碳中和来袭：地炼一体化大型园区加速布局

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十三五”期间，我国大型炼油产能涌现投产潮，新增产能主要以千万吨级炼厂为主，民营炼厂以新兴大炼化方式登上行业舞台，成品油零售市场加速向多元化竞争格局发展，炼化工艺和产品清洁化成为趋势，行业“减油增化”的呼声持续高涨。预计“十四五”期间，炼化行业将以一体化、大型化、园区化为依托增强核心竞争力，炼化一体化将成为新建炼厂标配，细分消费需求将促使化工产品高端化不断提速，“碳中和”目标新态势下，新材料和塑料循环经济大有可为。

炼化行业排放现状

回顾“十三五”，我国炼油、乙烯产能规模不断扩大，稳居世界第二，仅次于美国。炼化行业的发展逐步满足人民生活和国民经济发展需要，全球影响力持续提升。

过去5年，全球炼油行业整体处于较高水平，需求实现较快增长，产能扩张从重速度转向重质量。2015年～2019年，全球新增石油需求635万桶/日，同期产能增速仅297万桶/日，供需缺口拉动了炼油工业利润。

分散的地炼企业在能耗、维护成本等方面要高于大型炼厂。另外，地炼企业下游深加工能力发展不足，烯烃、烷烃、芳烃等深加工产品附加值低，高附加值化工产品投入不足。我国南方炼化企业多以民营力量为主，打造炼化一体化产业链。已投产和在建的浙石化炼化项目(一期)，盛虹炼化项目，中化旭阳、中科炼化、中委广东石化、中化泉州炼化(二期)等均为炼化一体化项目。通过入园做大规模，形成规模优势，利用大型炼化园区的节能优势，助力实现“3060”目标;另一方面加强全产业链布局能力，提升竞争力，对于获取未来的市场空间，提升市场地位至关重要。

石油化工生产企业是高能耗行业，也是温室气体排放的主要来源。与其他工业生产部门类似，石化企业的碳排放也可以分为直接排放与间接排放两部分。其中石化企业的碳排放中直接排放主要是指化石燃料直接燃烧排放、生产过程中的工艺排放以及各种设备部件泄露导致的逃逸排放；间接排放主要是指外购的化石能源转换的电、蒸汽等能源所产生的排放。而燃烧排放主要来自热电，蒸汽锅炉、工艺炉、涡轮和火炬等；工艺排放则主要来自催化重整、催化裂化、乙烯氧化和制氢等。燃料型、炼化一体化及润滑油型三种典型炼厂，直接碳排放占比均在 60%以上，是炼厂主要的碳排放来源。

其中炼化企业的直接 CO2排放主要有：1. 石油化工生产过程中要使用各种各样的催化剂，某些工艺生产过程的催化剂会出现结焦，需要对催化剂连续烧焦以保持催化剂活性和工艺运转。典型的工艺包括：催化裂化、催化重整、各类加氢工艺等。其中催化裂化工艺需要对催化剂进行连续再生过程，相对 CO2排放较多。2. 石油炼制过程中的氢气消耗量角度，制氢工艺 CO2 排放量显著，产出的 CO2 纯度很高。制氢装置 CO2排放量取决于制氢原料中的碳氢比例以及制氢工艺，大多数情况下， 装置采用蒸汽转化工艺需要以天然气、炼厂干气为原料；有的企业制氢装置以煤（焦）气化工艺制氢。3. 乙烯为原料氧化生产乙二醇工艺过程中，乙烯氧化生产环氧乙烷单元会产生 CO2排放。

氢气平衡是大炼化装置的核心竞争力

国内炼油能力快速提升，整体炼厂开工明显下滑。传统型炼厂主要以成品油为主，炼厂装置的设计通常包括常减压、催化裂化、延迟焦化等。自 2017 年开始我国炼油能力重回增长轨道，2019 年国内炼油能力达到 8.9 亿吨，成为仅次于美国的全球第二大炼油国，占全球总产能的 18%左右；但 2019 年国内炼厂开工率下滑至 73%。目前我国炼油产能过剩明显，传统的燃料型炼厂受损，但是新型大炼化以获取化工品为主将会受益。2021 年国内预计投产的炼厂包括炼油能力 1000 万吨/年的中科炼化、2000 万吨/年的浙江石化二期、1600 万吨/年的盛虹石化等多个千万吨级炼厂项目，传统的燃料型炼厂过剩形势将更加严峻。

