碳中和目標(biāo)下的中國(guó)化工零碳之路

中國(guó)化工零碳之路2022.04）落基山研究所RM是一1982年創(chuàng)立的獨(dú)市場(chǎng)導(dǎo)向的庫(kù)我們政府部門企科機(jī)構(gòu)及創(chuàng)業(yè)者協(xié)推動(dòng)全球能源變創(chuàng)造清安繁榮的低碳未來(lái)落基山研究所致于借助經(jīng)濟(jì)可行的市場(chǎng)化加速能效提推可生能源取代化燃料的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變落基山研究北美國(guó)科拉多索爾特和博爾紐約加奧克蘭華盛頓特辦處。作謝作者李抒薛雨王珮珊*除非說(shuō)作者均落基山研究。李婷李抒sli@rmiorg李苡,薛雨軍,王珮,碳下國(guó)化零碳之,落基山研究,2022本報(bào)告作者特別謝國(guó)油和化工業(yè)合會(huì)和能源轉(zhuǎn)型委nergyransitionsCommissio對(duì)本報(bào)告撰寫提供的洞見觀寶貴建議。特別謝AngelarghtBennettFounationBloomberghlanthropiesCimaorksFounationQaratureCimaeFounationSequoaCimaeFounation和TheWamandFloraHew-lettFounatio對(duì)本報(bào)支。此我們研究提供意見和建議的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的們表示誠(chéng)摯的謝。前言 5第一章開啟中國(guó)化工零碳之路挑戰(zhàn)與優(yōu)勢(shì)6全球最大化工產(chǎn)品生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)7中國(guó)化工行業(yè)零碳轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)9中國(guó)化工行業(yè)零碳轉(zhuǎn)型的優(yōu)勢(shì)10第二章零碳圖景下化工行業(yè)供需展望11合成氨12甲醇13乙烯14第三章化工行業(yè)碳減排路徑立足資源稟發(fā)展顛覆技術(shù)技術(shù)可行性化工行業(yè)碳減排路徑18經(jīng)濟(jì)可行性零碳解決方案的成本分析23第四章中國(guó)化工零碳之路時(shí)空間演變和轉(zhuǎn)型模式33中國(guó)化工零碳轉(zhuǎn)型時(shí)間線34中國(guó)化工零碳產(chǎn)能地理分布37中國(guó)化工零碳轉(zhuǎn)型模式43第五章政策建議48報(bào)告參考文獻(xiàn) 51前言化工行業(yè)i是中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵行業(yè)一全國(guó)化工行業(yè)的碳排放占工業(yè)領(lǐng)域總排放的20%占全國(guó)二氧化碳總排放的13%化工行業(yè)也是難減排行其能源和原料難以被電化完全替代此中國(guó)初級(jí)化工產(chǎn)品產(chǎn)能較也為快速轉(zhuǎn)型帶來(lái)一定挑戰(zhàn)在雙碳標(biāo)中國(guó)已力構(gòu)建碳達(dá)峰碳中“+N”政策體系ii增強(qiáng)頂層部并抓緊明確重點(diǎn)領(lǐng)域重點(diǎn)行業(yè)以及各地的行動(dòng)方案根中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和作的意見高耗能高排放項(xiàng)目格落實(shí)能等量或減量置對(duì)電化化工等實(shí)能控制未納入國(guó)家有關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)劃一律不得新建改擴(kuò)建煉油和新建烯中國(guó)化工企在積極推進(jìn)碳中和進(jìn)程例中國(guó)石化力爭(zhēng)在國(guó)標(biāo)提前十年實(shí)現(xiàn)碳中寶豐集團(tuán)建設(shè)全球單廠規(guī)模最大太陽(yáng)電解水制氫以降低化工碳排放等等。落基山研究（RMI是國(guó)內(nèi)最早開展中國(guó)零碳圖景研究的機(jī)構(gòu)一早在219落基山研究與能源轉(zhuǎn)型委（ETC發(fā)布《中國(guó)205一個(gè)全面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化國(guó)家的零碳圖景報(bào)對(duì)中國(guó)全經(jīng)濟(jì)體實(shí)現(xiàn)零碳進(jìn)行情景分力圖為國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)決策提供技術(shù)參202年落基山研究發(fā)《碳中標(biāo)下的中國(guó)鋼鐵零碳之路報(bào)對(duì)鋼鐵行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)零碳轉(zhuǎn)型和助力碳中進(jìn)體路線圖的析和搭建本報(bào)《碳中標(biāo)下的中國(guó)化工零碳之路同樣是落基山研究所針對(duì)重工業(yè)零碳轉(zhuǎn)型列研究報(bào)將針對(duì)化展零碳轉(zhuǎn)型路線圖研究。

相比于鋼鐵和水泥的需求增長(zhǎng)放緩中國(guó)化工行業(yè)的整體需求隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)平的提需更長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到需求峰值與控制需求相生產(chǎn)技術(shù)路徑的轉(zhuǎn)型更為重要本報(bào)告的研究聚焦化工行業(yè)的零碳生產(chǎn)情景本報(bào)告零碳生產(chǎn)即在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中達(dá)到二氧化碳的凈零排（可利用CCS等末端處理技術(shù)最終產(chǎn)品為零碳化工產(chǎn)品在此基礎(chǔ)上化工行業(yè)應(yīng)優(yōu)化原料來(lái)源促進(jìn)生產(chǎn)過程和原料的零碳與下游行業(yè)共同努力實(shí)現(xiàn)全生命周期凈零排放低碳生產(chǎn)是零碳生產(chǎn)的過渡路徑，即大幅度降低生產(chǎn)過程中的碳排放化工行業(yè)需要充分利用多樣的碳減排手段從能源和原角度降低甚至消除生產(chǎn)過程中的碳排放促進(jìn)化工行業(yè)的碳達(dá)峰和碳中和。我們的分析表明在碳中和目標(biāo)中國(guó)三大化工產(chǎn)品合成氨、甲醇和乙烯的需求了受傳統(tǒng)用途驅(qū)動(dòng)還將受新型需求點(diǎn)影響此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原料結(jié)構(gòu)能耗結(jié)構(gòu)和生工也發(fā)巨大變化于供需關(guān)術(shù)發(fā)展速成本構(gòu)成等因素的不確定性相比深入地研究和確定脫碳時(shí)間表本研究更聚焦于在假設(shè)時(shí)間框架下中國(guó)化工行業(yè)的零碳轉(zhuǎn)型趨短中長(zhǎng)期安排和技術(shù)經(jīng)濟(jì)路線以期政策制市向等提供參。i 中的化工行業(yè)是石化和化學(xué)工業(yè)行包石油原料業(yè)鏈和非石油原料業(yè)鏈?zhǔn)侵咐檬兔禾可嫌卧牧线M(jìn)行化學(xué)加工的ii 是N其20交保運(yùn)鄉(xiāng)建設(shè)等分領(lǐng)域分行業(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方以及科技支撐能源保障碳匯能力財(cái)政金融價(jià)格政標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量督察考核等戰(zhàn)優(yōu)化零碳之戰(zhàn)優(yōu)化工行業(yè)的二化碳排放占工業(yè)領(lǐng)域總排放的20%全國(guó)二氧化碳總排放13%中國(guó)是全球最大的化工品生產(chǎn)和消費(fèi)，中國(guó)化工行業(yè)零碳轉(zhuǎn)型對(duì)全國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中目標(biāo)至關(guān)重也對(duì)全球化價(jià)值鏈低碳轉(zhuǎn)型意義重大中國(guó)化工的零碳轉(zhuǎn)型之路挑戰(zhàn)

和優(yōu)勢(shì)并存挑戰(zhàn)包括持續(xù)增加的需高煤炭依賴程度和較年輕的資此中國(guó)化零碳轉(zhuǎn)型也備獨(dú)特的優(yōu)包括較強(qiáng)的新技術(shù)部署能力以備零碳轉(zhuǎn)型意愿和能力的國(guó)化工企業(yè)以及規(guī)化集化發(fā)展優(yōu)勢(shì)等。全球最大化工生化工行業(yè)在義上為石化和化學(xué)工業(yè)行即石油原料業(yè)鏈和非油原料業(yè)鏈化工行業(yè)工業(yè)生產(chǎn)部門中的過程工業(yè)ii，然資源原通過物理和化反生非零流通領(lǐng)域的通大宗作品工業(yè)的原料化工品上材料主要包含煤石油天然氣原鹽石英石等自然資源中國(guó)因?yàn)楦幻喝庇蜕贇獾馁Y源點(diǎn)煤化工產(chǎn)業(yè)相對(duì)他國(guó)家占比更大化工行業(yè)品眾含大宗化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品大宗化學(xué)品的生產(chǎn)規(guī)模較利潤(rùn)平較處于化工業(yè)鏈上含烯芳烴而精細(xì)化學(xué)品以大宗化學(xué)品原深加工而規(guī)模但附加值更農(nóng)涂料等。???????/??????)中國(guó)是全球最大的化工產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)際影響力在逐步擴(kuò)大根據(jù)歐洲化學(xué)工業(yè)委員會(huì)CEFIC數(shù)據(jù)如圖表20???????/??????)

產(chǎn)品產(chǎn)值人10.4億元1.4億歐元全球的40.6，預(yù)計(jì)2030年銷售額將達(dá)到全球銷售額的48.6%2中國(guó)的化工行業(yè)近年來(lái)一直保持快速增長(zhǎng)工業(yè)增加值iv2015-2020年年均增長(zhǎng)為5.2%3。全球最化工保持費(fèi)快長(zhǎng)。根據(jù)德國(guó)化工業(yè)協(xié)會(huì)CI數(shù)國(guó)19化工費(fèi)額折人7.5歐全球費(fèi)額的6，比18的3%4品的全球市場(chǎng)份額占根據(jù)Srt數(shù)成醇烯費(fèi)量分全球總消費(fèi)量的約30%60%和20%5其烯消費(fèi)量烯體的表觀消費(fèi)若涵業(yè)鏈游進(jìn)國(guó)低度費(fèi)的全3%。1全球分地化工銷額費(fèi)額)120100864200 ╈?╈????孫??埫孫????紇孫????┊紇孫?孫?嬤孫??1??=7??? ??????????????CEFIC,工業(yè)分程1全球分地化工銷額費(fèi)額)120100864200 ╈?╈????孫??埫孫????紇孫????┊紇孫?孫?嬤孫??1??=7??? ??????????????CEFIC,增加值是工業(yè)企業(yè)全生產(chǎn)活動(dòng)總成果扣在生產(chǎn)過中消耗或轉(zhuǎn)移的物質(zhì)品和勞務(wù)價(jià)值后的余工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過中新表2全球分地區(qū)化工費(fèi)量)100%90%80%70%?????(%)?????(%)50%40%30%20%10%0% ??? ?? ?? ???????????IHS?? ?? ?? ??????? ???????? ???????IHS數(shù)據(jù)來(lái)IHSMarkit整中國(guó)化業(yè)的低端品能過而高端品能短缺尿素電石燒堿純堿等傳統(tǒng)化工產(chǎn)產(chǎn)能利用率長(zhǎng)期較行業(yè)正力控制低端品的過剩從土地供能源技術(shù)評(píng)環(huán)境影響評(píng)價(jià)等方面優(yōu)化結(jié)利用符合政策要求的先進(jìn)藝提整體術(shù)和運(yùn)營(yíng)效率高端聚烯特工

