1、當前石化產業轉型應關注什么

　　就石化產業轉型來說,涉及的內容和要素很多,在對全球石化產業當前大的格局有個分析把握的前提下,有兩點很重要：一是把握企業轉型的趨勢,行業的轉型是通過企業的轉型來實現,行業的競爭力和創新能力是通過企業的競爭力和創新能力來體現的,分析世界500強的公司和全球化工50強的公司,每一家的發展歷程都是在不斷創新與轉型中實現做強做大的,杜邦公司的創新與轉型是最具有代表性的,杜邦公司接近320年的發展歷程,19世紀的第一個百年杜邦主要是火藥公司,20世紀的第二個百年轉型為材料為主的公司,跨進21世紀進入第三個百年時杜邦公司定位未來發展是生命科學公司,今天看陶氏杜邦合并拆分后的新杜邦主導是特種化學品公司。其他的像大家熟悉的索爾維是由一家純堿公司、帝斯曼是由一家煤炭公司,都轉型為今天的化工新材料和功能化學品為主的公司；當前跨國公司又在加快數字化轉型。

　　二是把握國內產業轉型的趨勢,我國工業領域從“九五”開始就強調結構調整,石化產業近十年來一邊加大結構調整的力度,一邊加大淘汰落后產能的力度。“十三五”國務院專門印發了關于《石化產業調結構促轉型增效益的指導意見》,全行業淘汰落后產能和結構調整都取得了明顯成效,但目前看仍然是“大宗基礎產品過剩,高端化學品短缺”的狀況,再進一步細分是“成品油過剩,新材料和專用化學品短缺”,再深化一步細分則是“柴油消費趨于飽和,汽油市場小幅增長,航空煤油和高品質船燃空間較大”。2019年國內成品油產量3.6億噸,表觀消費量3.1億噸,出口量5537.6萬噸；2020年成品油產量3.3億噸,表觀消費量2.9億噸,出口4574.3萬噸；今年上半年成品油產量1.76億噸,表觀消費量1.52億噸,出口2720.6萬噸。

　　近十年來石化全行業為解決長期結構性矛盾突出的問題,持續加大結構調整與優化和轉型升級的力度,主要體現在兩個方面：一方面是新建煉化一體化裝置的技術方案必須是少產成品油、多產化學品,即“少油多化”方案,最典型的就是恒力長興島、浙石化舟山的新建裝置,這些新建一體化裝置成品油的產出率都不高于30%；另一方面是正常運行中的煉油裝置盡量降低柴汽比(全行業2019年生產柴汽比1.18、消費柴汽比1.17,2020年生產柴汽比和消費柴汽比都是1.2,今年上半年生產柴汽比1.03、消費柴汽比0.98)。國內這種轉型趨勢“十四五”期間仍將繼續。

　　2、世界石化產業的大格局是什么

　　世界化學工業自19世紀下半葉起步以來,一直伴隨著技術的進步和創新在轉型中發展、在轉型中升級,縱觀整個行業從最初的焦油化工、煤化工發端,到20世紀中期完成了向石油化工為主的轉變。我國石化產業自新中國成立后從傳統化工起步,從上世紀70年代引進大乙烯、大化肥裝置加快向石油化工的轉型,到上世紀末建成完整的石化工業體系,進入新世紀以來加快結構調整的步伐,也是一個從無到有、持續轉型升級的過程。我們今天在邁向石化強國的征途上面對的世界石化產業的大格局是：近十年來世界石化產業迎來了一個新的發展周期,當前的世界石化產業格局可以歸納為“三個熱極”和“三個強極”。

　　“三個熱極”是北美、東北亞、海灣地區。北美以美國為代表,得益于頁巖氣革命的成功,不僅改變了原油長期依賴進口的局面,而且充分發揮輕烴資源豐富的優勢,成為烯烴、聚烯烴及其高性能材料增速遠高于歷史同期的“熱極”。東北亞以中國為代表,以巨大的市場需求為基礎,伴隨著體制改革的深化,加快大型煉化一體化裝置的集中建設、集中投產,成為主要石化產品的產能產量罕見增長的“熱極”。海灣地區以沙特為代表,充分發揮油氣資源豐富且成本低的優勢,疊加經濟戰略轉型,呈現出大型煉化一體化裝置、合成材料和有機化學品快速增長的“熱極”。當前若對主要石化產品作統計,這“三個熱極”合起來的產能產量以及消費量都占到全球總量的60%以上,甚至不少占到80%以上,如煉油能力占全球總煉能的66.5%,乙烯產能占全球總產能的69.6%、丙烯占68.6%、純苯占68%、苯酚占68.2%、雙酚A占73%、甲醇占80%、醋酸占85%、丁辛醇占84%、環氧乙烷占77.6%、丙烯酸及酯占75.8%、聚乙烯占66.3%、聚丙烯占61.6%、ABS占84%、聚碳酸酯占71.8%、PX占75.2%,PTA占83%、乙二醇占82.7%、己內酰胺占73%、丙烯腈占84%。

