炼油行业是石油化学工业的龙头 ,是能源消耗和二氧化碳排放大户 。推动炼油行业节能和提高能效 ,从源头减少化石能源消耗和二氧化碳排放 ,是提升行业竞争力 、助推绿色低碳转型的有效途径 。近日 ,国家发展改革委等部门联合印发《炼油行业节能降碳专项行动计划》(发改环资〔2024〕731号 ,以下简称《行动计划》) ,提出了推动炼油行业节能降碳的主要目标 、重点任务和保障措施 ,旨在提升能源资源利用效率 ,推动行业高质量发展 。
一 、炼油行业节能降碳潜力巨大
中国是全球第一炼油大国 ,经多年发展 ,已形成本地化 、大型化和一体化的发展格局 ,千万吨及以上炼油厂占总产能比重超过了50% ,炼油技术自主创新能力和市场竞争力不断提升 ,总体达到世界先进水平 ,支撑炼油产业快速发展 。近年来 ,我国积极推进能源清洁低碳转型和交通运输绿色低碳发展 ,炼油行业面临产品结构转型和绿色低碳高质量发展的双重挑战 。总的来看 ,我国炼油装置利用效率偏低 、技术水平差异较大 ,具有较大的节能降碳潜力 。一是炼油装置建成时间参差 、跨度达数十年 ,早期建成的装置工艺 、设计及装备水平不高 ,强化反应 、分离催化 、用能装备等方面节能空间巨大 。二是受原油质量下滑 、减油增化等因素影响 ,炼油工序复杂性的日益提升导致能耗不断增加 ,需要采用节能新工艺优化加工流程 。三是炼油企业自行开展节能改造以单一装置改造为主 ,全局性系统节能意识不强 ,过程强化和集成优化仍有提升空间 。
二 、聚焦公用系统和用能设备 ,降低过程耗能
受原油品质 、加工规模 、工艺流程 、产品方案、能源介质 、用能设备选型等多因素影响 ,不同炼油厂能效水平差异较大 。《行动方案》提出 ,要推进炼油加工流程系统优化 ,减少重复加工 、先分离后混合等不合理工艺设计 ,优选催化剂组分和用量 ,降低全流程能源消费总量 。公用系统方面 ,要聚焦能量集成 ,通过系统用能优化 、装置间热集成 、减缓能量降质等手段,有效减少燃料 、电力及蒸汽消耗 ,实现能源梯级利用 ,提升蒸汽动力系统 、氢气资源系统 、燃料气系统 、循环水系统 、胺液系统 、污水处理系统等关键工艺系统能效 。开展低温热资源高效利用 ,优先利用低温热与工艺介质直接加热 、伴热以及罐区维温 、采暖等 ,适度开展热泵 、蒸汽再压缩(MVR) 、制冷及发电等提升利用工程 。用能设备方面 ,要强化用能设备运行分析 ,加快推广应用能效达到节能水平及以上的锅炉 、电机 、变压器等通用用能设备 。着重关注反应 、分离 、换热等过程强化技术和装备 ,推广高效催化裂化烟气轮机 、高效加热炉 、空气预热器 、高效换热器 、中间再沸器 、热泵精馏 、低温精馏等先进技术装备 ,减少加工损失 ,提高油品收率 ,提升能效水平 。
三 、优化能源结构 ,推进跨行业耦合
《行动计划》将实施清洁低碳能源替代 、推动化石能源消费减量作为推动炼油行业节能降碳的关键举措,一方面 ,要求推动电驱系统替代蒸汽透平驱动 ,提升用能电气化水平 。严格自备燃煤机组负荷管理 ,鼓励炼油厂接入公用电网 。推动以大型热电联产集中供热供汽 、核能供热供汽 、风电光伏等替代高碳燃料使用 ,稳步提高绿氢使用比例 ,构建清洁低碳的新型动力系统 、热力系统和氢气系统 ,优化炼油行业能源消费结构 。另一方面 ,要积极探索跨行业耦合提效的新模式 ,加强炼油与钢铁 、水泥 、电网 、新能源和储能等行业联动 ,深化能源资源互补共享 ,实现区域内能源资源统一优化配置 。强化工业余热余能利用 ,探索利用热泵 、蒸汽再压缩等技术提升热力品位 ,构建区域热力资源网络 ,实现能源梯级利用 ,有效降低能源消费和碳排放 。
四 、推进数智化改造 ,提升智能控制水平
实施数智化改造,以数字技术驱动管理创新 、业务创新和商业模式创新 ,提升用能管控效能 ,是推动炼油行业提质 、降本 、增效的有效途径 。《行动计划》对炼油企业用能数据计量检测提出明确要求 ,推动能源管理 、碳资产管理 、设备管理等数字化精细管控 。鼓励规模以上炼油企业建立搭建数字化能源管理中心 ,统筹水 、电 、冷 、气 、热一体化监测 、精准调控和科学管理 ,实现生产过程能源流 、物质流 、信息流的协同优化 ,以科学化 、系统化的手段推动能源使用的高效化和清洁化 。(作者 :孙丽丽 中国工程院院士 、中石化炼化工程集团及工程建设公司技术委员会主任 ;谢艳丽 中石化节能技术服务有限公司总经理)