□ 李雪靜
加快從煉油大國向煉油強國的轉(zhuǎn)變步伐
□李雪靜
必須抓住當(dāng)前新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的有利時機,瞄準(zhǔn)世界前沿,通過技術(shù)創(chuàng)新支撐煉油產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型變革,向高端邁進。
我國煉油工業(yè)快速發(fā)展,自2006年成為僅次于美國的世界第二大煉油國家,截至2015底,煉油總能力達(dá)到7.1億噸/年,成品油產(chǎn)量達(dá)到3.4億噸,形成以中國石化、中國石油為主,中國海油、中國化工、中化、中國兵器等其他央企加快發(fā)展,山東地?zé)捬杆贁U張的多元化市場主體。建成23座千萬噸級煉廠,其中茂名石化、鎮(zhèn)海煉化、金陵石化和大連石化的煉油能力均超過2000萬噸/年,進入世界最大煉廠行列。
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展步入新常態(tài),經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級,增長從要素驅(qū)動、投資驅(qū)動轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動。我國煉油工業(yè)必須與經(jīng)濟增長新常態(tài)相適應(yīng),加快從煉油大國向煉油強國的轉(zhuǎn)變步伐。煉油工業(yè)既存在油品需求持續(xù)增長、我國城鎮(zhèn)化進程加快、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級推動創(chuàng)新驅(qū)動帶來的巨大發(fā)展空間,也必須面對原油價格波動加劇、煉油能力過剩嚴(yán)重、環(huán)保要求趨嚴(yán)、市場競爭激烈等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何抓住發(fā)展機遇,應(yīng)對各種挑戰(zhàn),實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)變革和轉(zhuǎn)型升級,是我國煉油工業(yè)必須重點考慮的關(guān)鍵問題。
當(dāng)前全球煉油能力增速放緩,2015年達(dá)到44.74億噸/年,比2014年略增1.73%,新增能力絕大部分來自亞洲和中東。預(yù)計未來5年的計劃新增能力即能滿足至2035年的油品增長需求。2015年全球煉廠平均開工率達(dá)到82.1%,其中美國達(dá)到89%,而我國的煉廠開工率只有75%。
按煉油產(chǎn)業(yè)82%的合理開工率估算,我國目前過剩能力約為9000萬噸/年。預(yù)計中國到2020年煉油能力將達(dá)到8.6億噸/年,而原油加工量要求控制在6億噸/年之內(nèi),屆時開工率只有70%,能力將嚴(yán)重過剩。去產(chǎn)能已成為我國煉油行業(yè)供給側(cè)改革的重要方面。
我國煉油能力的過剩本質(zhì)上仍是一種結(jié)構(gòu)過剩。主要表現(xiàn)為落后產(chǎn)能過剩、區(qū)域布局不平衡及裝置結(jié)構(gòu)不合理。落后產(chǎn)能的過剩,是指近年來地?zé)捚髽I(yè)的煉油能力增長很快(2015年已達(dá)到2.58億噸/年,占全國份額的32%),雖然部分煉廠進行了升級改造和淘汰落后產(chǎn)能,但仍有很大一部分煉廠規(guī)模小、技術(shù)落后、油品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。中國石化、中國石油等國有企業(yè)2015年煉廠開工率達(dá)到86%,而地?zé)捲?015年下半年原油進口權(quán)和進口原油使用權(quán)“兩權(quán)放開”的情況下煉廠開工率雖有所上升,仍只有32%左右。
