“傳統(tǒng)
交通能源的低碳化是必須要走的一條路,一定是要和車企、內(nèi)燃機(jī)企業(yè)一起去做,希望能夠共同促進(jìn)中國能源安全、交通安全以及實(shí)現(xiàn)全國社會整體水平的低碳化發(fā)展?!敝?a target="_blank" class="relatedlink">石化石油
化工科學(xué)研究院有限公司高級專家郭莘在6月15日舉行的2023第十五屆中國汽車藍(lán)皮書
論壇上說。
中國石化(6.510, -0.01, -0.15%)是目前世界上最大的煉油生產(chǎn)商。在雙碳背景下,這個國家隊(duì)將持續(xù)鞏固交通能源
市場主體地位,把氫能作為新能源業(yè)務(wù)主要發(fā)展方向,逐步培育并壯大中國石化氫能產(chǎn)供銷一體化產(chǎn)業(yè)鏈,推進(jìn)打造中國第一氫能公司,將傳統(tǒng)加油站打造為“油氣氫電服”綜合能源服務(wù)站。
中國石化基于“十四五”的轉(zhuǎn)型規(guī)劃是,到2025年底建成換電站5000座、分布式光伏發(fā)電站7000座、1000座加氫站,在自主原油供給、自主原油生產(chǎn)的情況下向新能源轉(zhuǎn)型。
以下是中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司高級專家郭莘所做的“交通燃料低碳化路徑與思考”主題分享實(shí)錄:
大家下午好,我是中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司的郭莘。今天從不同角度講一講內(nèi)燃機(jī)會不會消失的
問題,分享中國石化作為能源供應(yīng)商下一步怎么去發(fā)展。
剛才很多專家也講過,中國是現(xiàn)在世界上煉油能力最大的國家,有超過9億噸的煉油能力,也是第一次超過美國。但實(shí)際原油加工量大概是7億噸左右,而在7億噸原油加工量上,自產(chǎn)原油只有2億噸,超過5億多噸原油依靠進(jìn)口。從這個角度上講,我們能源的確是被卡脖子的。
中國長期面臨原油受限問題,但在增長的機(jī)動車保有量情況下,能源消費(fèi)仍不斷增長,再疊加低碳化的趨勢,我們面臨下一步到底該怎么走?我們以什么形式向社會供應(yīng)交通能源的問題。
中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司是中國所有液體交通燃料標(biāo)準(zhǔn)的歸口單位,中國的汽、煤、柴、船燃等所有液體交通燃料產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)都在這兒制定。
1、全生命周期低碳化
去年12月歐七排放標(biāo)準(zhǔn)頒布,國七跟不跟,以什么形式去跟?如果國七排放去跟,國七燃油標(biāo)準(zhǔn)是不是也要去跟?以什么姿態(tài)去跟升級以后的排放標(biāo)準(zhǔn)呢?這是非常艱難的選擇。
為什么說艱難?歐七排放標(biāo)準(zhǔn)出臺之后,歐洲汽車企業(yè)發(fā)出截然不同的聲音:對排放限值規(guī)定這么嚴(yán)格,汽車企業(yè)是該把錢都投入在電氣化方向,還是更多錢投在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步升級方面?
對于燃油企業(yè)面臨同一個問題,如果國七要跟歐七排放標(biāo)準(zhǔn),會帶來燃油國七升級問題,每一階段的升級成本要百八十億甚至幾百億。下一階段內(nèi)燃機(jī)還會存在嗎?油還會用嗎?能用多少油呢?
如果投資幾百億去升級,升級后燃油消費(fèi)量斷崖式下降,錢打水漂了。
燃油供應(yīng)商面對的問題是,是坐以待斃?還是垂死掙扎?還是干脆等著翻車?