程塑料高端膜材料等高端對(duì)外依存度保持在較高需要國(guó)內(nèi)產(chǎn)能進(jìn)一發(fā)以緩解高端產(chǎn)品的進(jìn)口壓業(yè)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)總的來(lái)說(shuō)多數(shù)傳統(tǒng)化工產(chǎn)品產(chǎn)能增速放緩或產(chǎn)能總下化工新材料化學(xué)品能持續(xù)發(fā)展?；闾嫁D(zhuǎn)的挑戰(zhàn)化工是難減排的重工業(yè)行業(yè)碳排放主要反應(yīng)過程和能源消耗中國(guó)化工部門碳排放約為每年13億噸在全國(guó)二化碳總排放中比13工業(yè)領(lǐng)域總排放的20%此化工行業(yè)的非二化碳溫室氣體排放也將增加碳當(dāng)量排放如合成氨產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生的化亞氮和天然化工裝置逸散的甲烷等作為重點(diǎn)耗能和排放行業(yè)化工行業(yè)的企業(yè)也有望在未來(lái)幾年納入全國(guó)碳市成碳和愿的重點(diǎn)關(guān)領(lǐng)域?；闾嫉膽?zhàn)：從需求端看行業(yè)仍處上升期化工產(chǎn)品的總需求整體仍將不斷增加總需求方中國(guó)人均化工產(chǎn)品消費(fèi)額為折人幣8107元而美國(guó)的人均化工產(chǎn)品消費(fèi)額為9584元比中國(guó)高近20%隨國(guó)內(nèi)經(jīng)和生品質(zhì)的提國(guó)于化工產(chǎn)品需求總有較大的長(zhǎng)外依度高端化工自給率足如國(guó)內(nèi)光伏級(jí)EVA和茂金屬聚乙烯進(jìn)口依賴度分別為75%和80%隨著中國(guó)化工高精尖技術(shù)的突和政策資源對(duì)于高端產(chǎn)品供給的鼓高端化工產(chǎn)品的對(duì)外依存度會(huì)不斷下降且能會(huì)持續(xù)加。從供給端中國(guó)化工生產(chǎn)對(duì)煤依賴度而與煤相關(guān)的碳強(qiáng)度大大高他原料國(guó)因的煤炭資源稟化工體表3全球初級(jí)化工品能年齡構(gòu)成)

量很大甲醇產(chǎn)品為中國(guó)甲醇產(chǎn)有75%為煤而全球這個(gè)比例僅為35%美國(guó)和歐洲均沒有煤制甲醇煤炭相比他的原料有更高的碳元素含量生產(chǎn)碳含量相對(duì)較少的產(chǎn)品比其他原料碳排放更大如生產(chǎn)一噸甲煤炭路徑的工業(yè)過程碳排放為21天然氣路徑工業(yè)過程排僅為7生產(chǎn)一噸合成氨的煤炭路徑和天然氣路徑的工業(yè)過程碳排放分別為4.2噸和2噸8國(guó)龐大的化工業(yè)脫碳難度。此中國(guó)化工生產(chǎn)相關(guān)資產(chǎn)仍偏年輕快速轉(zhuǎn)型可能帶來(lái)的擱淺資風(fēng)險(xiǎn)更高根據(jù)國(guó)際能源署IEA數(shù)據(jù)如圖表中國(guó)年齡較新的產(chǎn)能在化工等重工業(yè)行業(yè)中占據(jù)全球總產(chǎn)能的一半以上例中國(guó)前合成氨生產(chǎn)設(shè)施投后的均運(yùn)行年限僅13甲醇約8乙烯約近期仍有不少新增產(chǎn)能規(guī)劃建而典型的設(shè)施投后的壽命均在30年甚至40以上他國(guó)家相應(yīng)生產(chǎn)設(shè)施均接近退役時(shí)限的情況相中國(guó)化工行業(yè)在零碳轉(zhuǎn)型的過需要同時(shí)綜合慮計(jì)劃地淘汰高碳能在設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行碳減排改直接上新零碳產(chǎn)能等種方案組。因此如何妥善處置現(xiàn)有資規(guī)劃好轉(zhuǎn)型的時(shí)間線并盡量避免資擱淺的問題更棘化零碳轉(zhuǎn)的優(yōu)勢(shì)中國(guó)化工行業(yè)在零碳轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)中也孕：中國(guó)具有較強(qiáng)的技術(shù)集成市場(chǎng)規(guī)模擁有快速規(guī)模化應(yīng)用新技術(shù)的能力乙烯成套工藝技術(shù)是石化業(yè)技術(shù)含量最高最復(fù)雜的技而21213年中油大慶化6萬(wàn)噸和中石化武漢石化8萬(wàn)噸乙烯裝置順利投已標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)化大型烯成套術(shù)工化的成功此隨著沈陜鼓等裝備制造術(shù)平提中已成上以制百萬(wàn)噸烯生產(chǎn)設(shè)“三v的國(guó)家在化工方繼各類技術(shù)突以，中國(guó)快速實(shí)2000噸/天大型化大型變換12等級(jí)的空分設(shè)8萬(wàn)等以上的空壓機(jī)百萬(wàn)噸煤制油反應(yīng)器6萬(wàn)噸甲醇制乙（MT反應(yīng)器等的規(guī)?；黄瓶芍γ撎嫉木G氫CCS等技術(shù)初發(fā)展在未得益于中國(guó)快速規(guī)?；滦g(shù)的能這些有望快速現(xiàn)成本降低。表4化子碳排放)221100???????????????????????? ???? ????PX?? ???????????????)中國(guó)化工行業(yè)的主要企業(yè)以國(guó)有企業(yè)為有能力和資源帶動(dòng)行業(yè)的零碳轉(zhuǎn)型美國(guó)化學(xué)工程新C&E發(fā)布的2020年全球化工50強(qiáng)單有5家中國(guó)內(nèi)地企業(yè)入選其中有3家為國(guó)企即中化中油和中國(guó)中化控股的先正達(dá)中化和中油分美元和2美元的銷售額遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先國(guó)內(nèi)地企國(guó)企占據(jù)國(guó)化市場(chǎng)主市場(chǎng)份額國(guó)企業(yè)是雙碳行動(dòng)的重點(diǎn)方表4化子碳排放)221100???????????????????????? ???? ????PX?? ???????????????)

年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知指重點(diǎn)領(lǐng)域國(guó)企業(yè)特別是中央企業(yè)制定實(shí)施企碳達(dá)峰行動(dòng)方發(fā)揮領(lǐng)用。此規(guī)?；季峙c產(chǎn)業(yè)集成趨勢(shì)明顯有利于資源能源的充分利用和規(guī)模經(jīng)濟(jì)發(fā)揮大型化裝置可以提高能效從而降低單位碳排放如乙烯30萬(wàn)噸/年以下的小型裝置能耗限定值為830kgoe/折O2排放為2.5tO2/而3萬(wàn)噸以上的大型裝置能耗限定值僅為720kgoe/折CO2排放為2.22tCO2/t10園可充發(fā)化工業(yè)聚集的協(xié)同效依靠區(qū)或資源化電能和熱能利形成產(chǎn)業(yè)鏈紐帶并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營(yíng)根據(jù)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)化工園“十四五發(fā)展指南及2035中長(zhǎng)期發(fā)展展望十四五期間中國(guó)將重點(diǎn)培育70具一流競(jìng)爭(zhēng)的化工園區(qū)。于化工行品種類眾游鏈復(fù)本報(bào)主要關(guān)注個(gè)代表性即成氨醇烯碳排放度，中國(guó)化業(yè)的子成氨煉油醇碳排放總量最高11慮到未來(lái)成品油需求量增長(zhǎng)潛受煉油業(yè)的能規(guī)模將收縮的趨率為60能增長(zhǎng)潛能大未來(lái)乙烯產(chǎn)業(yè)的碳排放也將隨之增長(zhǎng)因此合成氨醇烯將是未來(lái)化工行碳減排主要關(guān)注點(diǎn)其從價(jià)值鏈中的地合成氨醇下游品眾且附加值是化工業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)化學(xué)品例烯是油化中最重要的基礎(chǔ)化學(xué)品乙烯產(chǎn)占石化產(chǎn)品的75%以上12乙烯下游的各品類高端塑也是推動(dòng)社會(huì)全面發(fā)展的重要品。烯裝最關(guān)鍵心壓縮機(jī)即裂氣壓縮機(jī)丙烯壓縮機(jī)烯壓縮機(jī)化供展望化工行業(yè)是難減排行業(yè)中為數(shù)不多的整體需求量仍在增長(zhǎng)的部業(yè)鏈較長(zhǎng)且品繁細(xì)分品的供需關(guān)系復(fù)雜本研究認(rèn)未成氨費(fèi)將先降后主要需求來(lái)源為農(nóng)業(yè)工，長(zhǎng)期作為船用燃料的增長(zhǎng)潛醇消費(fèi)將先后需求包烯制醇燃料和傳統(tǒng)下其烯制取中有，甲醇燃料和傳統(tǒng)下游逐步收乙烯消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)主要由終端產(chǎn)品塑料的龐大市場(chǎng)支但由于塑料回收技術(shù)和體益成原生塑料需求減導(dǎo)烯費(fèi)量增速放緩。隨著中國(guó)工業(yè)化城鎮(zhèn)化逐漸入后鋼水泥的需長(zhǎng)期來(lái)將有較明顯減量趨而與鋼水泥不化工行業(yè)零碳轉(zhuǎn)型的一大挑戰(zhàn)是相關(guān)產(chǎn)品需求仍有持續(xù)上漲趨勢(shì)因此分析化工零碳轉(zhuǎn)型的第一是對(duì)行業(yè)內(nèi)主要產(chǎn)品的供給和需求進(jìn)行展

工業(yè)方合成氨的需求有可能上在工業(yè)領(lǐng)成氨主要品炸藥脲醛樹脂泛應(yīng)于采石采土木建筑等領(lǐng)域隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)民生活品質(zhì)的提相應(yīng)的合成氨工業(yè)需求將定程度上漲慮到中國(guó)工化城鎮(zhèn)化逐漸入后期階相關(guān)土建等需求空間有這分的合成氨需也不會(huì)現(xiàn)大規(guī)模上漲。未合成氨作為船運(yùn)等領(lǐng)域的新型能可能爆發(fā)新的需求增長(zhǎng)點(diǎn)作為能源載體合成氨具有穩(wěn)定可靠易液化易儲(chǔ)運(yùn)等特點(diǎn)可利用氫制取并可在必要時(shí)轉(zhuǎn)化為氫是克服氫較難實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離高安低成本運(yùn)輸?shù)葐栴}的重要介質(zhì)長(zhǎng)途大型船運(yùn)目前正在從高排放的燃料油或柴油逐步轉(zhuǎn)化為低碳的液化天然（LN而在零碳趨合成氨將成為長(zhǎng)途船運(yùn)的重要選擇根據(jù)挪威船級(jí)社DNV的預(yù)在激進(jìn)情境下2050年合成氨燃11深入其影響因以碳和新束品供求情況的作

