石化碳中和：我国石油和化工碳中和的主要路径
三十六、工业碳中和主要路径划分
目前，业内对碳中和的路径讨论比较多。主要涉及：
“能源碳”和“物质碳”两个方向；供给侧改革、能源革命与产业升级三个层面；实施的难、易两个程度；实施时间的近、中、远期。共计四个维度，归纳为七大碳中和路径。
★在能源碳对应的能源供给侧：包括提高可再生能源比例，构建零碳电力为主、氢能为辅的能源结构，同时大力发展储能以保障电网平衡，核心是能源替代，代号①；
★在能源碳对应的能源需求侧：主要包括工业、交通、建筑三个部门；按实现路径划分，主要有终端电气化，代号②；源头减量，代号③；节能提效，代号④三种途径。
★在物质碳的供需两侧：对应的是整个工业全产业链过程，涉及到大规模的工艺改变，代号⑤；原材料替换，代号⑥；碳捕捉，代号⑦等路径。
三十七、中国的石油和化工行业的碳中和路线图将是围绕顶层设计下的细分设计，暨“1+N”政策体系
今年全国两会后，国家发展改革委曾密集召开座谈会，以求加快碳达峰、碳中和顶层设计。据了解，我国碳达峰、碳中和的顶层方案设计思路或为“1+N”政策体系，其中“1”为指导意见，“N”为各行业细化方案。
据了解，钢铁、冶金和水泥行业都有关于碳达峰和碳中和路径方面的消息披露，甚至这些行业有可能提前碳达峰，但石油和化工行业的相关信息却不多。这三大行业一个最大的措施就是压产能，但在时态看来，这未必适合石油和化工行业。
★我们的石油开采业产能本来就不够，原油的对外依存度已经到了70%，因此，不存在压产能的问题。
★我们的化工行业是结构性的产能过剩，一些化工基础原料行业的产能压缩的已经趋于饱和，而其他化工产品在高端领域是短缺的，从总量上看，化工的总产能还是一个扩大的趋势。
★化工还是吃二氧化碳的大户，只不过是现在的技术和成本还不足以支撑这些装置的建设。
★多数化工装置的反应，有的需要吸收必要的能量，有的会作为生成物必须释放。
所以，有关化工行业的“N”，到现在也没见到任何声音，也就不足为怪了。我们倒是可以从2021 年 1 月 15 日，石化联合会发布的《中国石油和化学工业碳达峰和碳中和宣言》中看出点端倪。
三十八、石油和化工行业碳中和路径分析
通过对各类路径的综合比较，终端电气化②并不是化工行业碳中和的主要任务，因此，本节先对与化工相关度最高的其他六大路径进行粗略分析。
★路径一：源头减量属能源碳和供给侧改革层面，实施较为容易，是碳中和前期的主要路径。
源头减量，现在正在实施，容易实施，效果也明显。在短期减排压力下，政府往往通过“能耗”等措施进行能源的供给侧改革。例如，对吨产品能耗大户进行产能总体控制或者产能置换、限产或者限电：电石、烧碱、涤纶、黄磷等细分行业和产品。从近期政策来看，以碳排放、能耗总量、污染物排放为依据的存量约束机制正在收紧，且收效较好。
★路径二：节能提效
属能源碳和需求侧改革层面，主要包括工业节能、建筑节能及节能设备三大块。对于化工行业而言，这是一个永恒的话题，是碳中和各个时期不二的路径，实施会越来越难容易，能耗降低越来越小。主要是各装置设备间能量的梯度利用、热能高效传递、保温材料、高效蒸发技术、水电汽的专项管理等。
★路径三：工艺改造
属于能源碳和物质碳分别的供、需两侧，又细分为四类，贯穿于化工行业碳中和的全过程，是一个不懈解决问题、追求极致的过程。在能源碳供应侧层面，主要集中在能源碳的电池技术升级、智慧电网、分布式电源、特高压、能源互联网等方面，与化工的生产过程关系不大（新能源+氢+化工除外）；