下一階段,到底該向什么方向發(fā)展,也拭目以待在看內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的發(fā)展需求。
基于燃油供應(yīng)商,我們在思考交通燃料低碳化、怎么去轉(zhuǎn)型以及正在怎么做。
交通燃料以及整個交通方向的
碳排放都應(yīng)是從全生命周期角度去考慮的,交通領(lǐng)域基于全生命周期的碳排放主要排放環(huán)節(jié)是在使用端,燃燒排放大約占全生命周期碳排放的75%-80%左右。
從燃油供應(yīng)商的角度,我們把煉油從原料到生產(chǎn)到儲運(yùn)到銷售使用劃分成不同階段去分段評估,可以明確每個環(huán)節(jié)的碳排放、
碳強(qiáng)度產(chǎn)生在哪兒,我們到底可以通過什么技術(shù)、通過什么樣的
節(jié)能減排方式降這個環(huán)節(jié)的碳排放問題。這就是我們搭建的基于中國能源基礎(chǔ)背景下的全生命周期碳排放模型。
基于這樣碳排放模型,我們可以清楚區(qū)分每一種交通燃料,甚至每一個牌號的交通燃料,它的碳排放集中在什么環(huán)節(jié),可以通過什么手段去區(qū)分它。
現(xiàn)在不同燃料產(chǎn)品的碳強(qiáng)度由于原料問題、加工工藝問題、能耗問題,甚至一些副產(chǎn)品分配的問題,以及最后的燃燒排放問題,是有非常大差異的。
目前我們在一部分產(chǎn)品的生產(chǎn)上,基于國際燃料產(chǎn)品的碳強(qiáng)度基線,已經(jīng)達(dá)到了低碳化生產(chǎn)的水平了,譬如說部分廠生產(chǎn)的高標(biāo)號的汽油已經(jīng)達(dá)到國外低碳強(qiáng)度的水平,而在這個基準(zhǔn)線上,我們還有進(jìn)一步降碳的空間和可能。
降碳的渠道與步驟
一是通過源頭去降碳,選擇可以更低碳的原料。
二是在生產(chǎn)過程降碳,在加工生產(chǎn)過程通過單裝置、通過全廠節(jié)能降耗去進(jìn)一步降低生產(chǎn)過程的碳排放。
三是產(chǎn)品低碳化,產(chǎn)品低碳化是解決液體燃料全生命周期碳排放的關(guān)鍵步驟。此外還有一個末端治理問題,包括CCUS的利用及綠電綠氫的開發(fā)等。
大家可能注意到石油公司也在種樹,我們還可以通過森林
碳匯的方式去降低整個公司水平的產(chǎn)品碳強(qiáng)度。
綜合不同的降碳手段,我們才能夠?qū)崿F(xiàn)交通燃料的全方面低碳化。譬如說,源頭降碳,我們可以選擇低碳的原油,原油根據(jù)開采年限的長短、油井開采技術(shù)的不同,甚至油井本身性質(zhì)差異都造成原油的碳強(qiáng)度有差異。
對于我們,利用這個評估模型完全可以實(shí)現(xiàn)低碳化原油的選擇。當(dāng)然大家也可能預(yù)想到,隨著碳排放、碳強(qiáng)度管理甚至
碳交易稅的實(shí)施,低碳原油以后肯定是價(jià)格更高更搶手的。
我們還有沒有其他一些開源途徑呢?還是有的,而且這個開源途徑很有可能和汽車行業(yè)結(jié)合在一起。
譬如說汽車所用的非金屬廢棄物可再生利用問題,我們開發(fā)了廢塑料、廢橡膠化學(xué)循環(huán)利用技術(shù),解決了大家之前遇到過的不法生產(chǎn)商把廢塑料直接熱裂解以后摻混商品汽柴油使用導(dǎo)致我們成品汽油質(zhì)量下降的問題。
