摘要在全球積極應對氣候變化問題、全面實施能源低碳轉型的大背景下，全面總結分析了國際、國內大型能源化工企業低碳轉型的相關戰略舉措，并從政策環境和市場環境兩方面分析了國內外能源化工轉型戰略差異原因。在此基礎上，從產業發展定位、發展模式、產品發展方向、產業低碳化、智能化、智慧化發展等方面提出了煤化工產業低碳發展的思考建議。

　　關鍵詞：氣候變化;石油化工;煤化工;低碳轉型

　　在2020年我國明確提出“3060目標”以來，國內能源化工企業也在紛紛制定轉型發展戰略，但總體相較于國際大型能源化工企業轉型進程有所滯后。其中煤化工企業由于工藝路線特殊，單位工業增加值碳排放強度高，低碳轉型壓力較大。2021年11月，《聯合國氣候變化框架公約》第26次締約方大會(COP26)正式簽署《格拉斯哥氣候公約》，明確將控制全球變暖的目標進一步維持在1.5℃內。

　　因此，今后減排形勢將更加嚴峻，作為碳排放重點的能源化工企業轉型也將更加急迫。當前世界范圍內現代煤化工產業主要集中在中國，國外幾乎沒有可借鑒的先進煤化工產業轉型經驗。考慮石油化工和煤化工產業的密切協同聯系，本文旨在充分總結分析國內外以大型石油化工企業為代表的能源化工企業低碳轉型思路及經驗，以期為我國煤化工產業轉型和相關煤化工企業制定低碳轉型發展戰略方向提供一定的借鑒參考。

　　能源化工論文： 不同建筑負荷下分布式能源系統優化與政策激勵研究

　　1國內外大型能源化工企業的轉型情況

　　國外能源化工企業中，重點分析了以BP、殼牌、道達爾、巴斯夫等為代表的歐洲能源化工企業，以埃克森美孚、雪佛龍等為代表的北美能源化工企業，在應對全球能源轉型的相關戰略判斷和布局探索。國內能源化工企業中，重點分析了以中石化、中石油、延長石油為代表的石油化工企業，及山東能源、陜煤化集團等部分煤化工企業，在低碳轉型發展方面的戰略布局。

　　1.1歐洲能源化工企業轉型發展的舉措

　　(1)堅持以“電氣化”實現低碳化，大力發展新能源歐洲能源化工企業認為“電氣化”和“去碳化”是未來能源發展方向，對于傳統主要油氣業務將逐年減少，加大對可再生能源投資力度，并將向綜合能源供應商轉型。如BP計劃到2030年開發約5000萬kW可再生能源發電，油氣日產量計劃減少超過100萬桶油當量(約為2019年產量的40%)[1];道達爾計劃2025年將總發電能力提升至3500萬kW，計劃2030年可再生能源總發電能力達到1億kW[2];殼牌計劃到2030年年銷售電力達到560億kW·h;2025年以后將不再進行油氣新區勘探，原油產量在2030年以前逐年下降1%～2%[3]。

　　(2)大力發展綜合能源服務，積極向移動充電和氫能布局BP、殼牌等在高端移動出行領域加大布局，旨在借力充電業務成為虛擬電力生產商，在電動汽車充電、分布式能源發電、電動汽車入網技術、儲能及智能化充電之間，創建全新的本地能源系統，從而優化分布式能源利用。2016—2020年上述企業已經在汽車及下游充電綜合業務等領域進行了多項實質性并購。

　　此外，憑借雄厚的資本優勢，全球多家石油公司積極投資氫能技術，布局氫能產業。如BP計劃到2030年氫能業務在核心市場的份額增長到10%，2020年公司已與Lightsource、沃旭能源等達成綠氫生產合作項目[1];殼牌現階段在德國和美國加州有50多個加氫零售點，計劃到2030年前“綠氫”生產能力達到400萬kW，同時在2021年初宣布將與三菱重工等聯合發展綠氫生產中心，并將與沃爾沃集團、戴姆勒卡車、依維柯等合作生產超過1萬輛燃氫卡車[4]。

