华贲-向低碳能源转型时代石油化工产业能源与资源的走势

1向低碳能源转型时代石油化工向低碳能源转型时代石油化工中石油能量系统优化技术讲座向低碳能源转型时代石油化工向低碳能源转型时代石油化工产业资源与能源的走势产业资源与能源的走势华华贲贲华南理工大学天然气利用研究中心华南理工大学天然气利用研究中心强化传热与过程节能教育部重点实验室强化传热与过程节能教育部重点实验室20132013年年33月月2525日日..北京北京SouthChinaUniversityofTechnologySouthChinaUniversityofTechnology主要内容一、2030走向低碳时代中国石化工业面临的大变局一、2030--走向低碳时代中国石化工业面临的大变局二、炼化工业原料和产品格局和一次能源的变化趋势三、过程节能原理和炼化工业深入节能潜力四、节能减排促进炼油企业能量系统优化不断加深SouthChinaUniversityofTechnologySouthChinaUniversityofTechnology五、低碳时代中国炼油化工能源与资源的挑战和策略2一、2030--走向低碳时代炼油化工产业面临的大变局一、2030--走向低碳时代炼油化工产业面临的大变局„气候变化要求控制地表温升不超过2°C„全球CO2排放量到2020年达峰值320亿吨;2030年降到„全球CO2排放量到2020年达峰值320亿吨;2030年降到250亿吨;2050年则降至100亿吨（1990年的一半）„但是，30亿人口的新兴国家工业化。IEA预计2030年世界能源需求将比2005年增加60%。„2011年全世界碳排放总量已达316亿吨，中国73亿吨。年增排量为世界的70%„中国政府承诺2020年碳强度降低40—45%3能耗继续增长之下二氧化碳减排的两大途经I、节制用能，优化产业结构、提高能效、节制用能，优化产业结构、提高能效II、一次能源构成向低碳转型1）发展可再生能源和新能源（最终）两大途径同样重要！2）煤的洁净、CCS利用3）高效利用天然气三者博弈2010—2030--2050年世界一次能源构成预计项目总能耗煤石油天然气新能源2010能耗/Gtce16.84.985.644.002.19%10029.733.623.713.02030能耗/Gtce26.06.26.36.57.0%1002382422527%10023.824.225272050能耗/Gtce223.02.54.512.0%10013.611.420.554.542010-2030—2050年世界一次能源构成低碳转型走势可再生能源可再生能源1212GtecGtec天然气天然气4488Gtec/aGtec/a煤煤石油石油201020102030203020502050222010—2030--2050年中国一次能源构成预计2030年中国14.7亿人，占世界17.6%项目总能耗煤石油天然气新能源2010能耗/Gtce3412406013702682010能耗/Gtce3.412.40.60.1370.268%10070.417.64.07.92030能耗/Gtce5.42.40.80.91.3%10044.41516.6242050能耗/Gtce4.8.77.431.22.4%100169.02550占世界,%21.825.717.226.720.052010-2030—2050年中国一次能源构成低碳转型走势33可再生能源1122天然气天然气Gtec/aGtec/a201020302050煤煤石油石油0.50.5一、2030--走向低碳时代炼油化工产业面临的大变局“十二五”能源规划加速了低碳转型步伐一次能源煤石油天然气核能和新能源总计“十一五”701848100十一五”701848100(31)“十二五”6516.17.511.4100(40)规划消耗量36.44.512330亿t/亿t/亿3/-6.9+6.9水、风、核—95%用于发电亿t/a亿t/a亿m3/a„2012年全国耗煤36.5亿吨、石油4.7亿吨，均超过2015年规划的量。