現(xiàn)在是將廢棄塑料橡膠完全導(dǎo)入到我們煉廠生產(chǎn)的裝置中,通過降雜質(zhì)以及煉化生產(chǎn)手段,完全像原油一樣重新加工,從而實(shí)現(xiàn)了含碳基材的廢物再循環(huán)利用。
還有包括廢棄油脂再利用的問題,廢棄油脂可以生產(chǎn)生物柴油、生物航煤等,之前歐盟對于廢棄油脂的需求大幅度增加,導(dǎo)致中國的廚余油(餐飲廢油)高價(jià)出口海外,甚至成本超過了商品柴油的批發(fā)價(jià)。
另外我們也開發(fā)一些其他技術(shù),比如說微藻做的生物質(zhì)能源等。
3、從過程去降碳
如果我們從源頭沒有那么多辦法降碳,就要從過程去降碳?;谥悄芑S、數(shù)字工廠的全煉廠優(yōu)化降碳過程,通過全廠節(jié)能降耗最多單裝置可以實(shí)現(xiàn)40%的降碳可能。
原油生產(chǎn)過程中的碳排放占全生命周期碳排放的15%-20%,如果單裝置再降40%-50%的碳,也就是全生命周期可以實(shí)現(xiàn)8-10%總碳排放消減。智能化技術(shù)給煉廠帶來的不僅僅是降碳還有降耗能力的提升,同時(shí)降低了產(chǎn)品的成本。
除生產(chǎn)過程的降碳以外,還有一個選擇是產(chǎn)品使用更多的低碳或可再生組分,20年前就在使用乙醇汽油是低碳和可再生組分,包括我們現(xiàn)在使用的生物柴油、生物質(zhì)航煤,甚至可能用在船端的綠色甲醇、氨也好,都屬于可再生組分。
全中國目前年消費(fèi)超3億噸交通燃料,含約1.3億噸汽油、不到1.4億噸柴油、4000萬噸航煤、1500萬噸船燃,可再生組分使用不到500萬噸,占比不到2%。由此可見生物質(zhì)組分在中國的使用任重而道遠(yuǎn),當(dāng)然我們也期待有更多二代、三代生物質(zhì)技術(shù)的開發(fā),提升可再生能源的使用規(guī)模。
生物乙醇能夠使用,生物ETBE可不可以呢?ETBE本身就是生物乙醇和異丁烯合成的,為什么提到生物ETBE?銷售使用乙醇汽油要對儲運(yùn)銷環(huán)節(jié)進(jìn)行改造,改造的成本和碳排放是一個問題。如果改成使用生物ETBE,就完全可以實(shí)現(xiàn)ETBE在煉廠使用,避免了后端銷售系統(tǒng)改造的問題,也避免了改造造成的碳排放的問題。
剛才很多專家提到綠色甲醇,綠色甲醇是未來低碳化的途徑之一,但真正的綠色甲醇一定是要基于碳捕集和綠氫的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的甲醇。
通過甲醇使用場景上分析,我們可能和各位專家有一個不太一樣的想法:我們更傾向于把綠色甲醇應(yīng)用在船端,因?yàn)榧状紤?yīng)用于陸上,一旦泄露所涉及的HSE風(fēng)險(xiǎn)即環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)還是比較大的,這屬于燃油供應(yīng)商的不能承受之重,而且車使用甲醇汽油有腐蝕,我們的儲運(yùn)銷系統(tǒng)也有腐蝕問題。
我們希望更多綠色甲醇應(yīng)用在船端,一旦擴(kuò)散或者是一旦有腐蝕問題,我們可以局限在一個相對小的范圍和環(huán)境中去解決。
剛才各位專家也提到我們?nèi)杂蟹浅4蠡鶖?shù)的存量內(nèi)燃機(jī)存在,這些存量內(nèi)燃機(jī)還要用油,用油就有一個熱效率的問題,為解決這些存量內(nèi)燃機(jī)的碳排放、整體降低社會碳排放水平,首先要滿足這些存量車所使用燃油碳排放問題。