區(qū)域布局不平衡是指我國西北地區(qū)、東北地區(qū)煉能過剩、產(chǎn)品需求過剩,而西南、東部等地?zé)捘懿蛔恪a(chǎn)品需求不能完全滿足,成品油流向仍呈現(xiàn)“西油東進、北油南運及東油向西南推進”的格局。裝置結(jié)構(gòu)不合理,是指煉廠二次加工能力配置不合理,加氫裝置比例低,烷基化、催化重整等高辛烷值汽油組分生產(chǎn)能力不足,無法全面滿足更高標(biāo)準(zhǔn)油品生產(chǎn)的需求。
煉油產(chǎn)能過剩的化解需要政府和煉油企業(yè)雙方的共同努力。政府方面要科學(xué)規(guī)劃,嚴(yán)格監(jiān)管,嚴(yán)控規(guī)劃以外煉油項目的建設(shè),抑制增量,強化環(huán)保、安全、節(jié)能等指標(biāo)約束條件,優(yōu)化存量發(fā)展,繼續(xù)關(guān)停淘汰落后產(chǎn)能。煉油企業(yè)要提高現(xiàn)有裝置的技術(shù)水平,加快質(zhì)量升級,提升競爭力;積極開拓國際市場,增加油品出口量,轉(zhuǎn)移國內(nèi)產(chǎn)能過剩的壓力,重點出口國內(nèi)過剩的柴油產(chǎn)品;利用我國成熟的技術(shù),在國外有市場前景的國家投資或合資建廠,提高國際化水平;也可考慮企業(yè)的兼并重組,壓縮過剩產(chǎn)能,淘汰落后產(chǎn)能、促進轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)產(chǎn)。
我國大力推進實施的“一帶一路”戰(zhàn)略為煉油業(yè)化解國內(nèi)產(chǎn)能過剩、加快煉油業(yè)“走出去”步伐提供了發(fā)展機遇。可根據(jù)沿線各國煉油產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場特點,針對性地采取包括成品油出口、在國外獨資或合資興建煉廠、轉(zhuǎn)讓出口煉油技術(shù)和催化劑產(chǎn)品、工程承包和建設(shè)、煉廠運營維護、裝備設(shè)備出口、金融投資等多種靈活方式,與沿線國家實現(xiàn)互利共贏。
□ 武漢乙烯55萬噸/年裂解汽油加氫裝置裂解爐。付松 攝
近年來,隨著全球油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格和我國汽車尾氣排放對大氣污染的影響日益增加,我國油品標(biāo)準(zhǔn)向國際先進水平靠攏的步伐明顯加快。我國已從2014年起全面執(zhí)行國4汽油標(biāo)準(zhǔn),從2015年起全面執(zhí)行國4柴油標(biāo)準(zhǔn)。自2016年1月起供應(yīng)國5標(biāo)準(zhǔn)車用汽柴油的區(qū)域從京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域內(nèi)重點城市擴至整個東部地區(qū)11個省市全境。將全國供應(yīng)國5標(biāo)準(zhǔn)車用汽柴油的時間由原定的2018年1月,提前至2017年1月。北京、上海及江蘇、廣東等一些具備條件的地區(qū)已提前實施國5標(biāo)準(zhǔn)。
為進一步加快油品質(zhì)量升級步伐,國家能源局于2016年6月23日面向公眾征求對起草的國6車用汽油和車用柴油標(biāo)準(zhǔn)的意見,預(yù)計自2019 年1月1日起在全國范圍內(nèi)執(zhí)行國6標(biāo)準(zhǔn)。北京市也已發(fā)布了號稱世界最先進標(biāo)準(zhǔn)的京6車用汽油和車用柴油標(biāo)準(zhǔn)的征集意見稿,計劃自2017年12月開始實施京6標(biāo)準(zhǔn)。一旦我國國6油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布,在主要技術(shù)指標(biāo)上將達(dá)到歐洲現(xiàn)階段車用汽柴油的質(zhì)量要求,在個別技術(shù)要求上甚至優(yōu)于現(xiàn)行的歐盟標(biāo)準(zhǔn),油品標(biāo)準(zhǔn)整體將達(dá)到世界先進水平。