　　“三個強極”是指北美、東北亞、歐洲。其中北美以美國為代表、東北亞以日本為代表、歐洲以德英法荷比為代表。“強極”的綜合體現是整體技術水平高、企業競爭力強,尤其是美國、德國、日本這樣的代表性國家,其石化產業的技術水平、創新能力、企業競爭力都屬于世界第一梯隊。“強極”的另一個體現是若對技術含量和技術要求高的化工新材料、特種化學品等高端材料和尖端產品作統計,這“三個強極”占世界總量的比率就遠高于其他地區,如聚乙烯產能占全球總產能的59.5%、聚丙烯占67.5%、ABS占89.5%、聚碳酸酯占86.4%、己內酰胺占87%、丙烯腈占91%、尼龍6占88.6%、尼龍66占91%、己二酸占98%。

　　3、石化產品價格下步走勢如何

　　今年上半年石化行業經濟運行營業收入和行業利潤,增長幅度大大超出預期,其中一個因素就是主要石化產品價格普遍大幅上漲,截至目前價格上漲一直牽動著業內人士的神經。上半年石化產品價格大幅上漲,有市場回暖的因素,也有年初美國南部極寒天氣造成多套石化裝置停產的原因,當然也不可否認有應對疫情的貨幣超發等因素。

　　7月原油和主要石化產品的價格總水平再創年內新高,當月石油和天然氣開采業出廠價格同比上漲48%,主要化學品出廠價格同比漲幅21.3%,布倫特期貨價格74.25美元/桶,同比漲幅71.4%。基礎化學品領域,重點監測46種無機化學品中,同比上漲的有38種、占比82.6%,環比上漲的33種、占比67.4%；重點監測的87種有機化學品中,同比上漲的77種、占比88.5%,環比上漲的64種、占比73.6%。化肥市場價格也是再創新高,7月尿素價格同比漲幅36%、環比上漲6.5%,二銨價格同比上漲32.2%、環比上漲1.6%,氯化鉀同比上漲13.9%、環比大漲22.7%。其余如合成樹脂、合成橡膠、合成纖維單體的價格也都是高位運行。

　　9月以來有的產品到了一天一個價的地步。如隨著原料金屬硅價格猛漲,有機硅單體價格直線式上升,年初有機硅單體的價格是2.18萬元/噸,6月底破3萬元/噸,9月底國內報價更是高于6萬元/噸,這種漲價幅度和速度都是前所未有的。聚氯乙烯價格今年9月躍上萬元大關,也創出歷史新高,由于“能源雙控”造成電石限產、市場短供,電石價格由去年9月的3000元/噸漲到今年9月的7000元/噸。其他的產品還有：甲醇期貨價格9月下旬突破3200元/噸,創2018年11月以來新高,聚烯烴中的線型低密度聚乙烯突破9000元/噸,純堿持續上漲到3100元/噸以上,MDI高于2.1萬元/噸、TDI高于1.3萬元/噸,很多產品的價格在9月的月漲幅都在10%以上。

　　目前看,原油、煤炭等大宗原材料價格最近漲勢較猛,電價也在待價而沽,又加上9月以來的多地“能源雙控”造成的石化裝置停產、限產等,還有“艾達”颶風又造成墨西哥灣區域的油氣平臺和多套石化裝置停產,預計全球油氣供應和石化產品價格高位還將保持一段時間,有的以出口市場為主的企業,9月以來幾乎每個晚上都被國外客戶要求電話會,催促按協議及時、保量供貨。由此預判近期有的產品可能出現微調,價格大幅回落的幾率較小,但業內很多人士擔憂：當下游客戶不能承受一直高價位時,難免會檢修、甚至停產,如果真的發生大面積停產時,將給經濟的健康可持續發展帶來災難,各企業應當盡全力避免這樣的情況發生,確保企業的可持續和經濟的健康平穩有序。

　　4、石化產業創新有哪些新趨勢

　　小平同志講“科學技術是第一生產力”,尤其是當今世界百年未有之大變局加速演進,國際環境錯綜復雜,新冠疫情持續肆虐,世界經濟陷入低迷期,全球產業鏈供應鏈面臨重塑,不穩定性不確定性明顯增加,新一輪科技革命和產業變革突飛猛進,科技創新成為國際戰略博弈的主要戰場。