為了幫助存量內(nèi)燃機(jī)提高他們使用的熱效率,讓他們
節(jié)能減排、降低碳排放。我們開發(fā)了不同牌號的低碳產(chǎn)品。尤其是基于燃燒學(xué)角度開發(fā)的用于稀燃、壓燃混動發(fā)動機(jī)的專用燃料,通過高性能高效燃油幫助混動發(fā)動機(jī)在原有熱效率的基礎(chǔ)上再提高至少1%的熱效率。未來,如果插電混汽車成為技術(shù)主流、占據(jù)一定市場規(guī)模,那么完全有可能為這種發(fā)動機(jī)制定一種專用燃料。
對于整車廠和主機(jī)廠而言,任何形式的內(nèi)燃機(jī)都是可以積極開發(fā)的,燃油供應(yīng)商可以配合去開發(fā)一些特定的燃料,而且我們現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)完全可以做到。
還有末端治理問題,包括分布式制氫技術(shù)的開發(fā),CCUS再加上綠電、綠氫、費(fèi)托技術(shù)這條路線的核心技術(shù)是打通的,主要問題是成本。譬如說中國石化在庫車通過光伏發(fā)電再電解水制氫,為旁邊的塔河煉廠提供氫源,生產(chǎn)更低碳的產(chǎn)品,降低我們本身汽柴油碳強(qiáng)度,現(xiàn)在已經(jīng)在實(shí)施階段。
4、積極轉(zhuǎn)型
中國石化作為目前世界上煉油能力最大的生產(chǎn)商,也是中國最大的化工品和化肥生產(chǎn)商,我們在積極開發(fā)各個渠道、各個途徑的降碳技術(shù)和低碳產(chǎn)品,我們既不是坐以待斃等死,也不是在掙扎,甚至不是在等翻車,我們是在積極轉(zhuǎn)型。
在積極轉(zhuǎn)型過程當(dāng)中有一點(diǎn)是大家要時(shí)刻記住的,中國還有2億噸原油,隨著頁巖油頁巖氣田的不斷開發(fā),自產(chǎn)的原油數(shù)量可能還在持續(xù)增加。
有報(bào)道說,中國可能在5年之內(nèi)自產(chǎn)的原油達(dá)到3億噸。中國現(xiàn)在7億噸原油加工規(guī)模其中輕油(就是汽煤柴油)收率約占40%-50%,如果我們自產(chǎn)原油達(dá)到3億噸,在極限條件下輕油收率可以達(dá)到70%,就可以實(shí)現(xiàn)約1.5至2億噸的汽煤柴油自產(chǎn)自銷,自給自足。
中國石化的行業(yè)不依靠國外能幫助大家解決1.5億噸-2億噸的汽煤柴油供給問題。通過這一點(diǎn),可以從另外一個角度去看內(nèi)燃機(jī)以后到底存在不存在。
中國石化是目前世界上最大的煉油生產(chǎn)商,在雙碳背景下,將持續(xù)鞏固交通能源市場主體地位,把氫能作為新能源業(yè)務(wù)主要發(fā)展方向,逐步培育并壯大中國石化氫能產(chǎn)供銷一體化產(chǎn)業(yè)鏈,推進(jìn)打造中國第一氫能公司,將傳統(tǒng)加油站打造為“油氣氫電服”綜合能源服務(wù)站。
基于“十四五”的轉(zhuǎn)型規(guī)劃是到2025年底,建成換電站5000座、分布式光伏發(fā)電站7000座、1000座加氫站,在加快自主原油供給的情況下向新能源形式轉(zhuǎn)型。
結(jié)合今天的主題,我和大家共同去探討的是,傳統(tǒng)能源的低碳化是必須要走的一條路,但是傳統(tǒng)能源的低碳化一定是要和車企、內(nèi)燃機(jī)企業(yè)結(jié)合一起去做,希望和車企共同促進(jìn)中國交通安全、能源安全以及實(shí)現(xiàn)全國低碳化發(fā)展。