中國石化低碳化轉型的路徑及方向分析

羅 萍

（中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京 102206）

“碳中和”是指在一定時期和一定區(qū)域內社會經濟活動所排放的溫室氣體總量可以完全被節(jié)能減排所抵消。為實現全球碳中和目標，中國不斷向清潔低碳能源邁進，為全球能源轉型做出貢獻。中國石化擔負著能源化工企業(yè)的重大使命，為了實現我國的碳中和愿景，提出了低碳轉型的方向。

1 國內外能源發(fā)展趨勢

1.1 全球能源發(fā)展趨勢

全球能源消費需求持續(xù)增長，預計2050年將增至28.7 Gt標煤。在碳減排的壓力下，綠色低碳能源需求將不斷上升，預計到2030年非化石能源和可再生能源等綠色低碳能源需求不斷上升，占比將達到45%，2050年天然氣將發(fā)展為全球第一大能源［1］。《油氣工程技術2035年發(fā)展戰(zhàn)略研究》課題顯示，2040年全球能源結構為煤占22%、油占28%、氣占25%、可再生能源占20%。

1.2 中國能源發(fā)展動向

我國一直高度重視低碳能源的發(fā)展，堅決實施能源安全新發(fā)展戰(zhàn)略：推動能源消費革命，強化能耗強度控制；推動能源供給革命，大力推進石化能源清潔高效利用，優(yōu)先發(fā)展可再生能源；推進能源技術革命，構建綠色能源技術創(chuàng)新體系；推動能源體制革命，推進能源價格改革；加強國際合作，共建“一帶一路”能源綠色可持續(xù)發(fā)展［2］。未來能源政策注重清潔低碳，注重綠色低碳轉型，注重美麗中國的建設。相繼推進的“礦業(yè)權制度改革”“油氣體制改革”“天然氣管網改革”等政策的目的就是為了加快和規(guī)范我國天然氣開采，形成能源供給的多元化格局。

2 中國石化低碳化轉型路徑分析

2.1 上游低碳化發(fā)展存在的問題

2.1.1 油氣資源低碳化受成本制約

油氣資產結構現狀制約低碳化發(fā)展。根據各大公司年報統(tǒng)計，2020年中國石化的天然氣產量在油氣總產量中占比為39%，較2015年提高13個百分點。隨著勘探程度的提高，高成本原油占比逐漸提高，2019年中國石化高成本的化學驅原油、熱采稠油和特高含水（含水質量分數高于90%）的原油產量占總產量的42%。5年期間油氣勘探開發(fā)成本（勘探開發(fā)支出／新增SEC儲量）滑動平均為35.52美元／桶，雖同比下降了30%，但與中國石油（27.93美元／桶）、中國海油（15.49美元／桶）相比，勘探開發(fā)成本仍然較高，能源效率較低。

2.1.2 新能源業(yè)務發(fā)展剛起步

中國石化新能源業(yè)務體量小，截至2019年資產近50億元，僅占集團總資產的0.25%，且與油氣業(yè)務的全產業(yè)鏈優(yōu)勢相比，體現出業(yè)務分散、創(chuàng)效能力不足等缺點。在地熱方面，累計建成供暖能力5.565×107m2，分布于資源較好的冀、晉、陜、豫、魯的等地區(qū)，已取得河北雄縣、天津寧河、山西太原、河南清豐、陜西咸陽等20多個優(yōu)質地熱區(qū)域的開發(fā)權，與6個省、24個市、61個縣（區(qū)）簽訂合作協議。地熱發(fā)電累計116 MWh，裝機容量15 MW；太陽能累計發(fā)電共208 MWh，并網光伏發(fā)電裝機容量88.8 MW。光伏、風電產業(yè)已過政策扶持期，后續(xù)整個產業(yè)鏈的發(fā)展可能會有一定收縮。