料到全球總船用燃料的25%RMI的零碳情到2050用本章將針對(duì)成氨醇主要基礎(chǔ)化工品的供需況進(jìn)行展望。成氨合成氨的供需量主要受下游需求影響受進(jìn)出口影響較小合成氨2020年的表觀消費(fèi)量為600萬(wàn)噸增速約為2%主要消費(fèi)領(lǐng)域?yàn)檗r(nóng)業(yè)部門和工業(yè)部未船運(yùn)燃料或?qū)⒊蔀楹铣砂钡闹匾枨箝L(zhǎng)點(diǎn)。農(nóng)業(yè)是合成氨需求的主要來(lái)源其次是工業(yè)需求其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域合成氨主要用于生產(chǎn)尿素進(jìn)而直接施肥或生產(chǎn)復(fù)合肥。在工業(yè)中合成氨可用于生產(chǎn)三聚氰胺脲醛樹脂炸藥殺蟲劑等目合成氨在農(nóng)業(yè)的消費(fèi)量占總體的約70%工業(yè)約占30%“減肥增化的背景未來(lái)合成氨的農(nóng)業(yè)消費(fèi)占比將逐漸下而工業(yè)方面的需求可呈上漲趨勢(shì)此在碳中和背景除目前已有用途合成氨作為潛在的船運(yùn)新型燃料可能出現(xiàn)新的需求增長(zhǎng)點(diǎn)。合成氨在農(nóng)業(yè)方面的需求呈降低趨主要原因是化肥利用效率的提高“三五以我國(guó)化肥消費(fèi)總量下降趨提前實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)部2015年提出《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案隨著中國(guó)人口增長(zhǎng)放漸趨穩(wěn)定并緩下中國(guó)的化肥消費(fèi)量將逐漸平穩(wěn)并下降從利用效率中國(guó)目前耕地單位面積化肥使用量約主要發(fā)達(dá)國(guó)家平的兩化肥使用效率較低207年僅為35%遠(yuǎn)不及美國(guó)的52%和歐洲的68%充分挖掘效率提升潛大大降低化肥需求量此受肥效提高有機(jī)肥替代環(huán)保治理升級(jí)和落后產(chǎn)能加速退出等重因素影響未來(lái)農(nóng)業(yè)成氨將不減事實(shí)根據(jù)國(guó)家局?jǐn)?shù)，近年國(guó)內(nèi)化肥產(chǎn)呈不下降趨年均降幅達(dá).3%。

中國(guó)船運(yùn)50%的能源需求由成氨提供此成可直接燃燒或入他燃電例最大電生商JERA公司計(jì)劃在20242025年實(shí)日本碧南四號(hào)燃煤發(fā)電廠中入20%的合成2035年前在營(yíng)燃煤電廠摻混20合成氨燃并逐步提高摻混2050年前實(shí)現(xiàn)00成氨熱電。成氨的依賴度較長(zhǎng)期潛能成在常為氣需經(jīng)加壓或降溫液化長(zhǎng)途船運(yùn)相對(duì)于常溫下固態(tài)或液態(tài)品更難進(jìn)口2020成氨量12萬(wàn)成氨表觀消費(fèi)量的2%中短期來(lái)中國(guó)合成氨需求下將進(jìn)一步壓縮合成氨的進(jìn)口量長(zhǎng)期來(lái)合成氨燃料需求增推動(dòng)國(guó)內(nèi)成氨先進(jìn)能的發(fā)促成氨燃料口。綜合上述三大領(lǐng)域RMI對(duì)零碳圖景下合成氨的需求進(jìn)行了測(cè)算如圖表5所合成氨需求變化將經(jīng)歷個(gè)階2025年合成氨的需求在600萬(wàn)噸左右中有其中農(nóng)業(yè)需求受政策影響下工業(yè)需求因下游行業(yè)發(fā)展而增2025年到2035，主要受氮肥效大幅提升帶來(lái)的合成氨農(nóng)業(yè)需求萎縮影合成氨需求下降至2035年的約460萬(wàn)此工業(yè)需求量增速放緩合成作為能源在2030年前后出現(xiàn)試但并未形成規(guī)?；瘧?yīng)2035年至2050合成氨需求量由于作為能源的需求擴(kuò)張而增合成作為燃料應(yīng)用出現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)化應(yīng)到2050燃料端應(yīng)用達(dá)到總需求量的50%農(nóng)業(yè)端和工業(yè)端需求趨于平穩(wěn)。表5成供展望100009000????????????(???700060005000400030002000100000000000

00000000000000000000000000000000000甲醇燃料是一種較為清潔的液態(tài)燃作為燃料的需求有望有中國(guó)甲醇供需情況主要受下游消費(fèi)影進(jìn)出口對(duì)中國(guó)甲醇供需

一定增但長(zhǎng)期需求有限甲醇代替煤炭作4燃料排放的的長(zhǎng)期影響有總體供需趨勢(shì)為先增后減2020中國(guó)甲醇

PM2.5將減少80%以氮化物減少90%以上“三五期的表觀消費(fèi)量為87萬(wàn)噸v增速約為6%甲醇的需求側(cè)作為原料甲醇制乙（MT傳統(tǒng)下（乙酸MTBE甲醛等和作為燃料應(yīng)比分別為%3%15%未來(lái)烯需比不而傳統(tǒng)下醇燃料需比中有。乙MTBE甲醛等的傳統(tǒng)下游需求穩(wěn)中有長(zhǎng)期降幅將逐步增大醇的傳統(tǒng)游乙MTB醛主要于建材裝成品油添加劑等領(lǐng)域未在安雙控的傳統(tǒng)游需求將受到限制。MTO的增長(zhǎng)潛能較MT以高效利用煤炭資并緩解對(duì)進(jìn)口原油的依賴乙烯是重要的石油化工行業(yè)基礎(chǔ)化工品利用甲醇制乙烯將提甲醇需求端的經(jīng)濟(jì)效益當(dāng)煤炭?jī)r(jià)格較低且油價(jià)較高煤制甲醇制乙烯的成本優(yōu)勢(shì)大于石腦油制乙烯工藝以MTO主醇新型下游需比在202044%至%未烯需求量隨游高端塑料等需求加而上傳醇需求上漲于現(xiàn)醇制取以煤炭原能耗和碳排放問題限醇烯路需求量。

隨著對(duì)高清潔燃料的大力推廣和煤改氣等政策的甲醇燃料到定程度發(fā)應(yīng)領(lǐng)域包醇汽油醇汽車、醇鍋醇以及船舶燃料等2020醇燃消費(fèi)量為122萬(wàn)醇消費(fèi)總量15%化應(yīng)受限的領(lǐng)甲醇作為清潔的易儲(chǔ)存燃料以發(fā)揮重要作在低溫條件下有比電池更穩(wěn)定的功能表現(xiàn)甲醇相對(duì)氫有更高的安全穩(wěn)定性和體積能作氫的儲(chǔ)存媒在應(yīng)用場(chǎng)中轉(zhuǎn)化成氫能。此液態(tài)燃料屬性也使甲醇的應(yīng)用通過少量改造可以最大化地利基礎(chǔ)設(shè)如管油庫(kù)加油站等。甲醇進(jìn)口量將隨著國(guó)內(nèi)供需結(jié)構(gòu)的優(yōu)化而緩下降2020進(jìn)130萬(wàn)噸占總表觀消費(fèi)量的16%而出口僅在偶有套利空間時(shí)少量發(fā)生國(guó)內(nèi)計(jì)劃產(chǎn)能和在建產(chǎn)能的陸續(xù)投將在短期內(nèi)減少進(jìn)口依賴度中期對(duì)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化使得甲醇進(jìn)口量趨于穩(wěn)長(zhǎng)期醇需求下能進(jìn)一壓醇量的未來(lái)需求量也受到綠甲醇制取技術(shù)發(fā)展的影響現(xiàn)有的煤炭為主的生產(chǎn)路徑碳排放如果可大規(guī)模推廣甲醇的低碳零碳生路供給端推動(dòng)需求端發(fā)進(jìn)而醇的市場(chǎng)規(guī)模。根據(jù)中國(guó)油和化工業(yè)合會(huì)東隆眾息司組織中國(guó)化市場(chǎng)預(yù)警報(bào)（202的數(shù)據(jù)根據(jù)RMI分如圖表甲醇的供需變化將經(jīng)歷兩個(gè)階2030年甲醇的總表觀消費(fèi)將持續(xù)上到2030年達(dá)億噸在一MO和燃料需求醇需求長(zhǎng)主要驅(qū)動(dòng)用于MTO的甲醇在2030年可達(dá)近5200萬(wàn)噸而其他傳統(tǒng)甲醇下游如甲醚等緩下降2030年至2050甲醇總消費(fèi)在峰年2030后持續(xù)走到2050年降695萬(wàn)噸MO因游烯烴120001000080006000400020000???? ????? ?????????120001000080006000400020000???? ????? ?????????(???

業(yè)能耗碳排放限制而略有下傳統(tǒng)甲醇下游需求保持減少趨而作為燃面化趨醇鍋醇灶具等逐步淘汰醇需方船運(yùn)路面交通零碳化轉(zhuǎn)能拉高甲醇需綜合來(lái)甲醇作為燃料的需求于2035年后基本保持穩(wěn)趨000000000000000000000000000000000000000000國(guó)內(nèi)乙烯的產(chǎn)量主要由下游需求量和進(jìn)出口量?jī)煞矫骝?qū)本研究主要游需求的影響烯不適長(zhǎng)途運(yùn)全球游衍物而不是烯的式進(jìn)行易國(guó)游需求聚乙烯乙二醇苯乙烯均存在較大進(jìn)口缺219年進(jìn)口依賴度約48%56%26%未來(lái)國(guó)內(nèi)煤化工制乙烯路徑的發(fā)展有可能降低進(jìn)口依賴綜由于進(jìn)出口情況還會(huì)受各國(guó)產(chǎn)品成本資源可得各類品供需等重因素影未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)不確定因素較大本研究在假設(shè)乙烯需求均來(lái)自國(guó)自給的情析未來(lái)供需況。乙烯是石化工業(yè)的基礎(chǔ)原料其產(chǎn)品占石化產(chǎn)品的75%以上2020我國(guó)乙烯產(chǎn)量為216萬(wàn)表觀消費(fèi)量337萬(wàn)，量費(fèi)量628噸烯最大的比，乙二7%苯6.5%氧烷5%未烯的