　　石化產業是國民經濟的重要支柱產業,不僅關系到農業豐產豐收和人們的衣食住行,更與高端制造業、戰略新興產業和航空航天、國防安全密切相關。石化產業又是資源型和能源型產業,更是一個技術含量高的產業,化學工業的技術水平是一個國家整體技術水平的重要體現,縱觀美歐日等發達國家,如果離開了石化強國作支撐,他們就不可能成為經濟強國、尖端制造強國和軍事強國。

　　石化產業的創新、石化企業的創新、化學合成與化學工程的創新是一個國家創新戰略的重要組成部分,前面已經談到我國石化產業的創新有成績有進步,但與發達國家相比差距也是明顯的。要實現由石化大國向石化強國的跨越,創新是首要的也是關鍵要素,必須擺在首位。當前面臨著碳達峰和碳中和的任務,把握與能源轉型相關的創新最重要：以天然氣等清潔能源代替煤炭等傳統化石能源,歐洲做得最好,當前全球能源轉型的熱點是可再生能源代替化石能源。中國的能源結構仍然是以煤炭為主,雖然新能源的發展增速很快,但我國能源轉型面臨的挑戰很艱巨,尤其是碳達峰、碳中和目標確定以后,能源轉型就更為迫切。而新能源的創新與發展離不開化工新材料和功能化學品,如風電用高性能碳纖維復合材料、高端環氧樹脂膠等,光伏發電用高端膜材料、高純多晶硅以及密封、絕緣材料等,還有目前差距比較大的儲能技術與材料等,這些都是未來能源轉型和新能源創新與發展的關鍵。

　　還有一個是與能源轉型和雙碳話題都關聯度高、也是當前熱度最高的氫能問題。氫能自去年以來成為了一個熱度極高的詞,被認為是清潔、高效、可持續的綠色能源,一時間全國幾十個大中城市都發布了氫能發展規劃,有的要建成氫能城、有的要建氫谷、有的要建氫走廊,甚至有人預言：氫能將成為人類的終極能源。氫能能不能成為主能源呢?目前還不可能,因為目前獲得氫的主要方法還是以煤天然氣石油等化石資源為原料,在獲得氫的同時要排出大量二氧化碳,這樣的氫不是綠氫。另一個獲得氫的成熟方法是電解水,電解水制氫的過程不排放二氧化碳,但全產業鏈看取決于電的獲得方式,就我國當前的電力結構70%是煤電為主,以這樣的電力結構來電解水制氫,全產業鏈看所獲得的氫也不是綠氫,氫再作為二次能源使用就不是清潔能源,還有一個關鍵是現在的工業電價來電解水制氫,成本高的難以接受。

　　現在有沒有清潔能源的氫呢？寶豐能源已經在寧東煤化工產業園投產了一套世界上最大的1萬立方米/時電解水制氫裝置,電來自于自己的光伏發電,按照自有資金計電價是0.07元/千瓦時,電耗5千瓦時/立方米左右,用光伏的電和這樣的電價所獲得的綠氫經濟上也是合算的。最近我了解到段雪院士也在開展電解水制氫的研發,不僅研究把氫用好,同時研究把活性狀態的氧用好,已經取得階段性成果。氫能要實現主能源的地位,特別請各位關注的是太陽光分解水制氫,2017年我帶隊訪問三菱化學時了解到,他們已開展了15年研究,陽光分解水產生氫氣和氧氣,通過分子篩分離,關鍵是他們用涂覆法制備的光催化劑,催化效率若達到10%就可具經濟性。他們設想：以這樣獲得的氫氣與電廠、鋼廠、焦化廠等的二氧化碳、氧氣與甲烷反應以后制得合成氣(CO/H₂),經合成氣制烯烴(GTO)技術制得乙烯、丙烯、丁烯,進而生產高附加值化學品。最近有報道稱日本東京大學開展了由1600個反應器單元排列組成、規模為100平方米太陽光催化分解水制氫及氣體分離的試驗,連續穩定運行數月,考核了催化劑性能、膜分離技術以及裝置安全性試驗,氫的制取、氣體分離以及安全性都是成功的,只是當前存在效率低、成本高的問題。也有報道中國科技大學開展的相關課題,在實驗室取得了階段性成果。歐洲化工理事會發布的2050年愿景中,預計人工光合成技術的大規模示范會在2040年以后推開。