我國煉油企業(yè)可以根據(jù)油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)升級的趨勢,分析具體指標(biāo)的降低情況,借鑒歐美生產(chǎn)低硫/超低硫清潔燃料的實踐經(jīng)驗,制定切實可行的應(yīng)對措施。對汽油生產(chǎn)來說,必須考慮脫硫、降烯烴、降苯、降芳烴、增加高辛烷值汽油組分比例,提高辛烷值,必須依靠加氫處理、烷基化、異構(gòu)化和催化重整技術(shù)。對柴油生產(chǎn)來說必須脫硫、降芳烴和提高十六烷值,必須依靠加氫處理技術(shù)。加氫處理裝置是實現(xiàn)清潔油品生產(chǎn)的核心裝置,我國加氫裝置與歐美等國家相比比例低,能力小,首先需要進一步提高加氫裝置能力。在清潔燃料生產(chǎn)新技術(shù)應(yīng)用方面,在我國以催化裂化裝置為主生產(chǎn)汽油的情況下,采用催化汽油加氫脫硫工藝來降低汽油硫含量,加工高硫原油的煉廠還可適度發(fā)展催化裂化汽油原料加氫預(yù)處理。大力發(fā)展催化重整和烷基化、異構(gòu)化,增加高辛烷值汽油組分。進一步提高柴油深度脫硫、脫芳烴、加氫裝置的能力,發(fā)展加氫裂化,生產(chǎn)清潔柴油。同時采用高活性、高選擇性的汽柴油加氫催化劑和性能更加優(yōu)異的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件,提高裝置清潔燃料品質(zhì)。
隨著汽車保有量的快速增加和航空業(yè)的快速發(fā)展,汽油、煤油消費呈現(xiàn)平穩(wěn)較快增長的態(tài)勢;受經(jīng)濟增速減緩及工礦企業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)疲軟和物流運輸業(yè)整體呈下行走勢,柴油消費增速明顯降低,柴汽比進入下行通道。消費柴汽比由2005年最高點2.26下降到2015年1.5,生產(chǎn)柴汽比從2.1下降到1.49;2016 年1~5月消費柴汽比已降至1.46。預(yù)計到2020年消費柴汽比要降低到1。目前我國煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與市場需求存在偏差,主要體現(xiàn)在汽油、航煤需求增長,而柴油產(chǎn)能過剩。煉油發(fā)展要適應(yīng)市場的變化,必須優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低生產(chǎn)柴汽比。
降低柴汽比可考慮如下措施:充分發(fā)揮催化裂化裝置的原有功能,優(yōu)化催化裂化增產(chǎn)汽油方案,擴大催化裂化裝置進料,提高裝置負(fù)荷。具體措施包括通過減壓深拔、減一線和減二線增加直餾蠟油餾分,直餾柴油進催化裂化;調(diào)整操作,使蠟油加氫處理裝置多產(chǎn)催化裂化原料,如調(diào)整分餾系統(tǒng),停用分餾塔底重沸器和中段回流,停止分餾塔側(cè)線柴油抽出,使加氫柴油全部隨蠟油進催化裂化裝置;提高催化汽油終餾點,重整汽油重餾分進催化裂化回?zé)?。增加烷基化、異?gòu)化、輕汽油醚化、甲基叔丁基醚等清潔汽油組分產(chǎn)能。多產(chǎn)航煤和潤滑油基礎(chǔ)油等高附加值產(chǎn)品。對煉化一體化企業(yè),減少直餾石腦油進乙烯裝置,適當(dāng)增加直餾柴油作為乙烯原料。將催化柴油及循環(huán)油等劣質(zhì)柴油轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油組分和芳烴產(chǎn)品,減少柴油產(chǎn)量。同時在有經(jīng)濟效益的前提下還可擴大柴油出口量。
從我國“富煤缺油少氣”資源稟賦及對國外原油依存度的逐年上升和能源結(jié)構(gòu)向低碳能源的轉(zhuǎn)變趨勢上來看,近年來以車船用天然氣燃料、電動車、生物燃料等交通替代燃料和非石油基燃料動力形式在我國發(fā)展較快,已對傳統(tǒng)的石油基燃料產(chǎn)生一定的影響。目前我國交通用替代燃料替代常規(guī)石油約2000萬噸,占全國汽柴油消費量的6.5%。按照政府規(guī)劃,到2020年我國將形成交通替代能源對石油替代能力4000萬噸以上,估計占當(dāng)年石油基燃料(4億噸)的10%。另根據(jù)BP公司對中國的預(yù)測,到2035年,石油在交通能源中的份額仍占86%,余下的14%份額屬于電、天然氣、煤炭和生物燃料。