下游消費(fèi)聚乙烯仍將是最大的增長(zhǎng)點(diǎn)其余領(lǐng)域消費(fèi)較為平穩(wěn)聚乙烯是被最廣泛應(yīng)用的塑料品種本研究從分析塑料的未來(lái)需求探究烯供需的能影響。塑料是數(shù)量龐大且未來(lái)需求仍將持續(xù)上漲的化工終端產(chǎn)品近0在經(jīng)發(fā)展的大全球塑市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增加219全球原生塑料產(chǎn)量達(dá)到3億噸面對(duì)需求快速增長(zhǎng)世界自然基金會(huì)預(yù)測(cè)如果在廢塑料處理技術(shù)及管理方式上無(wú)重大改變及發(fā)展則至2030年原生塑料產(chǎn)量將在目前基礎(chǔ)上再次提升40%中國(guó)是全球最大的塑生產(chǎn)和消費(fèi)前每年的塑料表觀消費(fèi)量超過8000萬(wàn)噸未隨著生活平提中國(guó)對(duì)塑料的需求仍將持續(xù)上漲中國(guó)的人均塑消費(fèi)量為45kg左1約是主要發(fā)達(dá)國(guó)家的一假設(shè)到2050中國(guó)人均塑料消費(fèi)量接近當(dāng)前部發(fā)達(dá)國(guó)家的均消費(fèi)量那么屆時(shí)中國(guó)塑料費(fèi)總將達(dá)1.2億噸以上。塑料是乙烯需求的主要來(lái)其回收利用潛力的充分釋可大大降低對(duì)初級(jí)原料乙烯的需求此生物基等替代原料也可能降低原烯的需求量去5中國(guó)每年的塑料回收在1800萬(wàn)噸左廢塑料產(chǎn)生量的比例中國(guó)的塑料回收利用率為2.8%16通過減少低質(zhì)包裝塑料產(chǎn)能限制包裝塑料出提包裝用廢塑料回收比預(yù)計(jì)到2030年和2035年廢棄塑料回收利用系分別增100萬(wàn)噸/年150萬(wàn)噸/年的回收和處理能進(jìn)一通過新型回收利用技術(shù)的發(fā)展和有效回收模式的形成若到2050塑料的回收利用率達(dá)到60%來(lái)自替代原料的塑料制到需求0%vi么烯原料的塑料需求將僅占到總需求的55%如果考慮改善消習(xí)慣從而延長(zhǎng)塑料制品的使壽命等他因和發(fā)展情況塑料制品烯原料的需求量還將進(jìn)一步降低。塑料回收利用潛力的釋放主要來(lái)于兩方即由回收體系完善帶動(dòng)的物理回收viii水平提和由技術(shù)進(jìn)步驅(qū)動(dòng)的化學(xué)回收ix市場(chǎng)的擴(kuò)張2030年塑料回收利用潛力的釋放主要自物理回收水平的提高而化學(xué)回收在2030年后有望得到較大規(guī)模的應(yīng)140120100806040200 ?????140120100806040200 ?????????????????????????23%20%17%0%1%1%5%100%12% 10%100%100%83%74%55%202020302050

用物理回收潛力的釋放主要來(lái)自前端回分類和收集系統(tǒng)的完善以歐盟為218年的21萬(wàn)噸塑料混合收集1510萬(wàn)噸廢塑6于物理回而分類收集40萬(wàn)噸廢塑料有62%可用于物理回收化學(xué)回收方目前相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)和成套技術(shù)已經(jīng)顯著的進(jìn)展和突破并陸續(xù)進(jìn)入驗(yàn)證示范階段，未來(lái)需要進(jìn)一步技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)鏈條完快速實(shí)現(xiàn)規(guī)?；堪退箘?chuàng)氏等領(lǐng)先企業(yè)均在塑化學(xué)循領(lǐng)域進(jìn)行系列布在國(guó)中石油中石也直密切關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域。例如中石油“十四五期全面布局相關(guān)研究包括單一化塑料材料回收利術(shù)新型廢塑化術(shù)中全面動(dòng)成套發(fā)工業(yè)應(yīng)同手相關(guān)品標(biāo)研究。根據(jù)RMI分如圖表8所中國(guó)乙烯的供需將保上升趨，到2050供需量接近880萬(wàn)2020年烯的表觀消費(fèi)量相37%烯供需上漲主要以塑為代表的終端產(chǎn)品需求的上漲與未充發(fā)揮塑料回收利用潛力的照常發(fā)展情況2050烯的供可降低約40%。??????(??)能源轉(zhuǎn)型委會(huì)和Maeralonomics到2050全球范圍內(nèi)替代原料的塑到需求量0%左右。viii 物理回收指塑料被收集分類清洗磨成分然后熔化成小于制造品的過程。化學(xué)回收是指通列的化學(xué)過程廢塑料轉(zhuǎn)化塑料體等組進(jìn)而制造新的塑或價(jià)值的化工品的過程。8烯供展望)100009000800070006000500040003000200010000碳碳國(guó)化零碳之路220221222223224225226227228229230231232233234235236237238239240241242243244245246247rmirmiorg/249250化碳減排化碳減排路立足資源稟發(fā)展顛覆術(shù)化工行業(yè)碳減排從消費(fèi)側(cè)和供給側(cè)路徑包括消費(fèi)減、產(chǎn)品高端化終端替代效率提燃料替代原料替代和末端處理七大方面從技術(shù)方案化工品生產(chǎn)從原料低碳燃料低碳和系統(tǒng)節(jié)能個(gè)維度考慮碳減排從經(jīng)濟(jì)性綠

CS等顛覆性術(shù)成下降將使化低零碳生成本競(jìng)力大大提本章主合成氨甲醇乙烯三大產(chǎn)品為探討國(guó)化零碳轉(zhuǎn)型的可行性和經(jīng)濟(jì)可行性?？尚谢紲p排路徑化工行業(yè)低碳零碳轉(zhuǎn)型應(yīng)從需求側(cè)和供給側(cè)兩方面碳減排抓手包括需求減量效率提燃料和原料替代以及末端處理等方面費(fèi)側(cè)的碳減排舉措包括費(fèi)減高端化終表9化化碳減排路徑

端替代三供給側(cè)的碳減排舉措包括效率提燃料替代原料替代和末端處理四大（圖表。 嶊餩? ?絛? 嶊餩?嶊餩???????絊畮剏絊畮剏

佪檜?敍俱剏?俱剏劣畮??????????????費(fèi)碳減排路徑消費(fèi)側(cè)碳減排的重點(diǎn)是減少對(duì)能耗密集型產(chǎn)品的依賴方面是通過提高效率回收利用等減少同服下的需方面包括向更綠色高端的品或替代品轉(zhuǎn)需側(cè)碳減排路徑包括費(fèi)減高端化終端替代等。費(fèi)減量消費(fèi)減以從源頭降低能耗和碳排不同產(chǎn)品的消費(fèi)減量潛能不同與未來(lái)能源和社會(huì)系相融合的應(yīng)用將有更高的需求增長(zhǎng)如甲醇和合成氨在交通運(yùn)輸中對(duì)傳統(tǒng)燃料的替代而在部分傳統(tǒng)領(lǐng)尤其是高耗能污染行消費(fèi)減量的潛能更甲醇醛制膠成氨尿素制化肥游制塑料，都會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化循環(huán)經(jīng)濟(jì)的深入和生習(xí)慣的改變有一定的下探空間提高廢塑料回收率增加化肥利用率和優(yōu)化建筑業(yè)材料會(huì)促進(jìn)費(fèi)減量。端化產(chǎn)品高端化可有效淘汰落后產(chǎn)能和優(yōu)化低端產(chǎn)降低行業(yè)能耗和碳排放國(guó)的化工產(chǎn)量和能均前但是在高端產(chǎn)品的業(yè)鏈上仍然存在技術(shù)受制發(fā)達(dá)國(guó)家的問題以烯烴業(yè)為整上同化且主要中在界化業(yè)鏈中低高端高性能聚烯烴品關(guān)鍵術(shù)短缺18國(guó)內(nèi)烯烴仍然有較高當(dāng)量進(jìn)口量進(jìn)口產(chǎn)品集中以茂金屬聚乙烯為代表的高端聚烯烴產(chǎn)品甲醛等工程塑料產(chǎn)品業(yè)鏈有很大的深度發(fā)展質(zhì)。端替代在滿足服務(wù)功能的同化工產(chǎn)品在終端應(yīng)用以由更環(huán)保的產(chǎn)品提供如在材可以通過生物基材料的發(fā)展和推廣進(jìn)行替代根據(jù)Nvanstitue的報(bào)告12020全球物基塑料等結(jié)構(gòu)高分子材料的產(chǎn)量為420萬(wàn)噸為化石資源基產(chǎn)量的%生物基結(jié)構(gòu)分材料年合增長(zhǎng)率高達(dá)8并預(yù)在未來(lái)年持續(xù)增長(zhǎng)中國(guó)生物基化學(xué)品研究起步較但二五國(guó)家科技支撐計(jì)劃物基材料和物基化學(xué)品被列為研究游材料應(yīng)用和商業(yè)模式的發(fā)展獲得大力推動(dòng)各省政策要求限制和禁不可降解塑料的使也將推可降物基材料的推20。供給碳減排路徑供給側(cè)碳減排路徑對(duì)化工生產(chǎn)提出更高的技術(shù)要求化工行業(yè)的碳排放主要來(lái)自反應(yīng)過程和能源消耗不同生產(chǎn)路徑有不同的排放結(jié)如煤制甲醇的主要碳排放來(lái)源為反應(yīng)過程而乙烷制