　　5、石化領域創新關注度高的有什么

　　石化產業既具有資源型和能源性產業的屬性,也是一個技術密集型的產業。石化領域的創新一直十分活躍和十分重要,就諾貝爾化學獎及其與化學相關的獲獎數量,在全部諾貝爾獎中的占比之高就充分證明了這一點。

　　當前石化領域創新關注度高的有：第一是烯烴原料的輕質化,這是“十三五”以來世界石化產業工程化和產業化最成功的創新點,北美得益于頁巖氣革命的成功、豐富的乙烷資源,主要發展乙烷裂解制乙烯、進而發展高端聚乙烯和專用化學品。海灣地區主要是利用伴生氣的輕烴資源,發展輕質原料制烯烴、進而聚烯烴和有機化學品。我國依靠進口原料已建成十幾套丙烷脫氫制丙烯裝置,乙烷裂解制乙烯原來申請示范項目的有20多個,目前已有泰興新浦化學80萬噸/年和中石油塔里木60萬噸/年及榆林80萬噸/年共3套裝置投產。今年計劃還有衛星石化的125萬噸/年裝置投產,新浦化學和衛星石化都是依靠進口乙烷,中石油2套示范裝置都是依靠自產乙烷。據統計：乙烷裂解制乙烯已占全球總產能的36%,未來將提升到40%以上。從地域來看：中東乙烷為原料占比最高67%,北美占52%,我國受原料乙烷的限制現在占比很低,而我國丙烷脫氫工藝獲得的丙烯占比已達17.2%。以輕烴為原料制取烯烴的優勢是產品單一、工藝流程短、產品純度高、經濟性好。

　　第二是原油直接制化學品新工藝。這一技術對我國成品油市場飽和而高端石化產品短缺的狀況有著現實重要性,而獲得的乙烯成本又比傳統工藝低100~200美元/噸。埃克森美孚在裕廊島投運了世界上唯一的一套100萬噸/年裝置,在多次交流的基礎上,2019年3月我帶隊實地考察了新加坡已經運行了6年多這套裝置。其工藝特點是省去傳統的煉油過程,將輕質原油直接供給裂解爐,分別在裂解爐的對流段和輻射段間加一個閃蒸罐,因原料不同其化學品產出率在50%~70%。2019年6月跟沙特阿美北京研發中心交流時,我也了解到他們與清華大學正在合作開發原油直接制化學品的技術,前一段我看到中石化石科院也宣布開發成功原油直接制化學品技術。

　　第三是尚處在研發階段、尚未工業化的一批新技術也許正處在突破的前夜。如甲烷直接制烯烴,總部在舊金山的一家美國公司已開展了第二代模試、中國也已有實驗室成果。巴斯夫、沙特基礎工業和林德公司為適應雙碳目標正在共同研發電熱爐裂解代替傳統的蒸汽裂解制乙烯。2019年3月我帶隊到美國西南研究院訪問時了解到,該院正在研發的碳氫化合物經薄膜反應器制聚合物、煤炭經循環流化床反應器直接制化學品、二氧化碳合成燃料、天然氣制油示范工程等。

　　最新有報道稱美國一家Twelve公司(創始于斯坦福大學)利用一種金屬催化劑可以將二氧化碳轉化為16種分子,其中的甲烷作燃料、合成氣可以作燃料也可以合成化學品、乙烯進一步聚合為塑料。目前已經實現了二氧化碳和水獲得聚丙烯,其關鍵是反應器的設計和催化劑,應用膜狀電極上涂覆的催化劑,能夠使二氧化碳的電解反應在低溫低壓下進行,聚丙烯的功效和性能與石腦油聚丙烯一樣,已與梅塞德斯奔馳合作生產出世界上第一個以二氧化碳為原料的汽車零件,并且和汽車、家居、服裝等多個品牌以及美國航空航天局達成合作。

　　6、生物基和可降解材料前景如何

　　生物基和可降解材料是近年來全球重視和研發的重點,有些產品已經實現了產業化,尤其是美國、德國、日本、英國、荷蘭、巴西等發達國家和生物資源豐富的地區,都高度重視并加快生物基材料的研發、產業化和應用。

　　杜邦公司研發的生物法1,3-丙二醇,在田納西州已建成生產裝置,其產品進而生產PTT聚酯短纖維,已在服裝、住宅地板、運動用品等方面應用,預計未來產量將進一步擴產。杜邦公司正在研發的另一個生物材料是呋喃二羧酸甲酯,是以果糖為原料,不僅比石化工藝易得,而且作為PET的替代品其阻隔性能更優。