2.1.3 低碳化轉型存在技術瓶頸

復雜油氣藏、剩余油氣挖潛、深水和非常規(guī)油氣勘探開發(fā)將成為未來中國石化油氣勘探開發(fā)的主要陣地。陸相隱蔽、致密碎屑巖、海相、山前帶、海域等油氣藏對開采及石油工程技術提出了更高要求。天然氣領域特深層油氣勘探突破，深層和常壓頁巖氣效益開發(fā)，致密油氣儲量有效動用，酸性氣剩余氣分布、控水、控硫等提高采收率的技術方法，延長老油田經濟開發(fā)壽命期，降低勘探開發(fā)成本等方面的關鍵技術需要進一步攻關。在新能源領域，太陽能發(fā)電、氫燃料電池、動力電池、儲能技術、風力發(fā)電等新領域，缺乏核心研究成果的積累，尚未形成具備核心競爭力的關鍵技術或裝備，開拓新市場的內生動力不足。

（1）勘探方面。①特超深層碳酸鹽巖領域。經歷多期擠壓、拉張、走滑作用疊合機制及控制作用，成藏認識對勘探引領作用還需加強，針對超深層、超高溫、超高壓的物探-地質儲層預測技術，安全、優(yōu)快鉆井及配套技術和裝備有待研究。②復雜山前帶領域。缺乏有效的目標識別與預測技術方法，復雜高陡構造的優(yōu)快鉆井、完井測試技術亟待攻關。③致密碎屑巖領域。有效薄儲層識別、甜點預測技術仍需要攻關完善。④東部斷陷盆地隱蔽油氣藏領域?？碧綄ο箅[蔽復雜，勘探類型由常規(guī)逐漸變?yōu)椤俺Ｒ?guī)+非常規(guī)”并重，剩余油氣的分布情況與各類型油藏控藏因素尚需進一步深入研究。⑤頁巖油氣領域。頁巖氣方面，低成本開發(fā)四川盆地及周緣志留系深層、常壓頁巖氣的條件尚不具備，頁巖氣新層系新區(qū)的資源情況尚待研究；頁巖油方面，有效開發(fā)東部陸相中低成熟度頁巖油的能力還需提高。

（2）開發(fā)方面。①深層、超深層油氣新領域的開發(fā)面臨理論認識和工程技術難題。塔里木盆地順南、順北及川西雷口坡等碳酸鹽巖油氣藏埋深大、壓力高、非均質性強，需要創(chuàng)新完善特深特殊油藏勘探開發(fā)理論認識，攻關和研發(fā)適應性的工程工藝技術及裝備，實現高效開發(fā)。②尚未形成有效、低成本的未動用儲量開發(fā)技術。天然氣、低滲致密油探明未動用儲量普遍具有儲層物性差、儲量品位低、單井產量低、開發(fā)成本高等缺點，亟需攻關、識別與評價、有效控制成本條件下的提高采收率技術，探索有效的難動用儲量管理模式和運行機制，進一步降低開發(fā)成本，實現有效開發(fā)。③大幅度提高油氣藏采收率技術方法仍需攻關。普光等酸性氣田受水侵及硫沉積影響，目前開發(fā)條件下預測采收率為48%～57%，剩余氣分布、控水、控硫等提高采收率技術方法需要進一步攻關；致密氣藏剩余氣分布規(guī)律復雜，目前采收率僅24.7%，需要加強剩余氣定量描述和提高采收率技術攻關；頁巖氣產量遞減快，儲量動用程度和采收率都較低，提高采收率的相關成果與技術較少；塔河縫洞型油藏目前采收率僅15%，需要繼續(xù)發(fā)展完善注水、注氣等提高采收率的技術；稠油油藏目前以蒸汽吞吐熱采為主，但整體采收率低，近80%剩余儲量滯留地下，需要攻關大幅度提高采收率的技術。

2.2 上游低碳化發(fā)展?jié)摿?/h3>

2.2.1 天然氣資源基礎雄厚

“十三五”資源評價結果顯示，天然氣地質資源量為7.225×1013m3，比“十二五”增長18.7%?！笆濉币詠?，天然氣發(fā)展迅速，產量大幅增長，2020年產量達到3.03×1010m3，比2015年增長46.3%。天然氣剩余資源1.96×1013m3，在剩余資源中占比73%，主要分布于四川盆地、鄂爾多斯地區(qū)、塔里木盆地和東海；天然氣資源探明率為11%，目前仍處于儲量快速增長階段［3-5］。