乙烯的主要碳排放來(lái)源為能源消耗供給側(cè)碳減排主要從反應(yīng)過程和能源消耗輔以負(fù)碳技術(shù)以充分實(shí)現(xiàn)碳減排具體措施包率提升化工反應(yīng)大多在高溫高壓催化劑的反應(yīng)條件下進(jìn)因此對(duì)于能源消耗有較高的要有效管理熱能催化劑高效化等都是提高能效的有效方法蒸汽再壓縮等熱能管理技可提高熱能利用效新型催化劑的應(yīng)用以降低化學(xué)反應(yīng)所需的溫度從而減少能源消耗降低碳排放例林德公司的EDHOX技術(shù)可將烯烴蒸汽裂解反應(yīng)溫度870°C降低到400°C該技已在德國(guó)展試點(diǎn)21。燃替代效率提升是通過減少能源需求量來(lái)降低碳排而燃料替代是從燃料本身的角通過降低或者消除單位能源對(duì)應(yīng)的碳排放量，以達(dá)到碳減排的目的具體地以利用低碳或零碳的清潔能源替代傳統(tǒng)的高排化能包：電加熱電化是替代化石能源的重要手段化學(xué)反應(yīng)中的溫度壓大可通電能源反器達(dá)例電裂爐作制取烯烴反器巴斯沙特基礎(chǔ)工業(yè)和林德公司正在共同發(fā)推廣電加熱蒸汽裂解爐2并計(jì)劃2025年化現(xiàn)電裂解術(shù)發(fā)展的瓶頸主要電網(wǎng)設(shè)電加熱效率等使用電進(jìn)電加熱對(duì)該技術(shù)環(huán)境的提至關(guān)重國(guó)電結(jié)以電，電力的碳排放較高隨著新能源推廣和綠電市場(chǎng)化交易提零化工碳提供重的綠能源。物質(zhì)生物質(zhì)資源包含秸畜禽糞便林業(yè)廢棄物等工業(yè)利用的生物質(zhì)燃料為生物質(zhì)天然氣或生物質(zhì)液體燃料生物質(zhì)燃以燃燒的形式供熱與傳統(tǒng)的化工加熱爐差異較小目前生物質(zhì)燃料技術(shù)較為成熟但是經(jīng)濟(jì)性和資源可得性受限緩解原資源性問埃克森美為代表的公司和科研機(jī)投資研發(fā)非糧食為原料的第代生物質(zhì)燃料23國(guó)內(nèi)的物質(zhì)發(fā)展以及是否有充足的生物質(zhì)燃料用于化工行取決于未來(lái)的政策指引市場(chǎng)情況代質(zhì)燃料的進(jìn)展。氫能氫能是理想的清潔能燃燒后僅生成水可滿足特定化反應(yīng)需要的較高溫度陶氏化學(xué)與生態(tài)催化技術(shù)公司和西南研究院“氣燃燒與節(jié)能乙烯生產(chǎn)的集成進(jìn)行合作未來(lái)氫能在化工的能源應(yīng)用主要集中在溫度需求較高電爐很難高效率運(yùn)行的場(chǎng)景或在氣資源條件較好的作加熱燃料主能源或靈活性能源。原替代原料替代以降低反應(yīng)過程的碳排放提高化工產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為現(xiàn)階段的主要方式例如利用乙烷制取乙烯大幅提高乙烯產(chǎn)品的收率長(zhǎng)期零碳來(lái)源的資源成為化工生產(chǎn)主要原在不能完實(shí)現(xiàn)原料零碳的情通調(diào)配原以最大限度減反應(yīng)過程的碳排放。綠氫和Pwer-toPtX）綠氫的應(yīng)用有效地解決傳統(tǒng)化能源原料碳?xì)淦叩膯栴}以煤化工為例煤炭與水通過水煤氣變換反應(yīng)生產(chǎn)成氣制原煤碳組分偏分以二氧化碳形式排放如果利用綠氫將這部分碳加以利將會(huì)最大化降低化工反應(yīng)過程的碳排放而PtX技術(shù)則大幅降低對(duì)化石資源的依賴?yán)每諝庵谢蚬I(yè)捕捉的二化與綠氫結(jié)合制化工品綠氫和PtX都有相關(guān)的試點(diǎn)如何通過技術(shù)革新和政策指引降低成本將成為未來(lái)發(fā)展關(guān)鍵。物質(zhì)生物質(zhì)的化工原料利用以乙醇為中間體制取乙烯等高附加化學(xué)品物質(zhì)乙醇的術(shù)成在分資的國(guó)家地區(qū)經(jīng)濟(jì)乙醇烯轉(zhuǎn)化率高國(guó)物質(zhì)資源較為匱乏且未來(lái)發(fā)展路徑尚不明大規(guī)模獲取生物質(zhì)原料存在難度生物質(zhì)制化工品的成本可能長(zhǎng)期處于較高。末端處理對(duì)于經(jīng)過原料能源等不同維度的碳減排仍然剩余的碳排放負(fù)碳技術(shù)將成為支撐全面脫碳的末端處理手段CC（碳捕集與封存將捕集的二化碳處理壓縮并注入地下的油氣田或咸水，并永久封存在地為提高經(jīng)濟(jì)性中短期的CCS可與成熟油氣田O（提高采收率相結(jié)而長(zhǎng)期應(yīng)以咸水層封存以提高封存量。

體來(lái)化工生從原料替代燃料替代和系統(tǒng)節(jié)能三個(gè)維度考慮碳減排其作為原料的碳源應(yīng)化石燃料逐步過渡到生物沼氣和二化氫源應(yīng)從煤制氫天然氣制氫等逐步過渡到生物沼氣可生能源制等即便是仍采用化燃料原可逐漸選擇碳強(qiáng)度較低的原料例在烯生產(chǎn)條允許原料從煤石腦油逐步向輕烴過渡在燃料方電化的過程應(yīng)電化能源逐步轉(zhuǎn)變到可再電力在系統(tǒng)節(jié)能方充分利用熱能管理和催化劑技術(shù)等降低反應(yīng)的能源需從而降低整體系統(tǒng)的碳排放圖表10和圖表醇烯為列能的轉(zhuǎn)型路徑。在甲醇的原方碳源從以煤為代表的化石燃料逐步轉(zhuǎn)向生物質(zhì)沼氣和二化碳其在過渡時(shí)二化碳可工業(yè)氣等非可生途徑以減少分的碳排放然長(zhǎng)期來(lái)若要保證原料“零碳二化碳應(yīng)空氣捕獲或物、沼氣燃燒等來(lái)源氫源的變化以從水煤氣變換過渡到生物質(zhì)、沼氣和可再生能源電解水等來(lái)源在能源利用方化石燃料可逐步過渡化燃仍在使用以逐步配備CS來(lái)處理燃燒帶來(lái)的碳排放。對(duì)于乙烯生原料端將碳源和氫源從煤石腦油逐步轉(zhuǎn)變到輕烴生物質(zhì)和綠氫加二化碳能源端化石能源逐步轉(zhuǎn)變到電加熱裂解并在過程中利用熱能管理和催化劑技術(shù)等提高能效國(guó)內(nèi)烯烴生產(chǎn)按原料不同分為國(guó)內(nèi)油氣國(guó)內(nèi)煤炭和進(jìn)口資源這模式根據(jù)不同模式的發(fā)展適宜的轉(zhuǎn)型路將副甲烷作為原料提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化促進(jìn)乙烯業(yè)鏈完成從高碳生到低碳生到零碳生的跨越。2050年可推動(dòng)化工生產(chǎn)碳減排技術(shù)的成熟度均能達(dá)到可大規(guī)模部署的水且根據(jù)不同技術(shù)的成熟度水可判斷該技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的時(shí)間從技術(shù)成熟度以回收利用為代表的需求減量以工優(yōu)化管理改為代表的能效提升在中短期內(nèi)具有較高的可行性這類技術(shù)截至目前已經(jīng)釋放了較大的碳減排潛但可進(jìn)一步提然不管是需求減量還是能效提都無(wú)法實(shí)現(xiàn)接近零碳而燃料電化綠氫利用生物質(zhì)利用碳捕集利用與封存等顛覆性技術(shù)雖然碳減排潛更但技術(shù)成熟度相對(duì)較低體而化工行用的脫碳技術(shù)基本在2035年左達(dá)到可化應(yīng)用圖表12和圖表13列相關(guān)碳減排技術(shù)成熟度的曲線和展望。此隨術(shù)平的進(jìn)將有更解決方案推動(dòng)化業(yè)加速E新凈零排放所需的一半碳減排將于今天未進(jìn)段的遠(yuǎn)4。0低零碳轉(zhuǎn)型術(shù)線1烯低零碳轉(zhuǎn)型術(shù)線12化碳減排術(shù)成熟曲線13化碳減排術(shù)成熟度展望 ? ? ? 0 5 0 5 0 5 0 5 ?????????????? ???????

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45kWh/kg前平降低約20%制氫裝置的化進(jìn)程有高于預(yù)期的可能如澳大利亞Hysata司的技可將轉(zhuǎn)化效率提1.5kWh/kg綠氣成本將取決于是利就可生能源或電網(wǎng)電力電力市場(chǎng)改革可能給電價(jià)的未來(lái)走勢(shì)帶來(lái)不確定成本模價(jià)價(jià)格是全國(guó)均?；どa(chǎn)中產(chǎn)生的CO2濃度較為相對(duì)低成本的CCS應(yīng)用創(chuàng)造絕佳條件未隨技術(shù)的迭代和規(guī)模效應(yīng)的凸CS的成也將持下降到2035一代捕集技術(shù)x成本將前降低15%25%隨著第代捕集技術(shù)xi實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)其成本將比第一代技術(shù)降低5%10%到2040隨著CCS集群初步建，代捕集技術(shù)前降低40%~50%25到2050相應(yīng)的成本還將進(jìn)一步降低。在中國(guó)由于生物質(zhì)資源相對(duì)有限盡管未來(lái)生物質(zhì)大規(guī)模利用趨勢(shì)有望降低基于生物質(zhì)的零碳化工生產(chǎn)的成但和他零碳術(shù)相物質(zhì)扮演的僅能在物質(zhì)資源尤優(yōu)越的地到較大規(guī)模應(yīng)用。本節(jié)別對(duì)成氨醇主的初級(jí)化工，不同零碳生路徑成本經(jīng)濟(jì)性。一代捕集術(shù)指現(xiàn)能進(jìn)行大規(guī)模范的如胺基收劑物理溶劑富氧燃燒等。成熟后能耗和成比成熟后的一代術(shù)大幅降低的如新型膜離術(shù)新收術(shù)新吸附術(shù)、4035302520151050202?????????205?4035302520151050202?????????205??????/????)15國(guó)未來(lái)C成降趨勢(shì)400CCS??CCS??(?/?????)300250200150100500 00 00 00 00 0?? ?? ??數(shù)據(jù)來(lái)生態(tài)部境規(guī)劃院中國(guó)科學(xué)院武土學(xué)研究中國(guó)2世紀(jì)議程管心成氨未應(yīng)用煤+CCS或綠氫是零碳合成氨生產(chǎn)的最有經(jīng)濟(jì)性的手段即使在可生能源條件較為優(yōu)越綠合成已經(jīng)能在成本上和傳統(tǒng)的煤制合成氨競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際能源署在2019年的一項(xiàng)研究指通過有效利用風(fēng)光資源中國(guó)綠合成氨的成本可低至約2870元/噸和煤制合成氨的約2380-2560元/噸差距不大26由于原料差（如煤天然氣等及其價(jià)格波動(dòng)目前合成氨成本也較為敏感未來(lái)方面碳價(jià)將削弱基于化石能源的合成氨的成本經(jīng)濟(jì)另方CCS和綠氫成本的加速下降將使零碳生產(chǎn)路徑更競(jìng)力。圖表16未來(lái)各種零碳生產(chǎn)路徑下的合成氨成本比較長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)在未來(lái)潛在碳零碳生產(chǎn)路徑將可能比傳統(tǒng)的基于化石能源的生產(chǎn)路徑更具經(jīng)濟(jì)性假設(shè)2050年碳價(jià)為250元/噸不論是應(yīng)用CCS或綠合成氨都比傳統(tǒng)煤制合成氨更有經(jīng)濟(jì)性前國(guó)際上對(duì)碳價(jià)的預(yù)估遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于個(gè)例高盛認(rèn)為要有效降低碳排放需要高達(dá)630美元/噸的碳價(jià)2而WoodMackenzie則認(rèn)要符合控制溫升在1.5℃內(nèi)碳價(jià)需達(dá)到1000元/噸28由于中國(guó)生物質(zhì)資源相對(duì)短缺生物質(zhì)成本較6零碳成氨生成本隨時(shí)間變化70006000???????????/?)4000300020001000

利用生物質(zhì)制合成氨的成本在未來(lái)也將保持在高位除當(dāng)?shù)赜械涂沙掷m(xù)供應(yīng)的生物質(zhì)資否則其合成氨脫碳中的貢獻(xiàn)限。短期傳統(tǒng)煤制成氨應(yīng)用CS是較為經(jīng)濟(jì)的脫碳段，應(yīng)CS的成氨生成本約350元/零碳生溢60%左右到2030成本下降到3090元/2050年2660元/噸假設(shè)2030年碳價(jià)130元/噸應(yīng)用CS的成氨生成本將僅比碳1設(shè)50碳25/噸50應(yīng)C成氨生成本碳價(jià)9%于C于成氨生成整體較在成短備CS。雖然短期內(nèi)CCS是普遍較便宜的選擇但在綠氫價(jià)格極速下降的情況利用綠氫生產(chǎn)合成氨在遠(yuǎn)期可能實(shí)現(xiàn)更低的成本到2050均平若終端價(jià)格12元/kg綠合成氨的成本為2820元/噸比碳價(jià)在250元/噸平的煤制合成氨的成本低15%而在未來(lái)更高碳價(jià)的預(yù)期綠合成氨將更有成本競(jìng)力此在可生能源條件較零碳電價(jià)較低的區(qū)綠成氨的成本性將更突有望低應(yīng)用CS的成氨生甚至低加CS的化能源制成氨成本。0 00 00 0?+?? ?+CCS ??PtX ???成取濃度O成本2020年350元/2030年230元/20500元/t。20M203030k2020年33成取濃度O成本2020年350元/2030年230元/20500元/t。2基于綠氫的合成氨生成本對(duì)綠氫成本的敏感性較而綠氫成本高度依賴零圖表不同氫終端價(jià)零碳合成氨的生產(chǎn)成本到2050若不考慮碳在約9元/kg氣終端價(jià)成氨成本和煤制成氨達(dá)到平若