　　(3)重視加快傳統油氣化工業務減碳，主要從原料、產品、過程用能等多方面綜合施策歐洲能源化工公司針對既有石化業務計劃采用更多的天然氣等低碳化工原料生產化學品，減少通過原油對傳統油品的生產，從而降低公司產品碳排放強度。殼牌和道達爾等公司都明確宣布了雙管齊下的低碳戰略，重點就包括其天然氣和化工業務的擴張[5]。殼牌計劃到2030年前逐步增加化工產品組合門類，達到每年增加10億～20億美元的現金盈利貢獻。巴斯夫一方面充分發揮一體化體系優勢，實現不同項目間廢熱梯級利用，生產物料及副產品循環利用，在節約原料和能源同時降低了物流成本;另一方面不斷提高可再生能源在能源供應中的比例，全力外購“綠電”，在產能增長的同時實現碳排放的大幅下降。

　　(4)強化戰略實施落地，整體低碳轉型戰略設計更加系統有力歐洲大型能源化工企業在低碳戰略目標設定、投資計劃、組織機構調整和績效考核等方面都有較為系統的安排，整體路徑規劃清晰。BP、殼牌、道達爾等明確承諾了2050年達到碳中和目標[6];道達爾明確每年把10%的總投資用于新能源電力，并計劃在2030年提高該比例至20%;殼牌2021—2025年每年投入新能源電力20億～30億美元，預計到2025年投資占比將達到8%;BP、殼牌等將溫室氣體管理或低碳業務發展納入到考核，占10%～20%的權重。另外，多家歐洲公司已然重塑業務架構，將天然氣與可再生能源設立為獨立業務單元。

　　1.2美國能源化工企業轉型發展的舉措

　　(1)堅持“去碳化”戰略，通過布局CCUS技術和外購綠電等措施實現傳統油氣業務減碳。埃克森美孚認為，未來20年世界對石油、天然氣需求還將增加，公司繼續把油氣作為主要業務，尤其對天然氣寄予厚望，未來主攻CCUS技術市場化，結合其成熟的CO2驅油技術，與主營業務形成良好的協同效應，并計劃將其在美國、澳大利亞和卡塔爾等地的CCUS碳捕集能力從660萬t/a提升至900萬t/a[7]。雪佛龍計劃在未來5—10年內加強對碳捕集與封存等領域探索，除加強傳統CO2驅油技術創新與應用外,還投資了高科技企業BluePlant公司，探索直接濃縮和捕集空氣中的CO2，并轉化成石灰石等建筑材料;對于上游勘探開發業務，計劃通過購買利用可再生能源綠電等方式實現未來7年碳排放降低15%左右。

　　(2)重視新興能源開發，積極在地熱能及生物質等領域探索雪佛龍正在加大探索投資地熱利用技術，參股了瑞典低溫地熱開發和熱電資產運營公司BaseloadCapital，以及加拿大的閉環地熱初創公司Eavor;在生物質能源方面，與斯倫貝謝和微軟等企業合作，探索將農業廢棄生物質轉化為可再生合成氣體用于發電，并封存在此過程中99%的碳排放。此外，積極發展生物質燃料，提出到2025年，將可再生柴油和生物質柴油產量增長2倍，并全部在美國上市銷售[8]。

　　(3)多數企業尚未公布碳中和目標，整體低碳轉型戰略力度弱于歐洲企業在低碳目標方面，以埃克森美孚、雪佛龍代表的北美能源化工企業尚未明確承諾實現碳中和的時間目標，僅就近期減排給出了絕對量，承諾至2023年或2025年短期絕對的減排量(溫室氣體下降5%～20%)[6]。針對未來CCUS、生物質能源等關鍵技術也公布了部分投資計劃。埃克森美孚承諾將在2025年前對CCUS業務投資30億美元，約占總投資支出的3%~4%，并宣布成立碳捕獲專業技術部門。

　　1.3國內大型能源化工企業的轉型情況

　　(1)總體保持了對現有業務的戰略重心，并積極延伸產業鏈實現“減油增化”以中石油、中石化等為代表的石油化工企業總體尚未公開宣布中遠期的碳中和目標。國內石化企業認為我國對油氣還有較大需求潛力，未來短期內仍將保持對石油、天然氣的產業發展重心。中石化提出“一基兩翼三新”發展戰略，夯實油氣資源基礎，做強做優煉油產業鏈和化工業務還是重中之重，并針對煉油化工加大“減油增化”力度，著重向下游發展高端化學品和新材料，積極布局高端合成樹脂、合成橡膠、BOPP丙烯彈性體、茂金屬聚烯烴、碳纖維高端新材料產業等。中石油提出立足既有產業，大力發展天然氣業務，在煉油領域加大航煤的生產。國內煤化工企業目前低碳轉型總體思路為立足各自產業基礎，向下游延伸產業鏈，同時加強自有核心技術(氣化、煤液化技術等)的升級和推廣。陜煤化集團重點發展低階煤利用，延長石油重點進行煤油共煉，山東能源、伊泰集團等重點發展煤制油，并積極向下游開發特種油品、潤滑油、氨基新材料、醇基新材料、可降解塑料等。

