能源科技创新定下目标！石化行业如何取长补短？

在全球能源结构深度调整、绿色低碳发展成为主旋律、科技创新引领作用愈加凸显、能源安全保障任务依然艰巨的复杂能源形势下，为深入贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略和创新驱动发展战略，加快推动能源科技进步，国家能源局、科学技术部近期联合印发了《“十四五”能源领域科技创新规划》（以下简称《规划》），对能源科技创新工作做出了规划部署。石化技术作为能源科技创新的重要组成部分，也迎来了加快科技自立自强的新发展阶段。

 

 

我国石化工业经过新中国成立70余年，尤其是改革开放40余年的发展，在近乎“一无所有”“一穷二白”的基础上，实现了从无到有、从小到大的跨越式发展，形成了完整的工业体系。我国炼油能力从1978年的2.77亿吨/年，增至2021年的8.93亿吨/年，能力增长了2倍多；乙烯产能从38万吨/年增至4168万吨/年，规模增长了110倍，石化行业成为了国民经济的支柱行业。我国石化工业的发展创造了世界石化发展史上的奇迹，炼油能力和乙烯产能已分别占世界份额的18.2%和20.2%，在世界石化业的地位大幅攀升，成为了仅次于美国的排名第二的世界石化生产大国。

 

石化工业作为技术密集型工业，技术创新在支撑和引领产业发展中始终发挥着重要作用。我国石化工业已拥有具有世界先进水平的炼化主体技术，支撑了行业的发展。

 

其中炼油技术已实现全流程化，具备了设计建设运行千万吨级炼厂的强大实力。能满足国六标准的清洁燃料生产成套技术，以渣油加氢、延迟焦化为代表的重油加工技术，催化裂化、加氢裂化等一系列装置单元技术的开发成功及应用，为炼厂提升效益提供了支撑，有力保障了国民经济发展和人民生活品质提高的需要。部分技术和催化剂、装备已出口海外，在“一带一路”国家采用我国自主知识产权的成套技术开展了大型炼油项目和炼油装置建设，提升了我国炼油工业在国际上的竞争力和交流合作的话语权，使我国炼油技术成为“中国制造”对外推介的一张靓丽名片，提升了我国炼油业的国际化发展水平。

 

在化工技术方面，我国已拥有蒸汽裂解制乙烯成套技术、高效环保芳烃成套技术、聚酯成套技术；具备建设百万吨级乙烯、百万吨级芳烃和大型聚酯的能力；拥有聚烯烃聚合催化剂和相关工艺及牌号技术，以及乙苯/苯乙烯、己内酰胺、异丙苯、聚酯、丙烯腈、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶等技术并实现产业化；还拥有煤经甲醇制烯烃及煤经合成气制乙二醇技术并实现了工业化，煤化工技术处于国际领先水平。

 

 

我国石化科技发展取得了显著成就，正在迈向实现“以科技自立自强”为主要特征的石化强国的新阶段，但依然存在自主创新能力不足、基础研究薄弱、产品高端化开发落后等问题，尤其在处于百年未有之大变局历史交汇点的当下及今后很长一个时期，在国际政治经济环境复杂多变、能源绿色低碳转型浪潮汹涌等因素影响下，我国石化科技创新面临了新的挑战。

 

全球能源结构正在加速调整，能源体系清洁化、多极化已成趋势，化石能源的主导地位逐渐下降、可再生能源份额不断增加、电气化程度不断提高。可再生能源快速发展的趋势不可阻挡，其中风能、太阳能、氢能将持续高速发展。我国近期出台的《“十四五”现代能源体系规划》中也已明确提出要加快构建“清洁低碳安全高效”的现代能源体系，到2025年，非化石能源消费比重将提高到20%左右。

 

面对新形势，国内外主要的石油公司都在寻找新出路，纷纷提出了加快从传统型油气公司向综合型能源公司转型的新战略。虽然各公司的战略各有侧重，但普遍集中在通过调整业务组合，缩减油气业务，构建新能源占比逐渐提高的新业务格局上，包括压缩传统油气业务投资，拓展可再生能源业务，加快进入氢能、生物燃料、储能、新材料等低碳无碳领域。当前正处在新旧能源重构的时代，我国必须在新能源科技创新上走在前列，才能在竞争博弈中取得优势。