該條1元/kg圖表18假設(shè)在就地直接利用可生能源電力制氫不同零碳電下的零碳合成氨的生產(chǎn)成本到2050若不考慮碳在電價(jià)低于0.13元/kWh綠合成氨成本將低于煤制成若碳該條為.元/kWh。7不同氫終端價(jià)零碳成氨生成50情）205020502020??2030??0?????(?/?????(?/?)0000000 5 0 5 0 5 0 ?+?? ?+CCS ??PtX8不同零零碳成氨生成就地制氫50情）

??????/kg2?從應(yīng)用CCS和綠合成氨兩個(gè)生產(chǎn)路徑的比較氣終端價(jià)格低于11元/kg綠合成氨比應(yīng)用C更成本競(jìng)力。如果可電就地制元/kW下氫合成氨成本更低通過比較這些成本條可以識(shí)別適合CCS或綠合成氨試點(diǎn)的早期機(jī)也有助于不同區(qū)域的合成氨生產(chǎn)選擇最具成本競(jìng)的零碳生路徑。甲醇的零碳生產(chǎn)路徑按原料劃分為仍依賴化石能（主要是煤的路徑和采用新型替代原料的路徑其前中的碳依然自化石能有可能在全生命周期結(jié)束時(shí)依然排放到大氣中要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程和原料碳中這部分碳仍需用碳匯的段進(jìn)行抵消。在上述分者包括傳統(tǒng)的煤醇結(jié)合C以及傳統(tǒng)煤制甲醇耦合綠氫以避免過程排放兩種這兩種生產(chǎn)路徑在很大程度上避免反應(yīng)過程中的碳排放采用新型替代原料的路徑主要包括基于綠氫的Powe-to-X制甲以及生物質(zhì)制甲醇兩種其Powe-toX路徑除氫還需二化碳作原二氧化碳空氣碳捕獲或生物質(zhì)來(lái)則甲醇認(rèn)為是生產(chǎn)過程和原料均零二化碳工業(yè)么這分碳在品生命期結(jié)束時(shí)仍然能排放到大因生產(chǎn)過程零碳。成氨的情況類在短期傳統(tǒng)的煤醇應(yīng)用CS是9零生成本隨時(shí)間變化1200010000????????(?/?)600040002000

短期內(nèi)最經(jīng)濟(jì)性的零碳生產(chǎn)路徑圖表1顯不同零碳生產(chǎn)路徑的成本隨時(shí)間的變化情況2020即使應(yīng)用CCS帶來(lái)的綠色溢價(jià)超過70但成本仍大大低他零碳生產(chǎn)路徑到2030即使在較低的碳應(yīng)用CCS的綠色溢價(jià)也僅不15%到2050應(yīng)用CS比碳更成本競(jìng)CS有的競(jìng)兩方一是化工生中二化碳濃度非常甚至接近100從而碳捕集成優(yōu)勢(shì)明其二是中醇生具有高度煤炭依賴的傳應(yīng)用CCS意味著最可能地利前的能資避大動(dòng)作轉(zhuǎn)帶來(lái)的不確定性。0 00 00 0?+?? ?+CCS ?+?? ??PtX ???然長(zhǎng)期來(lái)由于綠氫成本將極速降論是在傳統(tǒng)化工中耦合綠還是直接應(yīng)用綠氫Powe-to-X生甲都有可能獲得理想的成本經(jīng)濟(jì)性對(duì)于Powe-to-與構(gòu)成中沒有碳的合成氨不同在二化碳原料成也將影響醇成本然本研究計(jì)算表相較二化碳成綠氫成本仍然是決定PoweoX醇成本的瓶頸因工副作過渡解決方案以050即二碳成630元/直接氣碳捕獲的成在綠氫成低至0元/kg的情況綠氫成本在零生成中到60%到050若為0元/ke-oX醇成約360元/此相較傳統(tǒng)醇加碳價(jià)成綠0%如能獲取低成eoX成本經(jīng)濟(jì)更出。傳統(tǒng)煤制甲醇耦合綠氫的成本同樣高度依賴于綠氫成本該路徑雖然仍依賴煤但為得到可避免過程碳排放碳?xì)浔鹊暮铣蓺庑枰a(bǔ)充作為原料的綠氫到2050用一路徑生產(chǎn)的甲醇成本

約為2000元/噸雖然成本經(jīng)濟(jì)性較但從全生周期由于碳組分仍醇終端費(fèi)或處中能帶來(lái)碳排放。生物質(zhì)制甲醇的成本在短期內(nèi)比基于綠氫的路徑成更但由于國(guó)內(nèi)生物質(zhì)資源較短原料成本長(zhǎng)期來(lái)生物質(zhì)制醇醇零碳轉(zhuǎn)的限。圖表20和圖表21分別展示了在不同的終端氫氣價(jià)格和電（就地制氫不同零碳甲醇生產(chǎn)路徑的成本對(duì)比情況2050年，在250元/噸的碳價(jià)終端氫氣價(jià)格低于約.6元/kg綠氫Powe-to-X制醇傳統(tǒng)煤制醇更好的經(jīng)濟(jì)性當(dāng)終端價(jià)格低于約5.0元/kg基于綠氫的零碳甲醇生成本將低于煤醇應(yīng)用CS若慮就可電力制氫的情使得基于綠氫的零碳甲醇生產(chǎn)路徑比煤制甲醇煤制甲醇加上碳價(jià)應(yīng)用C更具成本的平價(jià)條分別價(jià)低于約元/kWh和約0元/kWh。表1表1不同零零生成就地制氫50情）120001000080006000400020000.0020502020?+.10.20?+CCS.30?+.40??PtX.50???.60????(?/kWh).702030??表0不同氫終端價(jià)零生成50情）10000800060004000200000205020302020?+5?+CCS?+??PtX???????(?/kg????(?/?)????(?/?)目制乙烯的原料主要包含煤石腦油和輕烴原料的成本為總體成本的重要構(gòu)成其中煤炭路徑的原料成本約占總成本的25石腦油路徑占75而輕烴路徑占39%29煤石腦油和輕烴價(jià)格對(duì)乙烯制取的經(jīng)濟(jì)性起重要作用也影響不同原料的競(jìng)爭(zhēng)格局2020年國(guó)際油下跌石腦油價(jià)格隨下煤炭路線在低油價(jià)環(huán)境下受到擠壓油價(jià)每下降10美油制烯烴成本下降約800元/噸煤制烯烴的可盈利臨界油價(jià)在45美元/桶（280元/桶左低成本煤化工可將臨界油價(jià)壓至40美元/桶（250元/桶下30。

比化油化工原反應(yīng)過程碳排放較碳排放多自達(dá)反應(yīng)溫度的燃燃燒零分別使腦油輕、綠醇物質(zhì)和二化水原料石腦油和輕烴路徑所需溫度較前者多依賴副產(chǎn)物燃燒后者還需副產(chǎn)物以外的化石燃料補(bǔ)充由此產(chǎn)生的二化碳應(yīng)加CCS進(jìn)行處理電裂解爐技可有效替代石腦油和輕烴路徑中的化石燃料燃電價(jià)較低時(shí)有較強(qiáng)的成本優(yōu)且設(shè)備投僅略高于傳統(tǒng)裂解爐電裂解爐能量傳遞效率更但如何利用電能高效經(jīng)濟(jì)地達(dá)到800℃以上高溫仍為規(guī)?；瘧?yīng)用需要解決的問題甲醇制乙（MT已較為成熟前甲醇價(jià)格占總成本的70%以上MTO的反應(yīng)溫度為約400電裂解爐替代難度更低但在零碳情原醇需來(lái)自零碳路徑生物質(zhì)制乙烯可選用多種原料較為常用的是生物乙但此方案成本較高且原料有限Powe-to-X技術(shù)一項(xiàng)顛覆性利二化碳?xì)庵苯又迫蕴幱谠缙?。圖表22展零碳乙烯生產(chǎn)路徑成本的變化趨石腦油和輕烴路徑的成本下降主要來(lái)源于熱能管理技術(shù)的成熟電價(jià)的降低和石腦油原料成本的壓縮低碳發(fā)展大趨勢(shì)將拉低石油需而供應(yīng)對(duì)需求有適應(yīng)滯后性因此油價(jià)會(huì)處于較低平石腦油作為油業(yè)鏈會(huì)受到油價(jià)的影響而低位徘腦油原料的價(jià)格下降為石腦油路徑的發(fā)展提供空間輕烴制取乙烯轉(zhuǎn)化率但于資源受未來(lái)輕烴價(jià)格將不斷走高但于技術(shù)發(fā)展和電價(jià)等成本的降輕烴路徑仍然保持較快的成本下降速度。上述兩個(gè)路徑需要與CCS或者電裂解相結(jié)成本均有望大幅下降其電裂解應(yīng)用成本下降趨勢(shì)明例未來(lái)30輕烴+電裂解爐路徑制乙烯成本從8900元/噸下降到4800元/降幅將近50%。到2050年化石原料路徑耦合CCS或電裂解的成本將達(dá)到5000元/噸左但如果慮范圍三排石腦油和輕烴路徑的成本競(jìng)力將會(huì)被削弱此原油直接烯路線近來(lái)發(fā)展迅該路不經(jīng)過原油精腦油等間原料的轉(zhuǎn)從原油直接制取乙縮短生產(chǎn)流程且降低能耗但因?yàn)樵统煞指鞑槐?2零烯生成本隨時(shí)間變化25000????????(?/?)15000100005000

相所及工藝品轉(zhuǎn)率等差原油制烯的成本波動(dòng)范圍大較難估?；诰G色甲醇的乙烯生成本下降潛力較原因主要是綠氫成本的下降帶來(lái)的綠醇成本的下降Powe-toX技術(shù)的突破逐步成熟也會(huì)帶來(lái)成本的削減綠氫PtX和綠色甲醇MTO路徑成本有望在2050年下降到7000元/噸左和化石能源路徑相已有競(jìng)力生物質(zhì)原料的限制和較高電量需求會(huì)使生物質(zhì)制乙烯成本較2050年仍接近10000元/噸長(zhǎng)期看生物質(zhì)技術(shù)很難烯生產(chǎn)提供大量能。圖表23分2050年不同路徑乙烯生產(chǎn)成本對(duì)于綠氫價(jià)格的敏感性綠氫PtX和綠色甲醇MTO路徑對(duì)于綠氫價(jià)格敏感較獲得較低成本的綠氫是取得較優(yōu)成本競(jìng)力的關(guān)鍵圖表24分了2050年零碳烯生成本價(jià)的敏感性其中及綠氫和生物質(zhì)的路徑對(duì)用電量需求較因此對(duì)價(jià)格也更加敏而石腦油或輕烴路徑對(duì)電價(jià)敏感度低電在0.30元/kW下綠色甲醇MTO路徑有較高的成本優(yōu)而在電價(jià)為0.30元/kWh以上石腦油和輕烴路徑的優(yōu)更加明顯綠氫PtX路徑有價(jià)極低的地區(qū)才有成本競(jìng)而生物乙醇路徑在不同電下的競(jìng)力均相對(duì)限。0 00 00 0???+CCS ???+??? ??+CCS ??+??? ???? ????MTO ??PtX表23不同氫終端價(jià)零烯生成50情）000表23不同氫終端價(jià)零烯生成50情）000500000500000000???+CCS20505???+?????+CCS??+???????????MTO????(?/kg)??PtX22020??2030??3000025000??????/??????/??15000100005000

2050

2030

2020??0.00 .10 .20 .30 .40 .50 .60 .70??????/?????+CCS ???+??? ??+CCS ??+??? ??????/??