為加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,保障國家能源安全,國務(wù)院辦公廳于2014年11月發(fā)布《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014~2020年)》,強調(diào)要積極發(fā)展交通燃油替代。要加強先進生物質(zhì)能技術(shù)攻關(guān)和示范,重點發(fā)展新一代非糧燃料乙醇和生物柴油,超前部署微藻制油技術(shù)研發(fā)和示范。加快發(fā)展純電動汽車、混合動力汽車和船舶、天然氣汽車和船舶,擴大交通燃油替代規(guī)模。2012年7月國務(wù)院印發(fā)的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020年)》提出,到 2020年新能源汽車生產(chǎn)能力達(dá)到200萬輛,燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國際同步發(fā)展。
在交通燃料替代中,需要重點關(guān)注的是電動汽車、天然氣汽車和生物燃料。在一系列密集出臺的國家政策的鼓勵和推進下,我國電動汽車自2014年以來進入“井噴”發(fā)展時期,2015年新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到38.7萬輛,比上年增加318%。其中純電動汽車占比達(dá)到77.3%,插電式混合動力占比22.7%。截至2015年底,我國電動汽車保有量46.2萬輛,占我國汽車保有量(約1.7億輛)的0.27%。按照我國規(guī)劃,到2020年電動汽車產(chǎn)銷量要達(dá)到500萬輛。新增集中式充換電站超過1.2萬座,分散式充電樁超過480萬個。
在天然氣汽車的發(fā)展上,中國已成為全世界天然氣汽車保有量第一大國,2010~2015年,天然氣汽車保有量從110萬輛迅速上升至約500萬輛,年均增長率超過40%。從生產(chǎn)的天然氣汽車類型看,既能以汽油又能以天然氣提供動力的雙燃料車型占絕大多數(shù),其中以小型乘用車為主。純天然氣汽車則以LNG客車和LNG卡車等營運類車輛為主。由于天然氣燃料的低碳低排放,應(yīng)用范圍今后還將向船用燃料拓展。生物燃料也是政府大力支持發(fā)展的替代燃料品種,2010~2015年,我國生物燃料年產(chǎn)量從60萬噸迅速上升至約248萬噸,年均增長率超過28%。根據(jù)規(guī)劃,力爭到2020年,生物質(zhì)燃料乙醇規(guī)模達(dá)500萬噸,生物柴油200萬噸。
綜合各種機構(gòu)的預(yù)測和交通燃料的替代前景來看,石油在交通能源中的主導(dǎo)地位在未來較長一段時間不會改變,交通替代燃料作為補充能源的形式將長期存在。并且交通替代燃料的發(fā)展在目前持續(xù)低油價的背景下,其發(fā)展速度還將受到抑制。替代燃料的發(fā)展對傳統(tǒng)的煉油業(yè)會產(chǎn)生一定的沖擊,但在中短期內(nèi)影響程度較小。但其發(fā)展為煉油業(yè)帶來新的發(fā)展機遇和產(chǎn)業(yè)變革的推動力。煉油業(yè)可充分利用自身技術(shù)發(fā)展成熟、裝置設(shè)施完善、加工手段齊全、加油站網(wǎng)絡(luò)遍布全國的優(yōu)勢,推動產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化和延伸,促進能源多元化、清潔化、高效化,保障國家能源安全。具體措施包括推動建設(shè)天然氣加氣站、電動車充電站和充電/加油一體站,開展新型儲能材料的研制,開發(fā)汽車輕型化材料,繼續(xù)推進先進生物燃料的研究等。
科技創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)做強做大和可持續(xù)發(fā)展的根本保證。必須抓住當(dāng)前新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的有利時機,瞄準(zhǔn)世界前沿,通過技術(shù)創(chuàng)新支撐煉油產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型變革,向高端邁進。能源行業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,將不再只是對傳統(tǒng)技術(shù)的升級換代,而更多的是跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的技術(shù)集成與融合。