　　帝斯曼公司和法國一家公司共同開發生物基丁二酸,2014年以來一直在運行,還有帝斯曼、阿科瑪、贏創等公司的生物基長碳鏈尼龍。我帶隊訪問三菱公司時,看到了他們開發成功的生物基聚碳酸酯工程塑料,用異山梨醇代替雙酚A,其透明性、光學性能、高耐磨性及抗沖擊性能都優于雙酚A型聚碳酸酯,已做成汽車全景天窗,未來不僅用于汽車、能源,還將用于光學、電子儀器、裝飾裝修等。

　　三菱化學的可降解食品包裝膜,6層結構、保鮮時間長,外觀即可以像高檔紙用于奶制品包裝,也可以像玻璃瓶用于葡萄酒盛裝。

　　我國最早工業化的生物材料是上海農藥研究所沈寅初院士帶領團隊研發的生物法聚丙烯酰胺,大規模產業化以后在我國三次采油和水處理領域作出了重要貢獻。

　　還有我調研過的海正生化的聚乳酸(長春應化所的創新成果)、凱賽科技的尼龍56都已實現產業化,目前安徽豐原的聚乳酸產業化規模是發展最快的。當然,聚乳酸、PBAT、PBS等生物降解材料,目前的過熱狀況也應當引起我們的重視。

　　7、石化產業能為實現碳中和做什么

　　石化全行業和廣大石化企業正在全力貫徹中央的部署,認真研究制定碳達峰實施方案及路線圖和時間表,全力配合有關部委研究制定《石化行業單位產品碳排放限額編制導則》《碳足跡核算與報告編制通則》《碳排放核算技術規范》等行業、企業和項目標準。

　　但是當前有一種現象,在談論“碳達峰、碳中和”時,只看到了石化產業資源型和能源型的屬性,只看到了目前以石油天然氣煤炭等化石資源為原料,生產石化產品的生產過程中伴有二氧化碳排放,而忽視了石化產業一直是國民經濟的重要支柱產業,忽視了石化產業為制造強國、航空航天和國防強國提供著重要支撐和保障,更沒有看到化工新材料和專用化學品在節能減碳方面一直發揮著極其重要的作用。

　　一是要客觀認識石化產業過去在節能減碳中作出的重要貢獻。去年的疫情讓很多人看到了石化材料和石化產品在防疫抗疫、消毒殺菌、疫苗研發中極其重要的作用。石化產業的創新與發展,尤其是化學合成材料及其復合材料、功能化學品的大量使用,為全社會和人類節約資源、節省能源、減少社會總排放發揮著極其重要的作用。

　　擺在我們面前而被我們忽視的：正是化學合成材料及其改性材料的大量應用,實現了汽車的輕量化,節省了大量汽油柴油等化石燃料,減少了大量二氧化碳的排放。正是化工新材料及其復合材料在航空領域的大量應用,實現了飛機的輕量化、大型化,節省了大量的航空煤油、減少了大量的二氧化碳排放。正是有化學發泡材料以及新型聚氨酯保溫材料、密封材料的大量應用,冷藏、建筑等領域能耗大大降低、節省了大量的燃煤或燃氣、減少了大量的二氧化碳排放。要是離開了化學工業的發展及其支撐、沒有化學合成材料及其改性材料、高性能復合材料的發展和廣泛使用,人類活動和社會生活排放的二氧化碳量會更大、大氣中二氧化碳的含量將遠高于今天的水平。

　　當今天談論碳達峰與碳中和時,我們應當既看到石化產業生產過程排放二氧化碳的問題,也要充分肯定石化產品、石化材料為人類和全社會節能減排發揮的重要作用。

　　二是要實現雙碳目標其關鍵還是要靠化學技術的創新與進步。化學工程師都知道：離開了化學反應和化工技術的創新與進步、“2030年前實現碳達峰”以及未來要實現“碳中和”都將“無技可施”,因為只有化學反應和化工技術的進步,才能實現傳統能源向新能源的轉換；只有化學反應和化工技術的進步,才能節約資源減少排放；只有化學反應和化工技術的進步,才能實現綠氫的制備提純與應用、才能實現二氧化碳的捕集提純與利用、才能實現以二氧化碳為原料生產有機化學品及聚合物材料。所以說,石化產業為未來“碳達峰、碳中和”目標的實現將作出極其重要、也是其他行業無可替代的作用。

　　以上只是把近期交流過的一些內容做了簡單梳理,也期望在分享中相互啟發,共同為加快石化產業的轉型升級和高質量發展而努力。