????(?/kWh)????MTO ??PtX減成本圖表2527展2050年合成氨甲醇和乙烯的零碳生產(chǎn)路徑的位碳排放減排成本CCS電裂解的碳減排成本在200元/噸左右生物質(zhì)路徑的碳減排成本保持在較高平對(duì)于使用綠氫的表25成氨減成50情）

路綠氫交付價(jià)格不同減排成本差異較大本研究分別算綠價(jià)格在20元/k10元/kg和5元/kg時(shí)的減排成當(dāng)綠氫價(jià)格夠低減排成本甚至為值未當(dāng)碳高相應(yīng)減排成本采零碳生路傳統(tǒng)路徑更具經(jīng)濟(jì)性。碳減碳減排成本元/噸碳排放））CSS物質(zhì)綠氫PtX煤+CS

質(zhì)

氫t

價(jià)格敏感性價(jià)20元/kg 價(jià)0元/kg 價(jià)元/kg表6醇減成50情）CSS物質(zhì)原料耦合綠氫CSS物質(zhì)原料耦合綠氫PtX碳減排成本(元/噸碳排放）煤+CS

煤炭耦合

氫t

價(jià)格敏感性價(jià)20元/kg 價(jià)0元/kg 價(jià)元/kg表7烯減成50情）

碳減排成本(碳減排成本(元/噸碳排放）CCSS電裂解物質(zhì)綠甲醇MO綠氫PtX腦油+CS 輕烴+CS 腦油+電裂解 輕烴+電裂解乙醇

綠醇

氫t

價(jià)格敏感性價(jià)20元/kg 價(jià)0元/kg 價(jià)元/kg化零碳之化零碳之間演和轉(zhuǎn)模式化零碳轉(zhuǎn)間本分成氨醇烯為代分別析零碳轉(zhuǎn)型過中這些產(chǎn)品生產(chǎn)路徑在短期中期和長(zhǎng)期內(nèi)滲透率的變化展現(xiàn)中國(guó)化工行業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)零碳的發(fā)展情況本章也將結(jié)合既化工生產(chǎn)流程零碳資源成本性等項(xiàng)因闡化零碳轉(zhuǎn)間化工行業(yè)零碳轉(zhuǎn)型的舉措包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)調(diào)含原料結(jié)構(gòu)調(diào)燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整節(jié)能技術(shù)改造資源循環(huán)利用、末端捕集封存等由于不同措施技術(shù)平成本經(jīng)濟(jì)性以及和發(fā)展階段匹配性等因素的不需要綜合考采取最佳的行動(dòng)時(shí)間和力度原調(diào)整是中國(guó)化工零碳轉(zhuǎn)型的最主要碳減排抓之研究主要從原調(diào)整的度出探討國(guó)化零碳轉(zhuǎn)型的時(shí)間對(duì)各點(diǎn)上他舉措應(yīng)如何實(shí)施進(jìn)行。在零碳情中國(guó)化工行業(yè)的轉(zhuǎn)型之路將呈現(xiàn)以主要特征以煤主要原料“一家獨(dú)大的生產(chǎn)模式將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉N原料并重且由于Powe-to-X路徑的逐漸擴(kuò)綠氫將取代煤成為最重要的原料其次由于現(xiàn)有的基于化石能源的資產(chǎn)較年中短期內(nèi)需規(guī)?；刭Y上添加C而基于綠氫路徑的規(guī)?；l(fā)展將更發(fā)生在中長(zhǎng)期此在退出落后產(chǎn)能和碳排放約束雙重條即使基于化石能源的生產(chǎn)路徑可配備CC但整體來(lái)基于煤氣等的資產(chǎn)仍然會(huì)有較大規(guī)模的退出本研究分別對(duì)合成氨甲醇和乙烯零碳轉(zhuǎn)型過程中不同生路徑滲透率和規(guī)模變化況進(jìn)行。成氨零碳情農(nóng)業(yè)途求整下降工業(yè)途求緩慢上、能源用途需求顯著擴(kuò)張三大趨勢(shì)的整體作用國(guó)內(nèi)合成氨的總需求量前到2050年間呈現(xiàn)下降上升“U型曲線從生產(chǎn)路徑基于煤的產(chǎn)能將持續(xù)退在運(yùn)行的煤基產(chǎn)能配備CS例逐漸提基于氫的PtX能逐漸并在2040年快速規(guī)化。2020年以煤為原料的合成氨占77%天然氣占2%焦?fàn)t氣占2%到2030以煤原料的合成氨例降至700年間共計(jì)120萬(wàn)噸的煤制合成氨產(chǎn)量退有20%的合成氨將迅速發(fā)展的PtX路此化石燃為原料的生產(chǎn)30%以需配備CS到2040煤基能進(jìn)一步退0年間減少50萬(wàn)噸產(chǎn)在剩余的化能源基礎(chǔ)能配備CS例達(dá)到60%以PtX進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)達(dá)到合成氨生產(chǎn)的40%到2050PtX成為成氨的最大來(lái)比達(dá)70剩余成需求基本由煤制合成氨滿足但所有煤制合成氨均需要配備CCS。由于天然氣制合成氨的經(jīng)濟(jì)性整體偏且國(guó)前已禁止新建或擴(kuò)建天然氣制合成氨產(chǎn)到2040年隨著在運(yùn)行資產(chǎn)基本

碳行可能的最終零碳產(chǎn)能局構(gòu)想此結(jié)合行業(yè)，本章也對(duì)未來(lái)中國(guó)化工零碳轉(zhuǎn)型的大基地模式布式生產(chǎn)模式競(jìng)爭(zhēng)模式能的關(guān)鍵行動(dòng)進(jìn)行討論。壽到國(guó)內(nèi)將不再存在天氣制成氨的生路徑。在零碳情景中國(guó)的甲醇產(chǎn)量將在2030年左右達(dá)峰達(dá)到億此后逐漸下降至2050年的695萬(wàn)前的平低15%相應(yīng)從生路徑在2020到2030年產(chǎn)量提升增加的產(chǎn)量主要PtX等零碳生產(chǎn)路但于規(guī)劃的慣仍有部分增量由煤化工提供但需要配備CCS或耦合綠氫以最大程度降低碳排放在2030年到2050年的產(chǎn)下降階基于煤的產(chǎn)能將快速退尤其是無(wú)配備CS或耦合氫的資全部退出。2020年煤制甲醇占中國(guó)甲醇產(chǎn)量的75%其余12%來(lái)自天然13%自焦?fàn)t氣到2030除現(xiàn)原生產(chǎn)路徑PtX、生物質(zhì)等新型生產(chǎn)路徑也占到一定比例其來(lái)自PtX的甲醇產(chǎn)占到總量的20%達(dá)到200萬(wàn)噸生物質(zhì)制甲醇由于可持續(xù)供應(yīng)的原料較為短缺且成本較到總量%化工耦合綠化工加CS得到定規(guī)模的發(fā)在基于煤能，有30%~40%耦合綠氫或配備CCS到2040年P(guān)tX和生物質(zhì)路徑規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大PtX制甲醇產(chǎn)量占總量達(dá)40%生物質(zhì)制甲醇比例達(dá)500萬(wàn)噸占5%煤制甲醇耦合綠氫或配備CCS的產(chǎn)能占到一以下未實(shí)行碳減排措施的產(chǎn)能將快速退，產(chǎn)量較2030年減220萬(wàn)噸以上到2050PtX制甲醇總量達(dá)到60%生物質(zhì)制甲醇規(guī)模也進(jìn)一步擴(kuò)大到10%煤基生產(chǎn)路徑占比縮小至30%且均耦合綠氫或配備CCS基于煤的甲醇生產(chǎn)規(guī)模將降至2020年平1/3左右。中國(guó)制乙烯的主要原料基于石（主要為石腦油比例達(dá)7煤制烯烴醇制烯MT共19此外10%左右烷等輕烴路線烯零轉(zhuǎn)型路特征原料油原料并存變?cè)陷p于帶來(lái)大能效提潛大有于碳減因此輕烴原料路線可能一定增長(zhǎng)石腦油原料路線由于計(jì)劃投產(chǎn)的慣在短期內(nèi)仍定增中長(zhǎng)期比逐漸下降另方醇制烯烴路線也將得到定發(fā)醇原種生產(chǎn)路長(zhǎng)期原零碳路徑同化能源為生路C提此質(zhì)以及PtX接烯等零碳生路將扮色。到2030原料輕質(zhì)化進(jìn)一發(fā)展以輕烴為原料的乙烯產(chǎn)占到總量%MO路7相應(yīng)基油烯生比例降至55%左右總體來(lái)到2030基于化石能源的乙烯生有30%配備CS到2040輕烴路線少量增MO路線中的60%以上均為零碳甲醇制乙烯基于石油的乙烯生比例??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

降至60%基于化石能源的產(chǎn)能CCS的滲透率超過60%到2050輕烴路線達(dá)4MTO路線保持在20%左且全部自零碳甲油基路線進(jìn)一步降至55%從2020年到2050生物質(zhì)制乙烯也將逐步發(fā)展盡管由于成本偏高且原料緊缺規(guī)模相對(duì)較小除此Powe-to-X直接制乙烯等新型路徑也會(huì)定發(fā)于術(shù)較早體的量并大。20202020?2030?2040年2050?2060?????絕匬臘彂絕匬靈侮????????????????????????????????????蒜臘?助佖鳴餴彂?梠???????????????????/??????????????????????????????/????????????????????????????????/????????????????CC?????????CCS??C??????100%90%80%70%?????俱絕匬?姏10%86420%0000??+CCS????100%90%80%70%?????俱絕匬?姏10%86420%0000??+CCS??????+CCSP??60%50%40%30%?10%86420%0000??+CCS?+????????+CCSP?????20%10%0%2020????2030 2040????+CCUS2050????10%86420%0000??+CCS????+CCSMTOMTO????????????化零碳能地理布化工零碳生產(chǎn)路徑依賴于各類零碳技術(shù)和資源包括零碳電力CCS封存地生物質(zhì)資源等從技可行成本經(jīng)濟(jì)性和資源可得性個(gè)角度綜合考化工零碳生產(chǎn)的產(chǎn)能更可能趨近于上述三類零碳資源條件優(yōu)越的地區(qū)相應(yīng)供給側(cè)化工生產(chǎn)的布將可能從趨近化石能源向趨近零碳資源轉(zhuǎn)變當(dāng)然產(chǎn)能的也將定程度上取決市場(chǎng)的。化工能特征國(guó)內(nèi)的化工產(chǎn)能布有明顯近化石能源資源的位特征。

具體表現(xiàn)在中國(guó)的煤化工生產(chǎn)主要集中在大型煤化工基地呈現(xiàn)以能源化“金三角xii為核心以新疆和青海為補(bǔ)充以東部沿外延業(yè)發(fā)展格（圖表30左國(guó)內(nèi)的油化工同樣具有明顯的基地化發(fā)展特征中國(guó)七大界石化業(yè)基地包括大連長(zhǎng)興島河北曹妃甸江蘇連云港浙江寧上海漕廣東惠州和福建漳州古全部投射沿海重點(diǎn)發(fā)地區(qū)同時(shí)立足于海上原油的重要通（圖表30從三主要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品能主要的成氨醇能均靠近煤炭資分布于大型煤炭基地及其附近而石腦油和乙烯的產(chǎn)能多沿海布國(guó)七化基（圖表。表0國(guó)化工化基布╈?拡??????

