在“双碳”目标和国际政策机制的约束下，石化行业面临着新的挑战和要求，需要加快结构调整和转型升级，实现绿色低碳发展。例如，欧盟的碳边境调节机制将提高外部产品进入欧盟的门槛，提升欧盟本土产品的竞争力，届时石化行业将受到影响。石化行业需要寻求建立新的竞争优势，以应对政策、需求、技术、竞争等战略边界条件的变化。石化产业的变革将促进全社会的低碳转型，保障国民需求和经济发展，为全球应对气候变化作出贡献。
石化行业的碳排放情况
石化产业是我国国民经济的重要支柱产业，既具有技术密集、规模大、产值高、产业链条长（见图1）、产品种类丰富、与人民生活息息相关等特点，又是高耗能、高碳排放行业。
1.从能耗上看
2022年中国石化行业的总能耗超过2亿吨标煤。如果按照1吨标煤燃烧，等效于0.67吨碳燃烧，排放二氧化碳量为2.46吨计算。那么，2022年中国石化行业能耗过程的二氧化碳排放量达到5亿吨，超过全国二氧化碳排放总量的4%。如果将范围扩展到整个石化化工行业，包含原材料、能源和生产过程，那么石化行业的二氧化碳排放占到全国的13%。
2.从产品结构看
石化行业的主要产品分为成品油（汽油、柴油、煤油等作为燃料使用的产品）和石油化工产品（基础化工原料“三烯三苯”及下游合成材料等产品）两大类。成品油和石油化工品的上游是石油炼制过程，炼油过程和石化产品七大重点子行业（乙烯、聚乙烯、聚丙烯、对二甲苯、PTA、乙二醇、聚酯）碳排放量占石化行业的76%，其中炼油过程占比超过50%。
3.从碳排放结构上看
碳排放源主要来自化石燃料燃烧（33.0%）、工业生产过程（33.6%）、外购电力和热力以（33.0%）以及其他碳排放（0.4%），石化行业中燃料及动力的碳排放占比达到2/3。其中，化石燃料燃烧和工业生产过程中的碳排放基本只涉及炼油、乙烯和对二甲苯，其他产品的碳排放基本都来自于净购入的电力和热力。
石化行业的低碳转型措施
石化行业正在不断改进产业和产品结构，以实现低碳转型。从排放来源分析，石化行业可以通过能效提升及工艺改进、使用替代原材料等方式减少直接排放，通过使用绿色电力减少间接排放，通过构建循环经济、开发生产绿色低碳产品、优化运输和储存等方式减少产品的环境影响。此外，利用碳捕获、利用和封存(CCUS)技术、使用碳抵消机制等能够帮助石化行业减少全生命周期碳排放，从而加快实现碳中和。在低碳转型方面，石化行业需要从以下几个方面入手：
1. 能源结构调整，实现绿色能源耦合利用
石化行业在生产过程中需要消耗大量的能源，为减少碳排放，要积极推动低碳能源替代高碳能源，清洁能源逐步替代化石能源，将清洁低碳能源占比提升至60%以上，例如使用天然气、风能、太阳能、生物质能等。
2. 产业结构优化，节能降耗
加强全过程节能管理，淘汰落后产能。推进产品结构性调整，降低燃料油品比例，提高化工产品比例。大力发展分子炼油、高端化工燃料、氢燃料电池材料等，不断提高原料低碳化比例，加快油转化、电气化步伐，在工艺过程中加强电气化深度并利用可再生电力，如汽驱改电驱、电加热蒸汽裂解、电化学还原二氧化碳制乙烯制合成气等措施，节能降耗提升全流程工艺水平。
3. 基地一体化协同，发展循环经济
大中型石化企业应以炼化一体化深度融合为主，建设大型炼化一体化产业基地将是低碳化发展主要发展模式。在炼化一体化中尽可能多生产化工品、降低成品油的比例。开发新技术、新材料、新模式，推进废塑料等固体废弃物回收循环利用，减少石化废弃物污染。
4. 培育负碳产业，加速CCUS与化工行业碳利用