我國政府也高度重視能源技術(shù)的創(chuàng)新,在2016年6月1日發(fā)布了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016~2030年)》,明確了我國能源技術(shù)革命的總體目標(biāo):到2020年,能源自主創(chuàng)新能力大幅提升,一批關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破,能源技術(shù)裝備、關(guān)鍵部件及材料對外依存度顯著降低,我國能源產(chǎn)業(yè)國際競爭力明顯提升,能源技術(shù)創(chuàng)新體系初步形成;到2030年,建成與國情相適應(yīng)的完善的能源技術(shù)創(chuàng)新體系,能源自主創(chuàng)新能力全面提升,能源技術(shù)整體達(dá)到國際先進水平,支撐我國能源產(chǎn)業(yè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展,進入世界能源技術(shù)強國行列。行動計劃還部署了煤炭無害化開采技術(shù)創(chuàng)新、非常規(guī)油氣和深層、深海油氣開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新、煤炭清潔高效利用技術(shù)創(chuàng)新等15項重點任務(wù)。其中與煉油、石化和交通燃料替代相關(guān)的包括非常規(guī)油氣開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新、二氧化碳捕集利用與封存技術(shù)創(chuàng)新、氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新、生物質(zhì)能利用技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能與能效提升技術(shù)創(chuàng)新、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新等6項任務(wù)。
綜合世界煉油技術(shù)發(fā)展趨勢和國家能源技術(shù)發(fā)展方向,我國煉油行業(yè)在繼續(xù)做好催化裂化、加氫裂化、加氫精制等傳統(tǒng)主流工藝技術(shù)的升級換代基礎(chǔ)上,更要著力開展創(chuàng)新性技術(shù)的研發(fā)。針對煉化過程中的原子經(jīng)濟反應(yīng)及分子管理要求,開發(fā)新結(jié)構(gòu)分子篩、等級孔氧化鋁、納米金屬硫化物、金屬有機骨架材料(MOFs)等的合成技術(shù),為煉油技術(shù)的新跨越奠定催化劑基礎(chǔ)。積極介入對各種能源利用形式的研究開發(fā)利用,如天然氣、生物質(zhì)能源、電能、太陽能等。繼續(xù)做好先進生物燃料的研究及纖維素乙醇的技術(shù)儲備;密切關(guān)注電動汽車的發(fā)展,適時在交通工具的儲能/儲電技術(shù)、氫燃料電池、鋰離子電池、薄膜電池等方面開展技術(shù)調(diào)研和基礎(chǔ)研究,在提高太陽能轉(zhuǎn)化效率的一些新型材料方面也可以開展技術(shù)調(diào)研和基礎(chǔ)研究,如鈷氧化物和鈦氧化物納米結(jié)構(gòu)、光催化劑等領(lǐng)域。密切關(guān)注我國頁巖油氣開發(fā)進展和美國頁巖油氣出口動向,適時開展頁巖油氣的加工處理技術(shù)的研發(fā),為能源接替和長遠(yuǎn)發(fā)展提供技術(shù)保障。從戰(zhàn)略角度研究煉油工藝的革命性技術(shù)創(chuàng)新,如分子煉油、新型分離反應(yīng)工程、油煤/油煤氣混煉等,引領(lǐng)和推進煉油行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(作者單位:中國石油石化研究院)