╈?溍媧???????┱??攡???┱??攡???┱?蟑┱?蟑重???┱??┱?侔??哴冷?萁?霗汐??顜??鳀??媞?傶?槁娡萁鳀?┕宿庍宍娡?嫧焱????┱??數(shù)據(jù)來(lái)煤炭科學(xué)研究總平安證券研究所 數(shù)據(jù)來(lái)《化業(yè)規(guī)劃方案》東能源化工基地蒙古鄂、西榆林一其在地理構(gòu)一地統(tǒng)稱能“金地區(qū)。表1化工品能布????????2017)?????????????????2017)

00000??????0000??

0 0 00?? ??????對(duì)于合成氨甲醇乙除以煤和油為原料還有天然氣、焦?fàn)t氣等他原料這些產(chǎn)能也布于大型基地之外的地區(qū)，但是未來(lái)重點(diǎn)的脫碳區(qū)域仍然是以煤和石油為原料的區(qū)域以甲為前國(guó)甲醇生產(chǎn)的原包括煤天然氣焦?fàn)t氣，其中煤制甲醇占75%以上按原料的不產(chǎn)能聚集區(qū)域也存在差異在未由于資源限即使沒有零碳轉(zhuǎn)型壓天然氣和表2能及趨勢(shì)??????????????

焦?fàn)t氣制醇也將被逐漸淘（圖表32例對(duì)于天然氣制甲前國(guó)已禁止新建或擴(kuò)建相于天然氣需管道運(yùn)原資源就近才會(huì)成優(yōu)而對(duì)于焦?fàn)t氣制甲未來(lái)也存在原供應(yīng)短缺的問題因在析中醇能地理布主要析的是煤醇能布的變以及新型生路徑能會(huì)在哪區(qū)域。????????

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??????零碳資源地理布國(guó)零電資源主要在部和部地區(qū)三北”地東北西北和華北風(fēng)能資中國(guó)風(fēng)能資源的90%以，西部和北部地區(qū)太陽(yáng)能資體的80%以上31此于大量的風(fēng)光部和北多已降可能源表33能太陽(yáng)能資源國(guó)的地理布

成本的價(jià)格機(jī)制西部和北西南地有的力資源良機(jī)制80%能部，西藏四川南和青海等地的力資源條件優(yōu)越對(duì)沿海地前的價(jià)較但未由于海上風(fēng)電的進(jìn)一發(fā)展市的推零格有能進(jìn)一降低。） 數(shù)據(jù)來(lái)國(guó)家發(fā)改委能源研究IEA2.DevelopmentRoadmapforChinsWindPower205（左Solargis數(shù)據(jù)）中國(guó)的CCS地質(zhì)封存潛力約1.2-4.1億適合進(jìn)行碳捕集和封存的地點(diǎn)主要集中在東北西北華北南部四川盆地等具有大量咸水以及油田煤層氣田常規(guī)天然氣田和頁(yè)巖氣田等地質(zhì)條件的地（圖表3國(guó)內(nèi)油田主要集中在松遼盆地渤海灣盆地鄂斯盆地和準(zhǔn)噶爾盆通O2強(qiáng)化油開采技O2-OR可實(shí)現(xiàn)億噸O2封存量氣藏主要于鄂斯

盆地四川盆地渤海灣盆地和塔里木盆地利用枯竭氣藏可以封存153億噸O通O2強(qiáng)化天然氣開采O2-GR封存約90億噸CO2中國(guó)深部咸水層的CO2封存容量約為2.4其布含油氣盆地布基本相同其松遼盆地里木盆地和渤海灣盆地總封存量的一半蘇北盆地和鄂爾多斯盆地咸水也有較大封潛32表34國(guó)適碳封存的地點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)KAPSARC表35國(guó)S布數(shù)據(jù)來(lái)生態(tài)部境規(guī)劃院中國(guó)科學(xué)院武土學(xué)研究中國(guó)2世紀(jì)議程管心總體來(lái)說(shuō)中國(guó)的生物質(zhì)資源較為緊缺其應(yīng)用場(chǎng)景出要是缺少他脫碳段的領(lǐng)（如航空或本地成本較低的可持續(xù)生物質(zhì)資源供給的情況從全國(guó)物質(zhì)資源布均中國(guó)一半以上的物質(zhì)資源集中四河安河北江蘇湖

南湖北浙江等9個(gè)西北地區(qū)和其他省區(qū)資源相對(duì)較在物質(zhì)資源較的地隨著大規(guī)模集中化動(dòng)化農(nóng)林牧業(yè)發(fā)展趨勢(shì)帶來(lái)的生物質(zhì)原料成本的下有可能產(chǎn)生一些本地化的基于質(zhì)的化工生零碳化工能在地理布零碳化工地理能、基地規(guī)包括種零碳資源的布等這些因素進(jìn)行綜合研究未國(guó)零碳化工能的潛在地理以零碳能圖表3該特在以西“金三角地區(qū)為代表的煤化工基地由于同時(shí)具備較優(yōu)的可再生能源和碳封存未來(lái)可同時(shí)發(fā)展煤化工耦合綠氫、煤化工應(yīng)用CCS以及基于綠氫的Power-to-X甲醇生一地區(qū)仍有相當(dāng)規(guī)模的煤基化工的原因在首先豐富的煤炭資源使得煤基化工成本競(jìng)力突即使加上零碳手段的應(yīng)仍有可能具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)其次國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)能平均投產(chǎn)應(yīng)用年限僅在8左而典型壽命一可達(dá)30因此在未來(lái)20左，基于避免擱淺資產(chǎn)的這分產(chǎn)能仍然可能在此管煤依然是重要的化工生產(chǎn)資通過綠氫的耦合或CCS的應(yīng)，可以基本上消除生產(chǎn)過程碳排放煤更多是作為原碳組將作為產(chǎn)品的組而非以二氧化碳的形式進(jìn)入大氣中因此在未來(lái)尤其是中短期煤化工結(jié)合零碳技術(shù)是一區(qū)域的典型特征同由于可生能源資源優(yōu)一地可能發(fā)展出布式的Powe-toX能。云南四重慶等西南地其水力資源優(yōu)以前相對(duì)較高的化石能源制甲醇成未來(lái)可成為基于綠氫的Power-oX醇的典區(qū)域益于天氣源來(lái)的經(jīng)濟(jì)地區(qū)前國(guó)內(nèi)天然氣制醇較為集中的地區(qū)但體而由表6國(guó)典零能區(qū)域及可能能類型????????

于需道運(yùn)輸?shù)攘信涮鞖獯冀?jīng)濟(jì)性整體較且國(guó)已禁止新建或擴(kuò)建天氣醇因該地區(qū)的化能源醇經(jīng)濟(jì)優(yōu)不明顯相西地區(qū)富的水力資可生能源制氫成即便在條件優(yōu)越的oX化工已能傳統(tǒng)路徑。具有較優(yōu)煤炭資源同時(shí)地處沿海的區(qū)以山東為代其潛在的零碳生產(chǎn)方式具有較大不確定性方一區(qū)域靠近渤海灣較好的碳封存地點(diǎn)同能得益于較好的海上電資，然由于沿海地區(qū)為用電大區(qū)較好的海上風(fēng)電資源是否意味著較低零碳電力成本仍有不確定性此沿海位又該地區(qū)零碳化工面臨品的競(jìng)尤其醇而一游消費(fèi)是于制烯因若零醇生成本較地能選擇進(jìn)甲醇作為制烯烴的原而不是在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行碳排放主要生產(chǎn)環(huán)對(duì)于生物質(zhì)資源較豐富的省只有可能出現(xiàn)規(guī)模相對(duì)較小的甲醇產(chǎn)能這主要是因國(guó)內(nèi)生物質(zhì)資源總量整體偏難以形成大規(guī)模可持續(xù)的物質(zhì)供此物質(zhì)原料的運(yùn)輸成本較因此更有能在質(zhì)資源地附近成能需注的以討論的均是較典型的零醇能并有盡有能對(duì)他區(qū)零醇能布同樣依照現(xiàn)能慣零碳資源情況等因素進(jìn)行綜合慮此零碳甲醇產(chǎn)能的布還和下游需求地以及運(yùn)輸成本等因素關(guān)本研未此進(jìn)行進(jìn)一展開的討論。????????????????????????????50 100 200 500 ????????? ?????????? ???? ?????????? ????????類似圖表3顯中國(guó)典型的零碳合成氨產(chǎn)能區(qū)域以及相應(yīng)能發(fā)展類型其原來(lái)煤制成氨能較多的地于同時(shí)距離碳封存地較未來(lái)轉(zhuǎn)型路徑以是煤制合成氨加CCS。在具有較優(yōu)可生能源資源的區(qū)未來(lái)將會(huì)是綠氫制合成氨的主要集中地醇不同點(diǎn)在成氨受進(jìn)影響相對(duì)較，因目前其下游主要是農(nóng)業(yè)用化肥具有較本地化的特征然而未正如第二章中提若合成氨未來(lái)作為燃料的作用愈加凸合成也會(huì)更多的及進(jìn)口問題整體來(lái)中國(guó)綠氫成本優(yōu)勢(shì)明顯因此合成氨成本優(yōu)勢(shì)也相應(yīng)的較為突因此國(guó)內(nèi)零碳成氨能將較少受到國(guó)成氨的影響。烯生于油基原料高度依賴以油原但加零碳措施的產(chǎn)能地理布預(yù)不會(huì)前有太大差異而基于表7國(guó)典零碳成氨能區(qū)域及可能能類型?????

零碳資源的乙烯生產(chǎn)主要是甲醇為中間產(chǎn)品乙烯產(chǎn)地靠近甲醇產(chǎn)地甚至一體化將帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益因此產(chǎn)能布參考甲醇的零碳產(chǎn)能布在此本研究未對(duì)乙烯的零碳產(chǎn)能地理作進(jìn)一的探。針