新的總藍圖和施工圖?！兑?guī)劃》按照先進可再生能源、新型電力系統(tǒng)、安全高效核能、綠色高效化石能源開發(fā)利用、能源數(shù)字化智能化等5個方面，確定了集中攻關(guān)、示范試驗和應(yīng)用推廣任務(wù)，部署了相關(guān)示范工程，并制定了技術(shù)路線圖?！兑?guī)劃》明確了我國能源科技創(chuàng)新的目標和具體任務(wù)，是“十四五”時期我國推動能源技術(shù)革命、實現(xiàn)能源領(lǐng)域高水平科技自立自強的行動指南和綱領(lǐng)性文件，對石化行業(yè)發(fā)展具有重要指導(dǎo)作用。

 

《規(guī)劃》中涉及到石化科技創(chuàng)新的部署主要集中在“綠色高效化石能源開發(fā)利用技術(shù)”“先進在可再生能源發(fā)電及綜合利用技術(shù)”“能源系統(tǒng)數(shù)字化智能化技術(shù)”三個大的領(lǐng)域，另外在一些共性技術(shù)和公用工程技術(shù)領(lǐng)域也有相關(guān)內(nèi)容。

 

在“綠色高效化石能源開發(fā)利用技術(shù)”方面，提出要聚焦增強油氣安全保障能力，開展“煉化領(lǐng)域相關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)”，“突破煉化領(lǐng)域關(guān)鍵瓶頸技術(shù)、完善下游高端產(chǎn)品研發(fā)體系”，在具體部署的煉化技術(shù)方面包括特種專用橡膠技術(shù)、高端潤滑油脂、分子煉油與分子轉(zhuǎn)化平臺技術(shù)等一系列煉化技術(shù)，并且將“開展多產(chǎn)化工原料或多產(chǎn)航煤兼顧化工料等傳統(tǒng)煉廠轉(zhuǎn)型升級”列為重點示范。在特種專用橡膠領(lǐng)域，我國高端產(chǎn)品開發(fā)基礎(chǔ)薄弱，主要依靠進口，已成為卡脖子技術(shù)，需要重點集中攻關(guān)氫化丁腈橡膠、梯度阻尼橡膠、長鏈支化稀土順丁橡膠分子設(shè)計及制備技術(shù)研究，盡快突破合成工藝及控制技術(shù)，研制耐油氫化丁腈橡膠復(fù)合材料，完成稀土順丁橡膠高性能輪胎試制，形成氫化丁腈橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)線、梯度阻尼橡膠穩(wěn)產(chǎn)和長鏈支化稀土順丁橡膠成套技術(shù)。高端潤滑油脂也是我國潤滑油發(fā)展的一個短板，需要集中攻關(guān)多元醇酯、烷基萘、硅烴、低聚抗氧劑等高端潤滑材料構(gòu)效關(guān)系和高選擇性合成技術(shù)研究，研制硅烴基空間潤滑油、高性能航空渦輪發(fā)動機潤滑油、超寬溫通用航空潤滑脂等高尖端潤滑油脂產(chǎn)品，為高端潤滑油脂、多元醇酯、長鏈烷基萘等基礎(chǔ)油工業(yè)級批量化試生產(chǎn)建立條件。

 

采用分子煉油技術(shù)是煉廠實現(xiàn)原油加工精細化以及轉(zhuǎn)型升級的重要途徑。迫切需要開展分子煉油機理研究，突破分子表征、先進分離、模擬放大、分子重構(gòu)、智能控制等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靈活調(diào)整的石油分子轉(zhuǎn)化平臺，實現(xiàn)傳統(tǒng)煉廠多產(chǎn)化工料或多產(chǎn)航煤兼顧化工料，增強傳統(tǒng)煉廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)變能力。

 

在“先進可再生能源發(fā)電及綜合利用技術(shù)”方面，規(guī)劃提出聚焦大規(guī)模高比例可再生能源開發(fā)利用，研發(fā)更高效、更經(jīng)濟、更可靠的水能、風能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源先進發(fā)電及綜合利用技術(shù)，支撐可再生能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量開發(fā)利用，攻克高效氫氣制備、儲運、加注和燃料電池關(guān)鍵技術(shù)，推動氫能與可再生能源融合發(fā)展。在具體部署的“氫能與燃料電池技術(shù)”方面部署了氫氣制備、儲運、加注關(guān)鍵技術(shù)和燃料電池關(guān)鍵技術(shù)以及氫安全防控及氫氣品質(zhì)保障技術(shù)。在“其他可再生能源發(fā)電及利用技術(shù)”方面部署了生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)。

