“双碳”目标下能源企业转型需要颠覆性思维——清华五道口碳中和经济论坛综述

□ 本刊记者 闫坪卉

当前，碳减排成为全球共识。中国是能源消费大国，“双碳”目标的提出，加速了能源转型进程，也加快了我国石油、天然气消费达峰的步伐。面临“双碳”目标新要求和能源转型大趋势，能源企业如何加快推进减排减碳、转型发展？9月16日，在以全球碳中和与能源变革为主题的清华五道口碳中和经济论坛上，来自政府部门、国际组织、大型能源企业和金融集团的众多专家提出真知灼见。

中国石化总经理马永生受邀发表主旨演讲，表示为实现“双碳”目标，中国石化将大力实施绿色洁净发展战略，积极推进化石能源洁净化、洁净能源规模化、生产过程低碳化，引领我国能源化工行业低碳转型。

油气行业发展路径渐趋清晰

“双碳”目标下能源低碳化转型将显著加快，油气行业发展路径渐趋清晰，加快打造绿色油气田、绿色炼化产业、绿色储运体系、绿色技术支撑将成为油气行业迈向绿色低碳发展的重要路径。

从保障国家能源安全角度看，未来需要持续加大勘探开发力度，不断提升油气供给能力。在这一过程中，要着力打造绿色油气田，加大控碳减碳降碳力度。大力提升勘探开发技术和装备水平，通过节能提效、降低能耗实现减碳；减少并最终避免甲烷等温室气体排放，积极开发分布式风电、光伏和地热资源。

马永生在论坛上说，在推进碳中和过程中，我国炼化产业将面临更加严格的碳约束，要加快培育绿色低碳核心竞争力。加快提升炼化行业集中度，推进大型化、一体化、基地化、集约化产能建设，严格行业能耗和排放标准，坚决淘汰落后产能；提高能源资源梯次利用和循环利用水平，建设智慧炼厂，实现智慧化管控和节能增效；加速炼化产业用能结构调整，推动“气代煤”、电动化，加强绿氢供应，推进减排降碳；加强石化产品循环利用体系构建，加大塑料等石化产品的回收利用力度。

随着我国“双碳”目标任务深入推进，打造绿色储运体系的重要性更加凸显。国内外大型油气储运企业针对天然气管输过程中甲烷逃逸，已普遍建立起有效的一体化管控体系。未来应积极优化油气储运设施布局，加强智慧管网建设，完善储运设施建设标准，推进储运核心技术攻关，进一步减少油气储运过程中的甲烷逃逸。

同时，随着化石能源需求峰值点的前移，油气行业转型升级压力加大。应大力开发推广先进适用的低碳零碳负碳技术，打造绿色技术支撑，建立绿色低碳竞争力。加大节能技术研发力度；研究氢能制运储销全产业链技术，重点解决好可再生能源制绿氢的成本问题，尽快找到可行的商业模式；加强低成本二氧化碳捕集技术研发，推进以二氧化碳为原料生产化工产品和高端材料的技术研发。

实现碳中和需要打开想象空间

中国工程院院士、清华大学化学科学与技术研究院院长金涌在论坛上说，碳中和就是要把二氧化碳回收、利用、埋藏。中国要在30年内从全球最大碳排放量降至净零排放，还要保持经济高质量发展，难度极大，最重要的手段就是创新，颠覆原有思维，打开想象空间。

资源循环利用时代，物质是不灭的，只要有能量，就可以把使用过的低品位资源重新变成高附加值资源，实现碳在材料中循环利用。化工领域要跨学科发展，与生物、物理、信息等专业结合，形成产业之间的融合，实现指数型发展，制造先进的材料。

零碳电力供应完全可以实现。光伏和风电资源是无限的。目前，光伏发电和风力发电的成本下降非常快，但是很不稳定，需要与储能相配合。可再生能源加上储电技术，就是人类未来能源的解决方案，这是全世界的共识。

实现碳中和需要打开想象空间。比如为了解决光伏发电不稳定、储电价格高的问题，可以搭建一个洲际电网，实现太阳能的长时间平衡。我们不妨多开动脑筋，一些现在认为不可能的事，在40年后也许就成为可能。

金涌说，当前的最大问题是储电。可移动、最好的储电方式就是锂电池。随着碳纳米管、石墨烯等新材料研发应用，中国电池行业能够实现世界领先。

要把碳留在材料里

谈到原油的出路在哪里的问题时，金涌表示，传统的炼化技术，原油大概80%制成汽柴油，只有20%制成乙烯、丙烯、甲苯、二甲苯等材料。到2060年，电动汽车全面投用，汽柴油需求量将大幅下降，就要颠覆现有的产品结构，80%要制成材料，留20%制造燃料。目前，清华大学正在研究此方面技术，可以产出接近70%的材料类产品。

现在我国每年炼制6亿～7亿吨原油，但石化材料最主要的产品聚乙烯的产量只有3000万吨，每年我国聚乙烯进口量超过1000万吨。产品结构调整后，原油中的碳就可以作为物质存在于材料中。

煤的出路在哪里？目前，煤制油、煤制烯烃产能规模都达到千万吨级，但从“双碳”目标角度看，由于二氧化碳排放多、水耗大，利用方式不合理，已不可能再发展了，必须找到新的方式。

煤的出路在于火电调峰。煤如果分质利用，碳变成半焦，可用来发电，碳氢化合物可利用燃气轮机发电。这样，一来可提高能源利用效率，二来可实现调峰。到2060年，中国可能还保存一部分火电用来调峰。

碳本身也是还原剂，半焦加热到一定温度，就会把二氧化碳还原成一氧化碳，来制造化工产品。这样一来，半焦就变成碳汇，能够处理二氧化碳了，这就是颠覆性思维。

中国非常需要乙醇，但没有那么多富余粮食用来制乙醇，可以通过一氧化碳与厌氧梭菌反应制乙醇，国内已建成两套4.5万吨/年的装置，而且副产5000吨/年的生物蛋白饲料，把无机碳变成了有机碳。乙醇脱水后就是乙烯，再聚合后就是丁二烯，可用来制造塑料、橡胶纤维。

未来40年，关于煤化工如何不烧煤，而是把煤变成材料，还会有很多新的技术出现。

天然气的发展方向是什么？目前，天然气主要作为居民燃料使用，但用天然气烧一壶开水热量利用率大概只有30%，而使用电热壶烧水基本可实现热量完全利用。天然气（主要是甲烷）中每有1个碳原子，就有4个氢原子，是最好的碳汇，可以跟二氧化碳反应制氢。金涌说，天然气更适用于工业生产，热化学转电化学是转型的重要方向。安排好氢元素和碳元素的自然代谢、工业代谢、社会代谢，重新规划两个元素的使用，任重道远。

如何不让二氧化碳上天？森林可吸收大量二氧化碳，但大量落叶腐烂，产生的甲烷气变成碳源，种树不是最终解决方案。目前，清华大学在探索秸秆、农林废弃物等通过加工转化为生物碳，这类生物碳是最好的碳吸附剂，可以改善土壤。清华大学还在探索利用地球上大量存在的硅酸盐与氯化铵、二氧化碳通过一系列反应生成碳酸钙，把二氧化碳变成可用于造纸和塑料的纳米级石头，实现碳不上天。