““十二五十二五””没有煤用作新区的燃料；交通没有煤用作新区的燃料；交通运输能耗增长也不可能指望靠增加油品运输能耗增长也不可能指望靠增加油品。。„„工业和建筑物燃料只能靠天然气；交通运输也需气代油工业和建筑物燃料只能靠天然气；交通运输也需气代油6一、2030--走向低碳时代炼油化工产业面临的大变局当前中国能源战略目标重点是提高能效和保障供应„必须充分认识到能源形势的严峻性。两个症结：一、煤炭超标燃料靠天然气补，电力缺口靠非化石能源补一、煤炭超标----燃料靠天然气补，电力缺口靠非化石能源补二、能源增量受到碳减排制约----靠提高能效和低碳能源解决„„新调整的新调整的““能源能源””十二五十二五““规划指标大大加快了向低碳能规划指标大大加快了向低碳能源转型的步伐源转型的步伐„„如何采用科学用能模式如何采用科学用能模式““革革””传统模式的传统模式的““命命””。。两大战两大战线：线：一一、、终端用能的燃煤冷热电汽分产终端用能的燃煤冷热电汽分产--------天然气冷热电联供天然气冷热电联供二二、、交通运输燃料交通运输燃料9696%%靠石油靠石油------能源多元化能源多元化（（气电生物质气电生物质））中美两国工业和建筑物终端用能分布和效率的比较中美两国工业和建筑物终端用能分布和效率的比较项目在终端用能中所占比例，%能效%终端%电，%燃料，%其中油气其中煤美4036.563.591977.5中6023.576.528.271.852.572030年中国终端能源需求情景展望年份/项目总能耗工业建筑物交通化工原料2009能耗/Gt3.071.720.830.340.18%10056271162030能耗/Gt5.42.51.40.80.7%10046261513增加量/Gt2.330.780.570.460.52增加比例，%764569135289占总增量，%10033.524.519.722.3天然气DES/CCHP商住用能电科技进步改变一次能源到终端利用的能源和技术途径科技进步改变一次能源到终端利用的能源和技术途径煤气化多联产交通用能智能电网工业用能BI0电电核、再生能占80%的需求靠什么提供到2050年三种一次能源的博弈图2低碳时代一次能源到终端利用的新格局轻烃、石油加工有机化工这20%也将大变8天然气规模化和集约化CCHP“温度对口，梯级利用”天然气117690kW3.43MPa，4350C蒸汽,0.5MPa电网供蒸汽PG6391C，41780kW烟气，574.40C428.6t/h15000kW燃气轮机`天然气117690kW3.43MPa，4350C15000kW63t/h63t/h蒸汽蒸汽吸收制冷压缩制冷热泵采暖制冷PG6391C，41780kW烟气，574.40C428.6t/h燃气轮机`电力冷冻水制冷生活热水地表水1350C烟气大气热泵生活热水电项目实例：清远项目实例：清远华侨工业园华侨工业园1个能源站（个数、选址考虑），3个区域供冷站（在负荷中心），若干个热水供应站15若干个热水供应站（在酒店和住宅负荷中心1-2万人/个）9预测2020年冷热电联供系统节能和减排指标（终端需求：电力—1.27Gwh,工业蒸汽—720kt,生活热水---22.6Mt,空调冷能—337.6GWh）生活热水,空调冷能）项目能耗，ktce/a能源效率%CO2排放kt/a传统冷热电分供59348.8%1567.11616DES/CCHP联供36277.5%660.7比较降低213提高28.7减排906.4（3）珠海横琴新区冷热电联供能源站向26KM2的横琴岛横琴冷热电联供能源站向26KM2的横琴岛商住、工业、旅游区和澳门大学提供综合能源供应服务。澳门大学与传统方式比较能效加倍，CO2排放减半。