　　(2)積極謀劃低碳轉型，在氫能、新能源、CCUS等低碳業務領域加快布局探索

　　中石化重視氫能產業發展，“十四五”擬新建1000座加氫站;穩妥推進新能源發展，“十四五”建設風光能源400萬kW;同時積極探索CO2化學利用。中石油主要實施清潔替代、戰略接替、綠色轉型策略實現低碳化發展，依托既有油田發展六大基地，推進五大工程(太陽能、風能、地熱、氫能、CCUS);積極發展新能源，“十四五”期間將每年投資總額的5%用于新能源項目，加快發展地熱能源，作為油氣熱電氫五大方向之一;大力推進EOR工程，已在國內多地論證項目方案，據測算可通過EOR年封存100億～200億tCO2。

　　國內煤化工企業在加大節能降耗、CCUS探索的同時，在與新能源、石油、天然氣化工等產業耦合方面開展積極探索[9]。寶豐能源此前建成了10萬kW光伏發電裝置和產能1萬m3/h的電解水制氫裝置的綠氫示范項目，為煤化工產業與“綠氫”耦合探索邁出關鍵一步。此外多家企業計劃在礦區采煤沉陷區、復墾區發展新能源業務。

　　2國內外能源化工轉型戰略差異原因分析

　　總體上國內外石油化工企業應對低碳轉型的節奏和投入力度方面有較大差異，初步分析在政策環境和市場環境兩方面因素影響較大。

　　2.1政策環境差異

　　(1)歐美建立了完善的多元化發力低碳政策體系一是以立法形式推動碳中和。歐洲是全球氣候變化的倡導者、引領者、推動者，在全球宣示碳中和的國家中，以立法形式推進碳中和的國家主要為歐盟和歐洲國家[10]。

　　二是積極推進碳排放權交易、逐步推廣碳稅制度。據世界銀行等統計，截至2021年1月，全球已經實施或計劃實施的碳排放交易體系及碳稅政策61項，其中歐盟碳排放交易體系是目前全球最具影響力的碳市場[11]。三是大力發展可再生能源。如歐洲可再生能源激勵政策經歷了從大規模的政府補貼到市場競價的發展過程，各國采取低稅率或退稅等稅收措施支持可再生能源產業發展。

　　四是戰略扶持新興產業發展。通過制定戰略規劃，引領新興產業發展方向，涵蓋氫能、儲能、地熱能、生物質能、CCUS等諸多領域。如美國向消費者提供經濟補貼和稅收減免，間接促進企業加大開發力度，推動燃料電池商業化進程。通過制定45Q法案對CCUS等減碳措施予以稅費抵免。五是加速化石燃料退出。各國多舉措加速脫碳，減少化石燃料使用。制定了煤電限制措施，減少化石燃料補貼，歐盟國家積極推進交通領域碳減排，推進深度脫碳[12-13]。

　　(2)我國尚處于低碳政策體系系統建立的初期我國低碳政策逐步發展在經歷了重發展輕環保(1978—2001年)、政策萌芽階段(2002—2011年)、政策發展階段(2012—2019年)、向碳中和目標邁進(2020—至今)等階段，政策基調從“經濟發展為主”逐漸向“低碳可持續發展”過渡，具體措施從“行政手段為主”向“行政與市場化結合”轉變[14-15]。

　　但我國低碳產業政策體系構建仍處于頂層設計的初級階段，2021年陸續發布了《關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》等頂層的綱領性政策文件，針對細分產業的政策部署較為零散，急需加強相關配套落實政策。從整體的政策導向來看，今后將對高排放和耗能高的行業制定控制型政策，逐步限制和降低化石能源使用。大力發展風電和光伏等清潔能源，提高清潔能源比例。同時著力發展CCUS等工程減碳措施和生態碳匯工程。