石化行业需要通过CCUS等技术路径来实现碳中和，而成本的大幅度下降是普及CCUS的关键。工艺过程中产生的碳排放相对集中，更有利于CCUS技术的应用。此外，已有的制氢设施可以配套碳捕获与封存（CCS）系统，避免闲置资产处置，并提高经济效益。另外，还可以开发CO2用作原料生产化工产品，实现废气回收利用。
5. 制定“双碳”目标，布局碳市场
碳市场对石化企业的影响主要体现在产品结构、生产经营、投资决策等方面。石化企业应构建完善的绿色低碳决策考核机制、应对气候变化的风险评估体系和低碳监测核查智能系统。此外，石化企业还需要提前布局节能减排项目或低碳材料，以应对未来可能的碳关税和碳交易市场的变化。为此，石化企业需要熟悉碳市场机制、摸清碳排放家底、确定碳资产需求、了解碳交易策略、制订低碳战略和加强人才培养。
6. 企业碳管理
企业需要建立碳管理体系，包括碳排放量核算、碳减排目标制定、碳减排措施实施、碳排放数据的监测和记录、碳资产的数字化管理等。这样可以形成一套完整的碳管理体系，确保碳减排工作的顺利开展。大中型石化企业应量化评估自身碳减排的潜力和成本，充分了解企业碳管理的现状。通过分析企业碳排放的业务结构、品种、数量等指标的变化情况，进一步计算分析碳排放成本与效益，并通过数字化手段对碳排放数据进行全过程监控。
石化行业企业实现“双碳”目标的路径
石化行业企业实现“双碳”目标存在化学品生产原创力不足、产品结构不合理、油品产能过剩、化工品不足、能耗高、生产过程碳排放量大、数字化转型缓慢、碳核查体系不完善、碳管理标准不健全等问题。解决这些问题将有助于石化行业实现“双碳”目标，可以从产业的横向以及产业链的纵向两个视角进行思考（见图2）。
1.产业横向方面，包含能源替代、生产过程低碳化以及尾气处理过程
（1）可再生能源发电，如太阳能光伏发电、风力发电、潮汐能发电、地热能利用、生物质能等，再叠加绿氢以及大规模储能技术，可以从源头解决能源使用的碳排放问题。也可以采取直接购买绿电的方式，实现能源使用的低碳排放。
（2）生产过程中炼化一体化、过程强化、余热利用、原料回收利用、多元耦合技术都是实现“双碳”目标的重要途径。炼化一体化模式是通过常减压蒸馏、加氢裂化、轻烃回收、芳烃联合等多套装置整体化布局，最大程度提高了石油资源利用效率，实现减碳。过程强化技术是实现节能降耗的关键性技术，其中涉及传热、传质以及反应强化等。余热回收利用技术可以变废为宝，在节能降碳过程中发挥重要的作用。原材料的循环利用可一定程度上实现全生命周期碳减排。多元耦合技术实际上就是让生产过程耦合利用多种能源，充分发挥不同能源的属性和特征，进而实现能源结构低碳化、资源利用高价值化、废弃物回收资源化并兼具经济性。
（3）在石化产业的末端，尾气处理环节，CCUS技术作为大规模减碳技术，是实现“双碳”目标的关键核心技术。CCUS技术包含二氧化碳的捕集、运输、利用与封存。
2.产业链纵向方面，包含原料替代和下游产品高端化
（1）石化行业原材料替代方向一方面是使用天然气、乙烷、丙烷、甲醇等轻质、低碳、富氢的原料，有利于石化行业从源头上进行节能减碳。另一方面是使用非石油基材料替代石油基材料，其中的重点是发展生物基材料和生物材料。生物基材料和生物材料不但可以减少对石油的消耗，降解性也大大优于一般的石油基产品，有利于减少塑料废弃物污染，对环境保护、降低碳排放有重要意义。