 

 

为应对气候变化，降低以二氧化碳为主的温室气体排放已成为世界共识，尤其是作为全球最大碳排放国家，我国政府2020年9月提出了“2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和”的双碳目标，更是受到了世界的普遍赞赏，也进一步加快了世界碳减排步伐，目前全球已有130多个国家和地区提出了碳中和目标。在碳中和目标的约束下，石化行业作为能源行业、石油工业的一个关键环节，主要的二氧化碳排放行业之一，面临严峻的减排压力和挑战，国际主要的石油公司都提出了碳减排目标，加快减排行动。碳减排目标基本一致，普遍集中在2050年或2060年实现碳中和，减排行动主要包括推动传统石化业务向生产清洁燃料+基础原料+化工新材料方向转变，大力发展新材料业务，提升炼化业务价值链，开展节能降耗，同时部署二氧化碳捕集与封存（CCUS)项目、加大低碳技术研发投入等等举措。

 

 

以互联网、大数据、人工智能为代表的数字化智能化技术加快与能源产业深度融合，在石化行业的应用也日趋广泛，除了在过程控制、流程优化、检维修等常规场景应用外，在优选原料、快速响应产品需求动态变化、代替现场人工操作、远程监控与诊断、开展仿真培训、科研开发设计、管理运营等方面也正在扩大应用范围，已渗透到从工艺及催化剂研发、原油调合到油品和化工原料生产、现场管理到市场营销的全产业链。国内外的石油石化公司都在加快推进数字化发展，开展了大量探索实践，包括建设智能炼厂、智慧加油站、智慧能源体系等等，为石化行业提质增效、应对能源转型、碳中和提供了高效解决方案。我国《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中将数字化作为一个单独的篇章进行了论述，提出要以数字化转型赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式。未来数字化技术与传统石化工业相融合发展的深度还将大幅提升，甚至可能到达我们目前还无法想像的程度和边界，将有望对行业发展产生颠覆性的影响。

 

 

站在新的历史方位，《规划》紧密围绕国家能源发展重大需求和能源技术革命重大趋势，从顶层设计层面擘画了未来五年能源科技创新的总蓝图和施工图。《规划》按照先进可再生能源、新型电力系统、安全高效核能、绿色高效化石能源开发利用、能源数字化智能化等5个方面，确定了集中攻关、示范试验和应用推广任务，部署了相关示范工程，并制定了技术路线图。《规划》明确了我国能源科技创新的目标和具体任务，是“十四五”时期我国推动能源技术革命、实现能源领域高水平科技自立自强的行动指南和纲领性文件，对石化行业发展具有重要指导作用。

 

《规划》中涉及到石化科技创新的部署主要集中在“绿色高效化石能源开发利用技术”“先进在可再生能源发电及综合利用技术”“能源系统数字化智能化技术”三个大的领域，另外在一些共性技术和公用工程技术领域也有相关内容。

 

在“绿色高效化石能源开发利用技术”方面，提出要聚焦增强油气安全保障能力，开展“炼化领域相关关键核心技术攻关”，“突破炼化领域关键瓶颈技术、完善下游高端产品研发体系”，在具体部署的炼化技术方面包括特种专用橡胶技术、高端润滑油脂、分子炼油与分子转化平台技术等一系列炼化技术，并且将“开展多产化工原料或多产航煤兼顾化工料等传统炼厂转型升级”列为重点示范。在特种专用橡胶领域，我国高端产品开发基础薄弱，主要依靠进口，已成为卡脖子技术，需要重点集中攻关氢化丁腈橡胶、梯度阻尼橡胶、长链支化稀土顺丁橡胶分子设计及制备技术研究，尽快突破合成工艺及控制技术，研制耐油氢化丁腈橡胶复合材料，完成稀土顺丁橡胶高性能轮胎试制，形成氢化丁腈橡胶产品生产线、梯度阻尼橡胶稳产和长链支化稀土顺丁橡胶成套技术。高端润滑油脂也是我国润滑油发展的一个短板，需要集中攻关多元醇酯、烷基萘、硅烃、低聚抗氧剂等高端润滑材料构效关系和高选择性合成技术研究，研制硅烃基空间润滑油、高性能航空涡轮发动机润滑油、超宽温通用航空润滑脂等高尖端润滑油脂产品，为高端润滑油脂、多元醇酯、长链烷基萘等基础油工业级批量化试生产建立条件。