　　2.2市場環境差異

　　(1)歐美在石油消費領域已經達峰，我國在油氣領域還有較快需求增長據BP能源統計年鑒顯示，歐洲地區石油消費在2006年已經達到峰值，之后開始下降，2006—2019年年均增速為-1.1%。美國早于2005年在石油消費領域就已達峰，之后總體呈下降之勢，2005—2019年年均增速為-0.7%。而我國2005年至今石油消費方面一直保持較快增長，2005—2019年年均增速為5%。

　　天然氣消費方面，歐洲地區天然氣消費在2005年后就停止增長，并在2010年后就開始下降，2005—2019年平均增速為-0.9%。而同期美國天然氣消費保持緩慢增長，平均增長率為2.6%。2005年至今我國天然氣消費則保持較快增長，2005—2019年年均增速為14.4%[16]。油氣需求的變化也恰恰印證了歐美及我國油氣公司低碳轉型的重心差異。

　　(2)我國人均塑料消費量較發達國家仍有較大差距，未來仍有較大發展空間目前中國人均年塑料消費量只有12～13kg，是發達國家的1/8、中等發達國家的1/5。按照這個比例，中國塑料工業的發展空間仍然較大。根據塑料的增長率，中國將有望成為繼世界第二大消費國之后的第二大生產國。預計未來塑料改性材料、工程塑料、塑料合金、塑料復合材料在汽車、飛機、高鐵、電子電器、信息、醫療等領域的應用范圍將不斷擴大，塑料行業將向“功能化、輕量化、生態化、微造型化”的技術發展方向轉變。

　　(3)我國對化工新材料、精細化學品等高端產品的需求量不斷增加，但是國內的技術水平仍然相對落后化工新材料、精細化學品等在我國需求量逐年增加，近年來很多化工新材料產品(特別是高端聚烯烴)的消費量年均增長都在10%以上，精細化學品消費量位列世界第一。

　　2019年，我國化工行業中專用化學品、涂(顏)料制造和橡膠制品板塊利潤保持增長，同比增速分別為1.4%、8.1%和9.7%;農藥制造利潤持平，在化學工業整體利潤總額下降的情況下逆勢增長，顯示了精細化學品強勁的發展勢頭，但產品檔次和消費水平仍低于發達國家。 歐美發達國家長期占據全球化工新材料、精細化工的領導地位，引領著行業的發展。

　　與發達國家相比，我國總體水平相差10年左右[17]。由于受技術水平的制約，化工新材料又是我國化學工業體系中國內自給率最低、最急需發展的領域。2019年我國化工新材料主要類別產量接近1660萬t，消費量約2800萬t，自給率約59%。而精細化工品在我國仍有較大發展空間，例如我國以家庭及個人衛生與護理品核心原料的表面活性劑，2018年我國人均表面活性劑的年用量僅為3.04kg，而美國達9.38kg，歐盟和日本的人均消費量也都是我國的2倍之多[18]。

　　3煤化工產業綠色低碳發展建議

　　基于我國“富煤、貧油、少氣”的資源能源國情，我國從上世紀80年代開始進行現代煤化工產業發展探索，將煤炭資源轉化為油品和大宗化學品，以彌補國家能源的結構性缺陷。經過近40年的發展，以煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制乙二醇為主要代表方向的現代煤化工取得了巨大的成績，極大地豐富了我國大宗化學品來源組成。至2019年底，煤/甲醇制烯烴產能約占聚乙烯總產能的23%、聚丙烯產能的25%;煤制乙二醇產能占乙二醇總產能的40%。

　　與此同時，近年來氣候變化和能源問題是當前突出的全球性挑戰。近日出臺的《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中，明確要出臺煤化工等產能控制政策。未納入國家有關領域產業規劃的，一律不得新建改擴建煤制烯烴項目，合理控制煤制油氣產能規模，提升高耗能高排放項目能耗準入標準。

　　在此背景下，如何實現煤化工產業低碳轉型顯得尤為緊迫。通過對比國內外相關石油化工企業轉型策略，結合各國及地區政策、市場環境差異分析，筆者認為我國現代煤化工產業轉型要充分立足國內資源稟賦條件，對待國外能源轉型發展策略，不能盲目跟隨。但要充分對標我國實現碳達峰、碳中和目標，對產業定位、發展模式、產品方向進行優化調整，避免“大干快上”的粗放發展，逐步探索低碳轉型方向，提升產業智能化、智慧化水平，實現產業低碳升級的平穩過渡。