（2）构建下游高端产品的进入壁垒，离不开上下游产业链的一体化。上下游一体化项目可依托于丰富的基础化工原料库（拥有“三烯三苯”），以迅速向高端聚烯烃、锂电池材料、工程塑料、石油基可降解塑料等下游新材料领域延伸布局，使产品多样化的同时提升产品的附加值，并内部消化中间产品，有效缓冲上游激烈的同质化竞争。这样可以确保供应链的安全，实现利润的上下游转移，有效挤压竞争对手的盈利空间，同时也可以减少产业链间各个环节的碳排放。
3.企业案例
某石油化工集团作为碳排放大户，专门成立了能源管理与环境保护部来进行整个集团企业的碳资产管理工作。该部门的主要职责及已开展的工作如下：
（1）完善体制机制。明确相关部门和单位职责，规范碳交易管理流程，充分发挥集团公司一体化优势，开展碳交易。建立企业内部的碳交易制度，如《集团公司碳资产管理办法》《集团公司碳排放权交易管理办法》《集团公司碳排放信息披露管理办法》等，通过制度规范企业参与碳市场的各个环节。建立燃动能耗一体化考核体系，通过评价燃动能耗成本、污染物产生量及CO2产生量等来分析企业的经济效益和环境承载力。
（2）摸清碳排放家底，开展碳盘查和碳核查。集团公司对下属油田及炼化企业按照ISO14064标准，完成了各项排放源的全系统碳盘查，并配合第三方机构做好碳核查工作。同时，在企业内部建立碳资产管理信息系统。
（3）积极参与碳交易，包括MRV、制定减排方案、制定交易策略等。2021年7月16日，全国碳市场正式启动，集团公司下属17家自备电厂企业被纳入全国碳市场，并有4家企业在市场启动的首日和首月参与了交易。2021年12月15日，17家自备电厂企业圆满完成了全国碳市场第一个履约周期的配额清缴工作，履约率100%。
（4）降低履约成本。集团公司密切跟踪国家政策动态，积极挖掘市场信息，努力开拓资源渠道，认真研判市场价格走势，通过盯盘、询价、谈判、报价等方式采购碳配额和CCER，对外发布碳配额和CCER询价函数，大宗协议交易成交量占总成交量的70%以上，有效降低了集团整体履约成本。与此同时，充分发挥集团公司一体化协同运作能力，加强系统内资源调配共享和优化配置，完成多笔集团内部企业之间的配额买卖交易。
（5）开展技术研究及减排行动。技术包括：碳捕集、碳矿化、产品碳足迹、生物航煤、生物柴油、地热利用技术等。减排行动包括“能效倍增”计划、淘汰落后产能、充分利用低温余热、发展地热产业、开发非常规油气资源、开发利用太阳能、建设CO2捕集示范装置等。
石化行业的机遇与挑战
1. 面临挑战
低碳转型将对石化行业带来一定的挑战，如能源成本上涨、技术投入增加。现阶段碳捕集、封存与回收利用技术尚未成熟，存在能耗高、成本高、不确定性高等问题，而且绿色能源替代也面临诸多挑战，碳减排短期内不利于企业的生存发展。
石化行业需要加强技术创新，提高生产效率，降低成本，以应对这些挑战。同时，石化行业还需要加强碳排放管理，推广碳交易政策，促进碳减排，以确保企业在低碳转型中取得成功。
2. 存在机遇
从长期来看，“双碳”目标可以促进石化行业的技术革新与转型升级，帮助企业构建绿色高质量发展体系，朝着高端产品、低碳节能工艺的方向发展，形成绿色低碳、安全环保与提质增效的新发展格局。
要实现这一目标，需要推动绿色转型发展，加大绿色低碳技术科研投入，加速产业结构调整，构建多能集成的绿色能源系统，开发新工艺、新技术、新产品，实现企业节能降碳与提质增效双赢。这样做不仅可以促进企业的可持续发展，还可以为石化行业带来新的商机和发展机遇，推动产业能源与资源结构优化，建立节能减碳战略理念，帮助企业从扩能增效时代迈入绿色低碳的高质量发展时代。