化工型炼厂盈利能力突出，但对氢气需求大幅提升。自恒力炼化项目等民营炼化项目投产以来，新型炼化一体化项目相较于传统燃料型或燃料-化工型炼厂的超额盈利能力已经得到充分印证，尤其在 2020 年油价、需求大幅波动中，化工型炼厂盈利的稳定性以及未来的成长性都得到了很好的验证。目前众多炼油企业已经向油-化结合的方向迈进，新建炼厂产能以炼化一体化深度融合为主，总体而言炼油厂化工路线改制的实质路径为多种“加氢”技术、“裂化”及“裂解”技术的集中优化，主要有：以“渣油加氢裂化+催化裂解”、“蜡油、柴油加氢裂化+催化裂解”、“渣油加氢处理+催化裂解”或“全加氢裂化”为核心的技术路线。炼厂对氢气的需求主要包括“加氢裂化”和“加氢精制”两个方面，其中“加氢裂化”是指利用氢气将石油高分子量烃馏分裂解成价值更高的较低分子量馏分组件；“加 氢精制”是指利用氢气脱除原油中的硫、氮和金属等杂质，工艺革新导致氢气需求大幅提升氢平衡是化工型炼厂运行的重要前提。炼化一体化工厂需要大量的氢气，同时炼化一体化工厂在生产环节也会副产氢气，目前氢气成本已经成为炼油企业中仅次于原油成本的第二成本要素，而且氢气存储困难，如果氢气不足将影响炼厂整体装置的正常运行。

炼厂主要的氢气来源有：1）石油焦或煤制氢，美国炼厂多外购来自于天然气 SMR 制氢；2）催化重整氢气；3）石脑油裂解副产氢气；4）丙烷、异丁烷脱氢副产；5）低浓度氢气的回收，如加氢、催化裂化、延迟焦化副产的氢气，多采用变压吸附（PSA）、膜分离、深冷三种工艺提取。几种主动制氢工艺的氢气成本都非常高，而且碳排放量大，目前炼化一体化炼油厂两个主要副产氢气的工艺为炼厂干气制氢和重整。

民营大炼化的优化氢气供给结构

民营大炼化优势之**化重整装置的能力，**程度提升副产氢比重。催化重整工艺可将低辛烷值烷烃转化为高辛烷值的芳烃和异构烷烃，现代重整工艺既可以生产高辛烷值汽油，又可以经芳烃分离得到苯、甲苯和二甲苯等关键芳烃，同时副产大量现代炼厂必不可少的低成本氢气。一般情况下重整副产氢气约为进料的 3.0%-6.0%，对于加氢炼油流程，氢气用量一般占原油加工量的 0.8-3.5%。民营大炼化企业作为涤纶长丝-PTA 行业龙头，**化 PX 产能规模以获取上游原料，同时副产大量氢气以用于炼厂加氢裂化装置。以浙江石化为例，其 800 万吨连续重整装置年副产氢气约 30 万吨，供应炼厂近 70%的氢气需求，大幅度降低了对化石能源制氢的依赖。

而其他炼厂在建设中由于不具备下游一体化产业链优势，**化重整装置存在 PX 销售的问题。配套丙烷脱氢或混烷脱氢，提升原油利用效率，并副产部分氢气。炼厂干气一般作为燃气为炼厂反应提供热能，而民营炼化一体化采用天然气等燃气对炼厂干气进行替代，经C3、C4 分离后分别送往丙烷脱氢、乙烯裂解及烷基化装置，提升原油利用效率，并提高副产氢来源。如浙江石化一期配套 45 万吨丙烷脱氢、恒力炼化一期配套 130 万吨 C3/C4 混烷脱氢。据卫星石化数据，单套 45 万吨丙烷脱氢装置可以副产 1.8 万吨纯氢。

美国化工业产需疲弱，前景不乐观

美国化工业原本就面临本土产能过剩、定价压力和贸易摩擦等诸多挑战，近年来美国本土新增产能的主要动力是凭借成本优势出口。2020年叠加疫情的冲击，美国化工产品需求大幅下跌，其中专用（特种）化学品需求下跌10.8%、基础化学品需求下跌1.3%。世界银行预测，2021年美国经济增长在3.5%左右，与2020年的萎缩幅度3.6%相比，尚未回到2019年的水平，恢复道路曲折迷茫。预计与经济高度相关的化工业前景也不乐观。

已有多家大型跨国化工公司考虑出售在美国的化工资产，或退出在美国的投资。全球**化工生产商巴斯夫正考虑出售一些美国化工资产，会获得4亿美元的收益，包括位于伊利 诺伊州坎卡基一家表面活性剂工厂和佐治亚州的高岭土业务。韩国大林化工推出了与泰国PTT全球化工公司合作的位于俄亥俄州贝尔蒙特县的150万吨/年乙烷裂解项目，投资额为57亿美元。沙特阿美正在考虑取消在得克萨斯州Motiva炼厂的乙烯和芳烃项目，投资额为66亿美元。

需求下降导致2020年美国化工业开工率低于80%，并且多个在建化工项目推迟投产时间。埃克森美孚位于路易斯安那州45万吨/年的聚丙烯项目、位于得克萨斯州40万吨/年的聚烯烃弹性体项目和35万吨/年的线型α-烯烃项目，均进展缓慢，投产时间要晚于原定的2022年。壳牌化学在宾夕法尼亚州150万吨/年的乙烷裂解制乙烯装置的建设也经历了暂停，该项目已完成70%的工作量，投产时间估计在2024年前后。北欧化工与道达尔在得克萨斯州的合资企业Baystar的100万吨/年乙烷裂解项目的建设会略有推迟。泰国PTT全球化工公司位于俄亥俄州贝尔蒙特县的150万吨/年乙烷裂解项目正寻求新的合作伙伴，预计完工时间可能推迟到2028年。利安德巴赛尔位于得克萨斯州47万吨/年的环氧丙烷/叔丁醇（PO/TBA）项目将延迟一年，预计2022年四季度完工。