 

采用分子炼油技术是炼厂实现原油加工精细化以及转型升级的重要途径。迫切需要开展分子炼油机理研究，突破分子表征、先进分离、模拟放大、分子重构、智能控制等关键技术，构建产品结构灵活调整的石油分子转化平台，实现传统炼厂多产化工料或多产航煤兼顾化工料，增强传统炼厂产品结构调变能力。

 

在“先进可再生能源发电及综合利用技术”方面，规划提出聚焦大规模高比例可再生能源开发利用，研发更高效、更经济、更可靠的水能、风能、太阳能、生物质能等可再生能源先进发电及综合利用技术，支撑可再生能源产业高质量开发利用，攻克高效氢气制备、储运、加注和燃料电池关键技术，推动氢能与可再生能源融合发展。在具体部署的“氢能与燃料电池技术”方面部署了氢气制备、储运、加注关键技术和燃料电池关键技术以及氢安全防控及氢气品质保障技术。在“其他可再生能源发电及利用技术”方面部署了生物质能转化与利用技术。

 

在我国油气对外依存度居高不下的形势下，以生物液体燃料为代表的生物质能可作为石油、天然气的重要补充，氢能也是一种正在各国重点发展的绿色能源，可在交通及工业等领域大量应用，对于保障国家能源安全，推进能源转型发挥积极作用。生物质能转化与利用技术需要集中攻关生物质炼厂关键核心技术，生物质解聚与转化制备生物航空燃料等前沿技术，形成以生物质为原料高效合成/转化生产交通运输燃料/低碳能源产品技术体系。研发并示范多种类生物质原料高效转化乙醇、定向热转化制备燃油、油脂连续热化学转化制备生物柴油等系列技术。开展生物燃料乙醇、生物柴油、生物燃油等生物液体燃料工程示范。在氢能技术研发方面需要重点开展太阳能光解水制氢、热化学循环分解水制氢、低热值含碳原料制氢、超临界水热化学还原制氢等新型制氢技术基础研究。开展多能互补可再生能源制氢系统最优容量配置研究。氢气储运关键技术集中攻关研究氢气长距离管输技术；开展安全、低能耗的低温液氢储运，高密度、轻质固态氢储运，长寿命、高效率的有机液体储运氢等技术研究。开展天然气管道掺氢示范应用；研发大规模氢液化、氢储存示范装置。开展不同应用场景下的可再生能源-氢能综合能源系统应用示范、低能耗、大规模氢液化工厂与液氢储运关键技术示范以及开展加氢站关键装备及技术研发示范等。

 

在“能源系统数字化智能化技术”方面，《规划》提出聚焦新一代信息技术和能源融合发展，开展能源领域数字化、智能化共性关键技术研究，推动煤炭、油气、电厂、电网等传统行业与数字化、智能化技术深度融合。在具体部署的行业智能升级技术方面包括炼化企业数字化智能化技术，开展基于工业互联网平台的智能炼厂工业应用示范。搭建炼化企业资源全流程价值链优化平台以及基于泛在感知、生产操作监控、运营决策与执行的生产智能运营平台，开展基于工业互联网平台的智能炼厂工业应用示范。

 

此外结合低碳发展战略，《规划》还部署了高效低成本的CO2捕集、利用与封存（CCUS）技术研发、煤制油工艺升级及产品高端化技术以及整体煤气化蒸汽燃气联合循环发电（IGCC）及燃料电池发电（IGFC）系统集成优化技术等研究。组织开发优化尾气纯氧燃烧及CO2捕集技术，适时开展工程示范及验证。开展新一代IGCC联产制氢及灵活性发电工程示范；开展整体煤气化燃料电池发电（IGFC）系统集成技术示范及验证；开展百万吨级CO2捕集、利用与封存全流程示范；开展水煤（焦）浆与炼厂废弃物共气化技术研发与工业示范。

 

蓝图已绘就，任务已明确。广大石化科技工作者将围绕《规划》，增强使命担当，加快关键核心瓶颈技术攻关，推动绿色低碳技术重大突破，加快数字化智能化技术升级，补短板，锻长板，为实现能源科技自立自强、建设石化科技强国作出应有的贡献。