石油石化企业应对气候变化的战略探讨

田涛

（中石化炼化工程（集团）股份有限公司，北京 100101）

1 石油石化企业应对气候变化的必要性

随着现代科学技术的发展和生产力水平的提升，人类作为地球生态环境系统的一部分，其行为对自然生态环境的影响越来越大，尤其大规模化石燃料的使用导致大气层CO2浓度持续升高。虽然有学者质疑温室效应引起全球气候变暖的现象，但如果完全无视大气层中温室气体浓度持续增高的事实，而温室效应的科学验证却又超出人类现有的认知范围，那么由于目前人类认知能力限制导致的这种冒险行为，将会给全人类带来灾难性损失，人类必须要在证实这种关系之前采取措施降低大气中CO2浓度。CO2不同于SO2、NOx和烟尘等常规大气污染物所具有的局域污染特点，CO2作为大气组分之一，其浓度的变化对全球能量平衡和气候生态系统具有潜在影响，更具有全球“生态污染物”的特点。治理CO2如同治理土壤沙漠化、水利工程生态影响和物种灭绝等生态系统问题一样，需要全人类的共同努力。因此，应对气候变化已成为全球共同面临的挑战。

应对气候变化是我国全球治理实力的重要体现。虽然目前国际社会一致认为应对气候变化是全球共同面临的挑战，但长期以来，各国围绕温室气体减排的责任和义务争执不断，气候谈判已成为世界各国间最复杂、级别最高的外交综合较量，我国作为碳排放量最大的国家，无疑在气候谈判中遭受了重大压力，被推到了全球大博弈的风口上。我国的气候政策也由受指责被动减排转变为承担责任主动减排，中国作为负责任大国也承担了与自身能力相称的义务。2015年11月巴黎气候大会上，我国提出将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%。设置碳排放峰值的具体时限和绝对性减排的路线图，意味着我国将会成为全球气候变化政治推动者与气候治理的主要倡导者，应对气候变化将成为我国在全球治理体系中扩大外交和道义影响力的一面旗帜。

石油石化企业作为实现国家战略意图的执行组织，长期以来积极提出并践行“绿色低碳”发展战略，考虑全球温升不超过2℃条件下的战略发展路径，全力推进生产过程中的节能减排，加大清洁低碳燃料使用，并积极发展地热、页岩气、生物质、氢能等低碳能源供给，应对气候变化作为企业“绿色低碳”战略的重要组成部分，更加关注涉及企业温室气体排放及减排相关的领域范畴，也是企业实现“可持续发展”目标的内在要求。

2 石油石化企业温室气体排放及特点

2.1 核算标准及排放

目前，国内外关于温室气体排放的核算标准和方法主要包括两个层面。一类是原则性标准，包括世界资源研究所（WRI）、国际标准化组织（ISO）、世界可持续发展工商理事会（WBCSD）、英国标准协会（BSI）等机构发布的相关标准，例如《系列温室气体核查验证标准》（ISO14064）、《温室气体核算体系企业核算与报告标准》（GHG Protocol）、PAS 2050《产品与服务生命周期温室气体排放评估规范》，这类标准为企业核算温室气体排放提供了原则指南和流程方法，例如如何确定企业边界、基准年、识别排放源、确定设施归属等，避免产业链之间的重复计算。另一类是方法性标准，包括联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）、美国石油学会（API）等组织发布的温室气体计算方法；中国《石油化工生产企业CO2排放量计算方法》（SH/T 5000－2011）标准、《温室气体排放核算与报告要求》（GB/T 32151.10－2015）等。这类标准大多针对企业组织自身的温室气体排放过程，明确温室气体排放过程、燃料排放因子、工艺排放计算方法等。

石油石化企业的温室气体排放主要由其生产过程决定，按照企业拥有和控制的排放源状况可将排放源分为直接排放源和间接排放源。直接排放源主要包括燃料燃烧排放、工艺生产过程排放、逸散排放。燃烧排放主要是锅炉、加热炉和火炬等燃烧产生二氧化碳排放；工艺排放包括催化裂化、制氢、合成氨、乙二醇等装置生产过程产生的二氧化碳排放。间接排放源主要是指外购能源（蒸汽、电力）。表1列出了2017年主要国内外石油石化企业温室气体排放及经营数据。