2.2.2 國內天然氣需求強勁

國家加強生態(tài)文明建設對清潔能源需求越來越大，帶動了天然氣消費需求持續(xù)增長。全球液化產能快速增長，供需格局總體寬松，IHS能源咨詢公司預計2025年全球液化能力將達到550 Mt／a，超過消費需求70 Mt／a。中國是最大的天然氣進口國，預計未來5年將成為全球最大的液化天然氣（LNG）進口國。LNG是我國“十四五”期間最現實的增供能源，亞洲現貨價格即將進入5年低位運行期，預計2025年進口量將達到1.28×1011m3。

3 中國石化低碳化轉型方向

2020年，中國石化與國家發(fā)改委能源研究所、清華大學低碳能源實驗室以及國家應對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心簽署合作意向書，率先開展石化行業(yè)碳達峰、碳中和戰(zhàn)略路徑的研究，對于全行業(yè)綠色低碳轉型具有重要的引領示范作用。

2021年1月15 日，中國石化在《“十四五”石油和化學工業(yè)發(fā)展指南》發(fā)布會上，簽署了《中國石油和化學工業(yè)碳達峰與碳中和宣言》，意味著要完成碳達峰和碳中和目標。對能源化工行業(yè)來說，一方面是艱巨的任務與重大的責任，另一方面是一場深入的、全面的革命已經勢在必行。為實現碳中和，中國石化做出六項承諾：推進清潔低碳能源結構、大力提高能效、提高高端石化產品供給水平、加快部署二氧化碳捕集利用、加大科技研發(fā)力度、大幅提高綠色低碳投資強度。采取的具體措施包括：推進“綠色企業(yè)行動計劃”，增加潔凈能源消費，有序推進能源替代，大幅降低二氧化碳排放強度。此外，還將試點開展碳達峰、碳中和行動，實施二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）全產業(yè)鏈示范項目建設，強化甲烷控排管理，不斷提升綠色低碳競爭力。

3.1 大力發(fā)展天然氣業(yè)務

（1）加強國內外天然氣資源獲取

確保國內天然氣勘探開發(fā)，按照做大常規(guī)氣、做強頁巖氣、做優(yōu)致密氣的戰(zhàn)略思路。爭取2025年實現天然氣生產4.60×1010m3，2035年5.60×1010m3，天然氣與石油產量結構比2025年達到1.05，2035年達到1.14；加大四川、塔里木、海域競爭招標，新增礦權區(qū)；加快推進四川盆地海相常規(guī)氣、四川陸相，深化評價鄂爾多斯、攻關突破塔里木特超深層，積極拓展海域重點項目建設，實現常規(guī)氣與致密氣持續(xù)上產，2035年產量達4.05×1010m3；加快四川及周邊頁巖氣開發(fā)、穩(wěn)步推進鄂爾多斯煤層氣開發(fā)，爭取實現2025年頁巖氣產量達到1.30×1010m3、煤層氣穩(wěn)產1.0×109m3的目標。

積極布局海外天然氣資源獲取，構建合理的長協、中短期和現貨的LNG資源組合，推進澳大利亞、加拿大天然氣一體化項目；依托中國石化一體化優(yōu)勢，研究引進國勘公司海外資源；加強LNG貿易團隊建設和國際LNG市場分析，抓住國際低油價的有利時機，落實優(yōu)質LNG資源，合理安排長中短約與現貨比例，努力攤薄已簽長約資源成本。

（2）推進天然氣全產業(yè)鏈價值優(yōu)化

依托國家干線管網，加大國內自產氣統(tǒng)籌力度，預計2025年統(tǒng)籌資源9.50×1010m3。

依托中國石化一體化優(yōu)勢，細分區(qū)域，因地施策，發(fā)展國內天然氣銷售市場。爭取2025年經營天然氣規(guī)模達到9.50×1010m3，力爭1.00×1011m3，占國內份額22%，較2015年增加6個百分點；鞏固并深耕消費增量大、價格承受能力高的大華北、華東（長三角）和華南三大傳統(tǒng)高端市場；加強內部天然氣銷售集中統(tǒng)一管理，優(yōu)選布局西北、東北市場；優(yōu)化資源流向，有效做大西南等潛力市場。