10株洲职教城株洲职教城规划建设内容：规划建设内容：13.9km2，2020年2228万人;2020年22-28万人;1个能源站，3台ML2500，ή51%5个区域供冷站能源站18若干个热水供应站（在负荷中心，1万人左右/个）能效从58.5%提高到81.8%启动区总体发展规划：15.1km2，11万人;建设用地1070万m2。规划建设内容：规划建设内容：规划建设内容：规划建设内容：1个能源站,3--6台ML6000航改机组4个区域供冷站（在负荷中心）19荷中心）若干个热水供应站（在酒店和住宅负荷中心，约1万人/个）1122、交通能源呈现多元化的局面、交通能源呈现多元化的局面天然气DES/CCHP商住用能电电力------高铁、地铁、插电式汽车替代大部分私家车；煤气化多联产交通用能智能电网工业用能BI0电电电核、再生能2011.3.21欧盟提出2050年禁止汽、柴图2低碳时代一次能源到终端利用的新格局轻烃、石油气化多联产交通用能加工有机化工LNGV替代柴油车船；非粮乙醇、煤基DME替代汽油；生物生物燃料燃料2040年成航空燃料主力，，20502050年占全球运输业的年占全球运输业的25%25%2050年禁止汽、柴油车，2030减半不同交通运输替代燃料发展趋势预计不同交通运输替代燃料发展趋势预计12一、当前中国能源战略目标重点是提高能效和保障供应2、2030年替代目标„为达到L/CNGV在2030年达到占交通运输能源20%的目标，从现在起需要5--10年的转型加速期；以L/CNGV先驱和主力（CNGV：LNGV=4:8）主力。（CNGV：LNGV=4:8）„在2009年已达10%（91亿m3/a，主要是CNGV）的基础上，经过努力应是可以达到的。„2015年占到13.5%（350亿m3/a，C：L=1:1）„2020年占到15.5%（700亿m3/a，C：L=4：6）„2030年占到20%（1400亿m3/a，C：L=6：4）„„其中其中LNGLNG发展更快发展更快::1515年年––175175，，2020年年——420420，，3030年年----840840各种类型的天然气车还有集装箱车、农还有集装箱车、农27AUG2010GASADVISERS23用车、矿山车、铁用车、矿山车、铁路机车，各类海、路机车，各类海、河运输、捕鱼船舶。河运输、捕鱼船舶。13有机化工原料来源2030年的变局天然气DES/CCHP商住用能电将由逐渐退出交通将由逐渐退出交通领域的石油同煤、领域的石油同煤、工信部：2015煤气化多联产交通用能智能电网工业用能BI0电电电核、再生能领域的石油同煤、领域的石油同煤、生物质共同分享生物质共同分享25%年非油烯烃将占20%图2低碳时代一次能源到终端利用的新格局轻烃、石油气化多联产交通用能加工有机化工47%33%一、当前中国能源战略目标重点是提高能效和保障供应表2009/2020年中国天然气消费构成统计和预计，单位：%用户类别发电和能源部门工业燃料建筑物燃料民用燃气工业原料运输燃料200920237202010202025251020515NGVNGV燃料燃料------汽柴油，汽柴油，民用气民用气LPGLPG，，发电和工业、建筑物燃料----煤当前能源转当前能源转型、提高能型、提高能民用气民用气------LPGLPG，，工业原料工业原料------石油，石油，气价承受能力较强。气价承受能力较强。物燃料煤价格承受能力最弱，依靠CCHP提高能效来改进。型、提高能型、提高能效关键：天效关键：天然气优化、然气优化、科学利用！科学利用！14二、炼化工业原料和产品格局和一次能源的变化趋势olefins,aromatics,fuelsREF-精炼SEP-分离OC-氧化偶联SR-蒸汽重整GAS-气化FP-快速热解HTUL-临氢热解FEM-发酵RCY-回用HG-加氢DCC-深度裂化REC-回收气PD-丙烷脱氢SC-蒸汽裂解CC-催化裂化HP-临氢热解GS-震荡波反应器OD-氧化脱氢FT-费托合成OU-烯烃转化OM-烯烃歧化DH-醇脱水BATH-生物质酸酮制烃油、煤、生物质生产燃料、化学品（OCB/FC）--何鸣元院士，2011.10月