表1 2017年国内外石油石化企业温室气体排放及经营数据对比

2.2 特点

石油石化企业的温室气体排放具有自身的特点。

1）排放量大

与国际石油石化公司相比，我国石油石化企业的CO2排放总量和强度较大，例如埃克森美孚公司上游生产的碳强度为0.246 tCO2/t油气当量，炼油生产的碳强度为0.186 tCO2/t原油加工量，化工业务生产的碳强度为0.533 tCO2/t产品[1]。中国石化上游生产的碳强度为0.496 tCO2/t油气当量，炼油生产的碳强度为0.288 tCO2/t原油加工量，CO2排放强度不仅仅与生产过程的能效相关，而且与我国炼化企业自备电厂多以煤为燃料有较大关系。

2）部分CO2排放源排放浓度较高

石油石化生产过程部分工艺CO2排放浓度较高[2]，例如煤制氢过程、乙二醇生产、丙烯腈生产、甲醇生产等，高浓度CO2排放源作为具有潜在可回收价值的资源，不仅是一种污染排放源更是一种资源浪费。这种排放源的资源性体现在化工生产过程无不消耗了大量能量将CO2得以提纯，例如低温甲醇洗过程的制冷能耗，煤化工过程煤气化工艺的空气分离能耗，乙二醇过程碳吸收塔溶剂再生能耗等。因此高浓度CO2排放不仅是污染排放，实质更是CO2富集过程的能量浪费。

3）CO2分离纯化技术多样化

石油石化生产过程中包括了大量分离CO2的工艺，针对不同的工艺装置其分离方法存在差异。一般制氢过程采用PSA技术分离氢气和脱附气，乙二醇生产过程采用碳酸钾溶液的吸收解吸工艺分离CO2与工艺气，甲醇生产过程采用低温甲醇洗技术分离变换气，燃煤锅炉的烟道气采用碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage）技术分离CO2。各种分离工艺的成本有一定差别，但分离工艺的确定往往依据分离任务和分离原料气的组分。

4）存在高价值温室气体排放

在油田伴生气、试油试气、原油集输等环节存在甲烷排放，加强甲烷气回收不仅可以降低温室气体排放，同时会产生较大的经济价值。石油石化企业应加强管道储运设施日常巡护管理，优化管道运行，合理安排作业时间，减少施工期间甲烷排放；对采气、试气过程中的天然气以及套管气、油罐气应进行回收利用。

双极板需要较大的机械强度来承受燃料电池组件的夹紧力。根据三点弯曲试验以确定弯曲模量和机械强度。图4显示了弯曲试验的结果。“有碳纤维织物”和“无碳纤维织物”样品的弯曲强度高于DOE目标值34 MPa。然而,有碳纤维织物试样通常比没有碳纤维织物的试样具有更低的弯曲强度和弯曲模量,带有碳纤维织物的断裂试样表明只有试样的一面被破坏。对于没有碳纤维织物的样品,在85 ℃下浸泡300 h的样品的弯曲模量分别比在干燥和室温条件下的弯曲模量低24%和10%。试样在85 ℃下浸泡300 h后,试样的弯曲强度比干燥试样和室温试样的弯曲模量分别降低了34%和10%。

5）存在高GWP值温室气体排放

IPCC公布的六种温室气体的温室效应差别较大，通常以全球暖化潜值（GWP）表征，例如N2O的GWP为298，石油石化生产过程存在GWP较高的温室气体排放，例如己内酰胺、硝酸、己二酸等生产过程。

3 石油石化企业应对气候变化战略分析

长期以来，石油石化行业作为提供道路交通燃料、大宗基础化工原料和生活消费品的国民经济命脉产业，在满足国家重大战略需求和改善人民生活方面做出了历史性贡献，面向未来，我国将加快建设现代化经济体系，石油石化行业更应在执行国家全球生态系统治理的实践中承担相应责任[3]，制定石油石化企业的应对气候变化战略，其内容应从三个层面把握。

3.1 基础层面

通过碳盘查、碳标准、碳足迹[4]、碳标签研究及标准化，摸清每个板块、装置、产品、环节和过程的CO2排放量，积极参与碳信息披露项目（CDP），开展前瞻概念下的碳排放计算，识别CO2的减排和利用机会，为挖掘自身减排潜力和发现减排成本奠定基础，参与制定石化产品碳排放限额标准。2013年全国试点碳市场建立以来，部分石油石化企业开展了全系统的碳盘查工作，在强化企业绿色低碳意识的同时，获取了企业温室气体排放的基础信息，但部分企业的碳盘查工作及方法标准要早于国家发改委《中国石油化工生产企业温室气体核算方法与报告指南》（发改办气候[2014]2920号），因此两者在温室气体核算方法和排放量上存在略微差异；同时企业碳盘查工作仅是对企业法人边界的温室气体进行量化，对产品的全生命周期碳足迹评价开展较少。通过基础层面工作强化企业绿色低碳意识，形成积极迎接和应对低碳发展趋势的思想共识和认知动力。