与北美不同的是，2020年我国大型乙烯项目基本都按期投产。新增乙烯产能超过500万吨/年，创历史新高，乙烯总产能达到3408万吨/年，增幅为18.8%。蒸汽裂解装置规模在100万吨/年及以上的已达到13套，平均规模提高至80.7万吨/年。位于渤海湾、杭州湾和大亚湾的乙烯总产能占比达到45.6%。2021年我国还将有一批石化项目投产，预计新增乙烯产能近600万吨/年，进一步向大型化、基地化发展，规模效应和聚集效应增强，一体化、集约化、供需联动创新等优势凸显，我国化工业实力显著提升。

我国化工市场供应格局也出现明显变化，中国石化（权益产能）、中国石油乙烯产能市场占比分别下滑3个百分点和6个百分点；民营企业占比上升7个百分点，外资企业占比提高两个百分点，民营企业和外资企业的快速发展加剧了石化行业的市场革命，促使石化企业围绕产业链部署创新链，促进产业链的拓展和延伸，以及行业转型升级，实现化工业的高质量发展。

2020年9月22日，中国向世界宣布，“二氧化碳排放力争2030年前达峰，争取2060年前实现碳中和”。从时间点看，中国2060年实现零碳目标较其他国家晚了10年左右，但实际上从达峰到零碳，欧洲国家大多用了50年以上，而中国只用30年，这就要求包括石化行业在内的我国各行业要加速绿色转型。另外，2020年《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《关于进一步加强塑料污染治理的意见》《碳排放权交易管理办法（试行）》等政策法规也密集出台，对化工生产过程、原料和产品都提出了更高要求。

与此同时，信息技术、高端装备制造、生物、新能源汽车、新能源、节能环保、数字智能等战略新兴产业的发展也正在推进基础材料技术提升与产业升级，以及战略性先进电子材料、先进结构与复合材料、新型功能与智能材料、纳米材料与器件、材料基因工程关键技术与支撑平台等化工新材料的研发和应用，推动我国化工产品走向差异化、精细化、功能化、绿色化和高端化。

绿创碳和协助地方政府与园区，围绕如下几个方面开展工作：

一、系统性宣贯应对气候变化领域政策；

二、积极落实能耗双控制度，提出控煤工作路径及方法，协助完成压煤目标，合理降低能耗总量和强度，减少碳排放；

三、协助制定“碳达峰及碳中和”实施路径及行动方案，提升碳减排和碳资产管理能力；

四、组织开展城市、工业园区、机构、企业、产品、等“碳中和”咨询、核查、认定服务；

五、在碳交易过程中，为买卖双方提供咨询服务，确保交易过程中的有效合规；

六、推进低碳领域的标准化建设，制定、发布相关标准；

七、碳减排人才培训服务；

发起双碳专委员会，并倡议内容包括：

一、树立“零碳”导向的新型生活理念。强化绿色低碳与节能环保意识，形成争做“零碳先锋”的良好社会氛围，以进一步推动降低能耗、提高能源使用效率和优先使用清洁能源。

二、研究“零碳”导向的产业新业态。发起“零碳园区”相关课题研究，开展经验借鉴、学术交流和示范应用，以促进形成符合我国国情的以“零碳”为导向的产业发展模式。

三、鼓励“零碳”导向的技术创新。积极推动绿色、低碳、环保、新能源等技术创新，为新技术发展提供资源支持，为新技术的推广应用开拓空间，以促进新技术进步与成本下降。

四、推动“零碳”导向的项目落地。前瞻2030年和2060年的国际碳减排大趋势，以“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”为主要内容，在全国推动落地30个零碳科技园，打造100个零碳工业园、1000家零碳工厂、1000座零碳校园、1000家零碳医院及1000个零碳社区，助力加快推进绿色“新基建”进度。

五、促进“零碳”导向的绿色投融资。以“零碳中国，绿色投资”为主题，发起“零碳”绿色产业基金。鼓励社会民间资本积极参与“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”等“零碳”示范项目的投资，并带动更多来源绿色的国内外资金投入。

六、开展“零碳”导向的国际合作。计划每年举办“零碳创新”系列活动，着力打造“科技创新与绿色投资大会”、“新基建 绿色投资大会”、“国际清洁能源投融资大会”等品牌国际会议，为国内外企业和机构搭建权威国际合作平台，积极引入国际先进理念、技术和资金渠道，加强相关产业与国外的技术交流与项目合作，全方位助力我国向“零碳”经济转型发展，为2060年全球实现净零碳排放目标做出积极贡献。