□ 张帆 刘雨虹 杨艳 编译
炼油化工行业是能源消耗和二氧化碳排放大户,在能源转型中面临巨大挑战和机遇。欧洲石油顾问组织(EPC)在近期发表的文章中重点分析了可再生液体燃料、可再生化学品及生物燃料、Power-to-X(PtX)、循环经济4种炼油化工行业转型路径。
可再生液体燃料:
电动汽车时代下的能源转型新路径
电动汽车的普及为能源行业带来了挑战与机遇。随着电动汽车数量的增加和电网基础设施完善,各大石油公司纷纷对充电站建设进行战略性投资,并统筹布局新型基础设施与现有加油站资产。在欧洲,这一转变促使各公司逐渐缩减传统燃油产能,将发展重心转向可再生液体燃料的生产。
在汽油领域,生物乙醇和生物甲醇等可再生醇类为汽油产品的多样化开辟了一条颇具潜力的道路。这些醇类来自各种生物基原料,比传统汽油的碳排放低。例如,脱水乙醇是混合燃料中的一种优选组分,其添加比例需根据燃油车的具体型号来确定;甲醇制汽油工艺也越来越受到关注,并扩展至甲醇制航空燃料领域,以满足可持续航空燃料(SAF)的需求。此外,由生物基原料制成的乙基叔丁基醚(ETBE)和甲基叔丁基醚(MTBE)等醚类,也是生产可再生低碳液体燃料的一种途径。
在柴油领域,最新的加氢处理可再生植物油工艺成为主流选择,其产品既能直接使用,也可以与传统柴油混合,具有良好的温度和润滑性能参数。然而,该技术存在与食品生产竞争原料的情况,因此需要从多方面进行综合考量。
可再生化学品及生物燃料:
原料多样性和可持续性备受关注
在可再生化学品领域,基于可再生原料的聚合物备受青睐,尤其是通过生物乙醇脱水工艺制得的生物乙烯,可以进一步根据技术条件或市场需求进行聚合,从而满足各行各业的多样化应用需求。
在生物燃料领域,生物质作为最古老的燃料能源来源,近10年来在运输燃料生产方面的利用率大幅提高,成为优质的可再生固体碳源。按照生产原料不同,生物燃料可大致分为两类:一类来源于甘蔗、淀粉植物和油料作物等食用作物;另一类则取材于不与粮食和饲料作物直接竞争的原料,比如,生物废弃物、农业残余物、非粮食作物、藻类及其他有机生物质。随着生物燃料技术的不断进步和人类社会责任意识的增强,选用不与食用作物直接竞争的原料进行生产,已成为生物燃料未来发展的一个重要趋势。
Power-to-X:
强调可再生能源电力高效利用
PtX正在日益成为利用“过剩”可再生能源电力的重要途径。该技术通过以电转氢为核心的硬件系统,将可再生能源电能转化为氢气中的化学能,然后与后续化工流程相结合,生成绿色大宗化工产品。鉴于中东地区人为产生的碳废弃物较少,加之太阳能与风能资源丰富,该地区非常适宜作为PtX生产路线的首选地。利用成熟的费托合成技术,PtX生产路线有望在该地区实现可持续能源发电。此外,中东地区走在“氢能革命”的前沿,目前有多个绿色氢生产项目正在推进。
PtX路线为生产各类烃类产品,包括化学品、液体燃料和润滑剂,提供了多种解决方案。特别是通过PtX过程生产的合成液体燃料(常被称为电子燃料),它们使用可再生能源生产,符合汽油和柴油的规格要求,且不含硫、氮化合物等污染物,因此广受关注。此外,随着技术的不断进步,现在已能够通过PtX过程生产出SAF和可再生柴油,这些燃料均能满足严格的规格要求,比如,飞机喷气燃料冷滤点(CFPP)的标准要求。
循环经济:
废弃塑料转化为热解油成新趋势
为实现可持续发展目标、提升资源利用效率,炼化行业正在采用一种新的解决方案:将废弃塑料转化为热解油。这些油品在综合炼油厂可以直接利用或与传统原油进行共处理。尽管来自塑料的油品成分各异,但在全球技术方案中已存在预处理、净化和进一步加工技术。当然,在原料供应、监管明确性以及市场对再生塑料的需求方面挑战仍然存在。
总之,炼油化工行业所面临的转型任务既复杂又紧迫。上述的4条关键路径为未来发展指明了方向:原料可再生、产品性能优、技术更高效、能耗排放低。同时,随着能源项目规模持续扩大、复杂性不断加深,炼化行业还应加强多方合作、科学规划业务战略,以便稳健地迈向绿色、可持续的能源未来。