3.2 商业运行层面

通过参与国家碳市场建设和碳交易、开发CCER和CDM项目、强化企业碳资产金融及绿色气候金融管理，为石油石化企业在未来碳市场交易中赢得主动、保证石化产业发展具备充足的碳配额奠定基础。

碳市场机制是运用经济手段实现碳减排目标的重要工具，已成为大多数国家实现减排目标的政策选择，建立碳市场交易机制，通过赋予排放权以价值，不仅可以促使企业发现自身减排成本，并且通过自身减排成本与碳价比较制定相应减排策略，为减排成本较低的企业承担更多的减排量提供利益保障，不仅有利于降低全社会的减排成本，同时为低碳产业成为拉动经济增长新引擎提高保障。

2013年我国建立7个试点碳市场，未来将建立全国统一的碳交易市场，石油石化企业应积极参与制定全国碳市场下炼油、化工等产品的配额分配方法[5]，使碳市场在促进石油石化产业结构调整、提质增效和良性发展的过程中起到相应促进作用；同时，使石油石化企业的战略发展和商业运营不因配额的制约而受到限制，通过碳资产管理实现碳经济价值最大化，真正使碳资产管理服务于公司发展战略和发展目标的实现。

3.3 实质减排层面

4 石油石化企业应开展碳利用分析

基于现有的技术水平下，大多数CO2的实质减排和资源化利用项目的投资收益尚不能形成商业竞争力，相比于民营企业和外资企业，石油石化企业作为关系国家安全和国民经济命脉的主要行业和关键领域，应当积极承担国家的生态治理责任，在满足国家重大战略需求的领域内，提前研发和储备相关技术，并且通过技术创新提高CO2资源化利用的经济竞争力，使今天的研发投入转化成未来的竞争优势。

石油石化企业开展CO2资源化利用的优势有两方面。一是具有化学品生产的技术优势。国际化工公司通过经营气体产品占据了产业链前端，例如林德公司和法液空公司是世界顶级的气体经营技术商，国内也有大量企业经营液体、气体CO2业务，石油石化企业的生产过程存在高浓度CO2排放，作为化学品生产商，具备开展CO2销售和制备化学品的相关资源和技术优势，应积极通过延伸产业链拓展企业价值链。二是高浓度CO2排放可降低资源化利用成本。烟道气的CO2的捕集技术相对成熟，石油石化企业生产过程也存在大量高浓度CO2排放，以此为基础进行CO2资源化利用可以降低CO2生产化工品的原料成本。

利用CO2作为替代原料生产高附加值化工品，不仅要考虑目的产品的价值（例如甲醇、乙二醇、碳酸乙烯酯等的市场价格），更重要的是要评价生产目的产品的原料成本在生产成本中的比重，若现有原料成本较高，那么利用CO2作为替代原料则具有经济推广的可能性，同时还应考虑全生命周期净减排问题；CO2资源化利用的关键制约瓶颈在于廉价能量来源或廉价氢气的制备技术；可结合我国西北地区的风电、太阳能发电上网消纳难的问题，利用风电或光电通过电解制备氢气，并利用煤化工CO2制备化工品。

5 结论

应对气候变化作为我国全球治理实力的重要体现，石油石化企业应当积极践行绿色低碳战略，考虑全球温升不超过2℃条件下的战略发展路径。石油石化企业温室气体排放数量大、部分工艺CO2排放浓度较高、CO2分离纯化技术多样化、存在高价值和高GWP的温室气体排放。石油石化企业应对气候变化的战略制定应在基础层面形成积极迎接和应对低碳发展趋势的思想共识和认知动力；商业运营层面使其战略发展和商业运营不因配额的制约而受到限制；实质减排层面应为支撑国家2030年碳排放量达到峰值和全球平均温升不超过2℃的目标实现做出实质贡献。由于生产过程存在高浓度CO2排放，石油石化企业作为化学品生产商，具备开展CO2销售和制备化学品的相关资源和技术优势，应积极通过延伸产业链拓展企业价值链。

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