　　(1)產業發展定位

　　要充分認識到我國能源、化工產業轉型的長期性、復雜性、艱巨性[15]，現代煤化工產業的定位要在對標實現“碳達峰碳中和”目標的前提下，統籌好減污降碳和保障能源及化工原料、產品穩定供應關系。一是要堅持立足于作為煤炭清潔高效利用方式，促進煤炭作為化工原料的綜合利用效能。二是彌補國家能源的結構性缺陷，成為油品和化工原料、產品多元化來源的重要途徑，成為保障國家能源安全的戰略布局和應急保障措施。三是成為特種油品、碳纖維、化工新材料等新產品供應的主要動力，發揮出產業工藝路線、物料產品獨有特性[19]。要給予煤化工產業一定的支撐發展和低碳轉型的空間和扶持政策，要在做強存量、做優增量上下功夫，不能扣上“兩高”的帽子讓產業自生自滅。

　　(2)產業發展模式

　　現代煤化工產業要充分結合我國資源稟賦和工藝轉化特點，緩減國際油價和煤價波動對產業發展兩頭影響，增加產業創新升級的經濟動力。

　　一是要倡導煤化一體化發展模式，將煤炭資源開發和轉化過程統籌，從源頭上促進煤炭作為化工原料的綜合利用效能，避免出現高煤價下“賺快錢”“賣煤舍化”的局面。同時可將資源開發的利潤較大程度上轉化為支撐煤化工科技創新實現產業升級動力，促進產業的良性循環。

　　二是要探索基地化發展模式，將煤化工的上下游產業，相關公輔原料供應及廢物資源化利用產業形成基地化聚集，避免加工轉化過程大宗原料的長途運輸，提升資源使用效率。如探索將煤制乙二醇、PX下游加工集聚，直接形成聚酯出廠。統籌規劃，高質量建設，避免遍地開花、低水平重復建設，有利于形成聚集示范效應，將煤化工產業做優做強。

　　(3)產品發展方向現代煤化工產業要加強產品結構的優化，應對化工產業“低端重復過剩、中高端依賴進口的結構性不足”問題。在現有產業工藝基礎上，高端化要兼顧市場需求和產業自身特點，延伸產業鏈，實現產品的精細化、高端化。在增加有限加工能耗的基礎上，實現工業增加值的大幅提升。

　　一是直接液化方面，加大對軍用、航天、航空特種油品的開發，提升渣油綜合利用水平，重點發展高等級瀝青、碳素材料等高端產品。二是煤制烯烴方面，要充分發揮不同工藝生產裝置自身工藝特點、生產特色牌號高附加值專用料產品。三是煤間接液化方面，要重點實現“降油增化、精細發展”，利用費托合成中間產物及副產油品，重點圍繞Ⅲ+潤滑油、α-烯烴、高端費托蠟等高端精細化工產品、新材料發展。四是煤制乙二醇方面，重點解決影響產品應用的含氧、氮等雜質指標問題，實現對下游長絲領域的大比例摻混。五是煤制可降解塑料方面，可充分利用乙醇酸甲酯等煤基中間產品大力生產聚乙醇酸等可降解材料產品。

　　(4)產業低碳化發展要充分正視和重視產業發展耗能及碳排放問題，積極開展節能降耗、綜合減碳探索。一是進一步優化運行裝置能量平衡和物料平衡，加強生產用能管控，實施節能改造工程，提高能源利用效率，降低裝置能源消耗。二是探索原料低碳化，做好源頭減碳。探索天然氣化工、焦化與現代煤化工耦合，利用天然氣、焦爐尾氣富氫的優勢，彌補煤炭原料碳多氫少的問題。三是探索煤化工與綠電、綠氫耦合，實現多能互補，降低動力中心和工藝碳排放。四是探索CO2資源化利用，推動終端減碳。發揮現代煤化工CO2濃度高、易捕集利用的特點，加強CO2的化工利用、EOR、深部咸水層封存處置等CCUS措施探索。

　　(5)產業智能化、智慧化發展要充分利用物聯網、大數據、云計算、移動、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術，實現產業的智能化、智慧化，推動產業在安全、穩定生產、資源利用等方面實現整體水平的提升。利用新一代信息通訊技術圍繞建設全要素數字化、人機高度自洽共生的智能工廠，推動煤化工產業在生產、經營、決策等方面的數字化轉型，實現生產高度協同、設備自主可控、物料實時平衡、能源綜合優化和生產本質安全等方面的重要提升。

　　參考文獻

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　　作者：陶怡*，王強1，田華1，易學睿1，馮白陽2，步學朋1