3.2 有序推動新能源業(yè)務

全球光伏和風電行業(yè)快速發(fā)展，裝機規(guī)模持續(xù)擴大，光伏和風電業(yè)務快速降本。2020年全球光伏發(fā)電成本降至0.34元／kWh，2025年光伏機組建造成本可降到3.6元／kWh，2030年風電發(fā)電成本可降低至0.05美元／kWh。投資回報達到7%～10%的項目具備商業(yè)價值，可采用合資等聯合研發(fā)多種方式有序開發(fā)。

加快開發(fā)地熱能、余熱、生物燃料、氫能、風能和太陽能，在2020年形成2.40 Mt標煤（1.70 Mt油當量）供應能力基礎上，2025年形成10.00 Mt標煤（7.00 Mt油當量），2030年形成17.00 Mt標煤（12.00 Mt油當量），2035年形成24.00 Mt標煤（17.00 Mt當量）的供應能力。

3.3 加強碳資產管理

加強上游統(tǒng)一碳排放指標的制定與下達；加速剝離低效高碳資產，審慎投資高碳新項目，對老舊生產設施進行更新升級或直接淘汰；依據碳資產管理科學制定碳交易計劃；提高參與公司內部碳交易試點企業(yè)的數量，為全面參與全國碳交易市場夯實基礎。2017年我國已暫停以CO2的排放為配額進行交易（CCER）項目的申報和減排量的備案。目前，中國石化新星石油有限責任公司有兩個注冊清潔發(fā)展機制項目，分別位于咸陽和雄縣，備案的3個溫室氣體自愿減排項目分別位于陜西省、河北省、清豐縣。“十三五”期間中國石化二氧化碳減排量3.95 Mt，節(jié)約1.60 Mt標煤，力爭實現2025年替代標煤7.54 Mt，減少二氧化碳排放18.55 Mt。

（4）積極發(fā)展CCUS技術

CCUS技術可以將排放的二氧化碳提純進行循環(huán)再利用，包括深部咸水封存、二氧化碳驅提高石油采收率、二氧化碳驅替煤層氣等關鍵技術?，F有技術條件下CCUS技術能耗和成本較高，當前1 t二氧化碳的低濃度捕集成本高達300～900元，這是制約CCUS技術大規(guī)模應用的重要因素。二氧化碳驅提高石油采收率等技術已進入商業(yè)應用初期，仍需完善相關法律法規(guī)、產學研合作平臺等配套機制支持發(fā)展。

（5）持續(xù)加大科技攻關

攻關油氣開發(fā)提高采收率等關鍵技術。普光等酸性氣田受到水侵和硫沉積影響，當前的條件下，預測采收率為48%～57%，剩余氣分布、控水、控硫等提高采收率技術有待深化研究；致密氣采收率僅為24.7%，剩余氣分布規(guī)律復雜；頁巖氣產量遞減快、儲量動用程度低，需要加強剩余氣定量描述、提高采收率技術攻關；推廣清潔生產、節(jié)能降碳等技術，實現安全、綠色發(fā)展；加快與其他產業(yè)的融合，借助數字化、電氣化革命的浪潮，加強上游信息化建設，減少能源消耗；加大對現有生產設施的節(jié)能改造力度，不斷提高能效。

4 結論與建議

“十三五”以來，中國石化不斷提升常規(guī)天然氣產能建設力度，大力加強對頁巖氣、煤層氣的勘探開發(fā)，同時快速發(fā)展新能源。地熱能源供暖能力達到5.565×107m2，生物柴油開始實際應用，國內首座油氫共建站建設完成。中國石化推行“能效提升”節(jié)約標煤5.48 Mt，溫室氣體減排量13.48 Mt。推動油田企業(yè)二氧化碳驅油礦場甲烷空氣回收及煉化流程中的高濃度二氧化碳尾氣回收再利用，試點企業(yè)碳交易11.10 Mt、交易額2.38億元。

中國石化將繼續(xù)以新發(fā)展理念為指導，大力實施綠色潔凈發(fā)展戰(zhàn)略，以碳“凈零”排放為最終目標；堅持統(tǒng)籌減碳與轉型升級，不斷提高綠色低碳競爭力，努力打造全球領先的潔凈能源化工公司，在中國邁向“碳中和”的征程中貢獻企業(yè)的方案和智慧。同時為更好地推進碳達峰和碳中和工作，建議國家層面應加快氣候變化頂層立法，并積極推進完善碳交易市場，有效促進降碳減排工作。