 

在我國油氣對外依存度居高不下的形勢下，以生物液體燃料為代表的生物質(zhì)能可作為石油、天然氣的重要補充，氫能也是一種正在各國重點發(fā)展的綠色能源，可在交通及工業(yè)等領(lǐng)域大量應(yīng)用，對于保障國家能源安全，推進能源轉(zhuǎn)型發(fā)揮積極作用。生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)需要集中攻關(guān)生物質(zhì)煉廠關(guān)鍵核心技術(shù)，生物質(zhì)解聚與轉(zhuǎn)化制備生物航空燃料等前沿技術(shù)，形成以生物質(zhì)為原料高效合成/轉(zhuǎn)化生產(chǎn)交通運輸燃料/低碳能源產(chǎn)品技術(shù)體系。研發(fā)并示范多種類生物質(zhì)原料高效轉(zhuǎn)化乙醇、定向熱轉(zhuǎn)化制備燃油、油脂連續(xù)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化制備生物柴油等系列技術(shù)。開展生物燃料乙醇、生物柴油、生物燃油等生物液體燃料工程示范。在氫能技術(shù)研發(fā)方面需要重點開展太陽能光解水制氫、熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫、低熱值含碳原料制氫、超臨界水熱化學(xué)還原制氫等新型制氫技術(shù)基礎(chǔ)研究。開展多能互補可再生能源制氫系統(tǒng)最優(yōu)容量配置研究。氫氣儲運關(guān)鍵技術(shù)集中攻關(guān)研究氫氣長距離管輸技術(shù)；開展安全、低能耗的低溫液氫儲運，高密度、輕質(zhì)固態(tài)氫儲運，長壽命、高效率的有機液體儲運氫等技術(shù)研究。開展天然氣管道摻氫示范應(yīng)用；研發(fā)大規(guī)模氫液化、氫儲存示范裝置。開展不同應(yīng)用場景下的可再生能源-氫能綜合能源系統(tǒng)應(yīng)用示范、低能耗、大規(guī)模氫液化工廠與液氫儲運關(guān)鍵技術(shù)示范以及開展加氫站關(guān)鍵裝備及技術(shù)研發(fā)示范等。

 

在“能源系統(tǒng)數(shù)字化智能化技術(shù)”方面，《規(guī)劃》提出聚焦新一代信息技術(shù)和能源融合發(fā)展，開展能源領(lǐng)域數(shù)字化、智能化共性關(guān)鍵技術(shù)研究，推動煤炭、油氣、電廠、電網(wǎng)等傳統(tǒng)行業(yè)與數(shù)字化、智能化技術(shù)深度融合。在具體部署的行業(yè)智能升級技術(shù)方面包括煉化企業(yè)數(shù)字化智能化技術(shù)，開展基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的智能煉廠工業(yè)應(yīng)用示范。搭建煉化企業(yè)資源全流程價值鏈優(yōu)化平臺以及基于泛在感知、生產(chǎn)操作監(jiān)控、運營決策與執(zhí)行的生產(chǎn)智能運營平臺，開展基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的智能煉廠工業(yè)應(yīng)用示范。

 

此外結(jié)合低碳發(fā)展戰(zhàn)略，《規(guī)劃》還部署了高效低成本的CO2捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)研發(fā)、煤制油工藝升級及產(chǎn)品高端化技術(shù)以及整體煤氣化蒸汽燃氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）及燃料電池發(fā)電（IGFC）系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)等研究。組織開發(fā)優(yōu)化尾氣純氧燃燒及CO2捕集技術(shù)，適時開展工程示范及驗證。開展新一代IGCC聯(lián)產(chǎn)制氫及靈活性發(fā)電工程示范；開展整體煤氣化燃料電池發(fā)電（IGFC）系統(tǒng)集成技術(shù)示范及驗證；開展百萬噸級CO2捕集、利用與封存全流程示范；開展水煤（焦）漿與煉廠廢棄物共氣化技術(shù)研發(fā)與工業(yè)示范。

 

藍圖已繪就，任務(wù)已明確。廣大石化科技工作者將圍繞《規(guī)劃》，增強使命擔當，加快關(guān)鍵核心瓶頸技術(shù)攻關(guān)，推動綠色低碳技術(shù)重大突破，加快數(shù)字化智能化技術(shù)升級，補短板，鍛長板，為實現(xiàn)能源科技自立自強、建設(shè)石化科技強國作出應(yīng)有的貢獻。