在能源碳需求侧层面，除节能提效外，主要是在工艺路线改变和设备改造方面与化工关联度较高，而且越到后期越期待革命性的工艺改变出现。其核心是提高收率、减少耗能环节。例如，微化学反应技术（化学能的最优化控制）、多联产技术、绿色化工技术（减少污染物处理带来的新的能耗）、纳米技术、“原子经济性”反应（100%转化率）以及高效催化剂等。
在“物质碳”的供应侧层面，主要是生物质的替代和原料路线改变。例如，生物农药、生物柴油、生物乙醇以及酶制剂、生物有机原料等。在“物质碳”的需求侧层面，主要是生产过程中二氧化碳的循环、综合利用。例如，如纯碱行业石灰石煅烧产生的二氧化碳到碳化过程的二氧化碳使用再到碳酸氢钠煅烧过程释放的二氧化碳的回收所形成的闭环使用。
★路径四：化学品回收利用
属“物质碳”的需求侧层面，可以有效减少初次生产过程中的碳排放，是一个市场规模由小到大、处理过程由易到难、由初级循环逐步向高级循环的路径。
相对化工产品，回收利用可以使原本只有一次使用寿命塑料（化纤、橡胶）等制品多次循环使用，这将大大降低石油用于生产新制品的用量，是对石油碳减排帮助最大的终极手段之一。化学品回收利用路径的市场最大、处理相对容易、循环利用率较高。
从近期看，化工产品再生资源的回收利用又细分为四个领域：
一是塑料（化纤、橡胶）回收利用：包括最初级的通过简单物理加工再做成制品用于其他领域（再加工后可用的领域局限性很大）；较好一点的经过除杂和提纯后再生产制品（降级使用）。
二是可降解塑料类。特别是生物质来源的可降解塑料，可以在避免焚烧与填埋的情况下，实现废塑料的良好处理，有效降低碳排放。
三是有选择性的垃圾焚烧。这是基于，一方面，塑料等化学制品，混在废弃的生活垃圾之中，无法进行分拣，另一方面，包括可降解塑料在内的垃圾分解更容易形成甲烷，综合热能等因素，垃圾焚烧比可降解二氧化碳排放量更小。
四是通过热解等方式把塑料等化工产品分解加工成单体，再合成新的化学原料。
从远期看，未来大部分塑料等消费可能都将来自回收料，少数无法回收利用的部分通过新塑料来补充，形成剩余的石油消费和碳排放。
★路径五：能源替代
以风光、储能、氢能以及新能源汽车为代表的新能源行业，是碳中和发展路径上的一道永不撤的盛宴。
预计到 2060 年，清洁电力将成为能源系统的配置中枢。供给侧以光伏+风电为主，辅以核电、水电、生物质发电；需求侧全面电动化，并辅以氢能。以氢和二氧化碳为原料的化工装置将从需求端变成供给端，成为能源供给系统的重要调配和储能单元。例如，白天光伏发电高峰、电网需求低峰期，可以配备直流电解水系统产生氢气，用于化工合成或者储存起来，在用电高峰期燃烧发电。
★路径六：碳捕集、利用与封存
二氧化碳捕集、利用与封存可能作为 “兜底”技术存在，部分路径碳减排的难度较大。这是一个从一个化工产业（产品）出发又回归到新的一个化工产品的循环过程。例如，开发吃一氧化碳或者二氧化碳的醇类生产路线，替代其他化工产品；用通过二氧化碳路线制取的甲醇替代燃料油；碳酸二甲酯替代基本有机合成材料；化工副产的二氧化碳与新能源、电解氢等耦合生产新的化工产品；以及通过新能源光照植物，通过光合作用吸收二氧化碳，再通过植物制造生物燃料，形成负碳循环。目前来看，这些技术成本均处于高位，一旦有政策支持、技术的突破和以及从碳交易市场卖“碳汇”，这类市场的发展空间也是巨大的。