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6月30日，全國碳排放權交易市場正式上線，標志著我國通過市場化手段實現雙碳目標邁出了堅實一步。盡管第一履約期進入市場的還主要是2225家電力企業，但在“30?60”目標上升為國家意志和國家戰略的大背景下，人們有理由相信，用不了多久，能源化工、建材、鋼鐵等高排碳行業將成為全國碳排放權交易市場的新生力量。雙碳目標下，石油和化工產業將備感壓力。因為從產品的全生命周期看，所有能源化工產品都是排碳的。以2020年為例，我國二氧化碳排放量達102億噸。其中，化工行業二氧化碳排放量在5億～6億噸，主要分布于石油加工、焦化、煤化工產業。其中，煤制烯烴、平板玻璃等單位產品的二氧化碳排放量分別高達10.52噸/噸和300.12噸/萬重箱。若按北京市當年碳配額交易均價50元/噸計算，一旦碳交易在全行業推行，配額不足或沒有配額的煤制烯烴、平板玻璃成本將分別增加526元/噸、15006元/萬重箱；若按2020年歐洲40歐元/噸二氧化碳交易均價計算，上述產品成本將分別激增3219元/噸和91837元/噸。煤頭尿素的全流程碳排放成本占比甚至達到產品價格的55%，甚至行業性虧損在所難免。

同時，今年以來，不少地方對高耗能、高排放的能源化工項目進行了嚴格審批監管，一些省市對已經批復/備案/核準的能源化工項目重新梳理，對前期手續辦理完畢但未開工的項目一律叫停，能源消耗量大的項目重新評估。內蒙古、陜西、遼寧等地甚至因能耗雙控指標和碳排放增量指標有限，暫停了幾個投資數百億、上千億的能源化工項目。

一時間，業內悲觀情緒盛行。許多人認為，雙碳目標過程對能源化工產業的影響將是空前的，甚至將改變整個產業的命運。

改變整個產業的命運似乎不假，但結果一定是負面的嗎？業內有識之士大膽地給出了否定的回答。在他們眼里，在實現雙碳目標過程中，商機還不少。

2020年10月15日通過中國石化聯合會科技成果鑒定的全球首套液態陽光甲醇1000噸/年示范項目。該項目由可再生能源電解水制氫、氫與二氧化碳高效合成甲醇兩個核心單元構成，設備全部實現國產化。

新能源可令化工變“副”為“正”

中國工程院院士衣寶廉指出，每生產1噸液氨會產生150～250立方米氫含量60%的馳放氣；每生產1噸甲醇會產生780立方米氫含量70%左右的馳放氣；每生產1噸氯堿副產的馳放氣中含有200～300立方米氫氣；每生產1噸焦炭可對外提供200立方米含氫55%以上的焦爐煤氣；1噸丙烷脫氫可副產418立方米氫氣……算上乙烷裂解、煉廠尾氣、芳烴重整、乙二醇尾氣等副產氫氣，我國能源化工產業副產氫資源超過1400萬噸/年。目前，這些工業副產氫要么加工成甲醇、合成氨、液化天然氣等化工產品，要么燃燒生產蒸汽或發電，有些甚至直接去火炬燒掉。

“一旦雙碳目標助推氫燃料電池車推廣提速，無疑會引爆一個巨大且高值化的氫氣利用市場。比如，按照國家及一些地方的規定：加氫站的氫氣售價只要不超過35元/千克即可獲得政府補貼。這一價格遠高于能源化工企業0.8～1.5元/立方米（9元/千克～17元/千克）的用氫成本。屆時，哪怕僅將能源化工產業副產氫氣的一半用于氫燃料電池車，且售給加氫站的氫氣價格只有20元/千克，每年也將給行業帶來1400億元收益，相當于年產6000萬噸甲醇的總收入。”衣寶廉對記者說。

中國工程院院士、中國礦業大學教授彭蘇萍表示，未來的交通能源領域將逐漸由混合動力車、純電動車和氫燃料電池車替代。氫能源可緩解原油高度對外依賴、保障國家能源安全、提升可再生能源利用水平。而工業副氫又是目前成本最低、最易獲得的氫氣資源，是我國氫能源的重要組成部分，是氫燃料電池車推廣初期的主力氫源。除此之外，工業副氫在家用燃料電池熱電聯供領域也大有可為。

“目前，日本的大阪燃氣公司、東京燃氣公司、京瓷公司均開發了家用燃料電池熱電聯供技術，相關項目的熱發電效率高達53%，綜合效率超過91%。2020年，日本已經推廣應用了140萬套家用燃料電池熱電聯供裝置，計劃2030年推廣530萬套。雙碳目標下，清潔取暖和清潔、低碳/無碳熱電冷多聯供項目無疑更受中國各級政府和廣大老百姓歡迎。目前許多機構正在開發固體氧化物燃料電池和家用氫燃料電池熱電聯產系統，推廣后，將給氫能應用開辟另一個廣闊市場。屆時，具有成本和價格優勢的工業副產氫的需求量必然激增，相關能源化工企業也將從中受益。”彭蘇萍說。

減少傳統能源化工可做足下游

在石油和化學工業規劃院原副總工程師劉延偉看來，雙碳目標助力新能源車推廣應用提速后，雖然會減少成品油用量，給煉油企業和成品油運營商帶來不利影響，但對油頭化工企業卻是利好。因為我國原油加工獲得的輕質油長期以來都是二八分成，即化工原料用油僅占20%而成品油占比達80%。隨著越來越多車輛改為電動車或氫燃料電池車，成品油需求量將持續萎縮，更多輕質油將用于化工原料，生產目前國內供應缺口依然較大的塑料樹脂、工程塑料、芳烴等高附加值化工產品，提升石油化工企業的盈利能力。

中石化集團公司董事長、中國工程院院士張玉卓則表示：雙碳目標下雖然會減少成品油消費，但對于擁有制氫、純氫技術和完整生產體系、年氫氣產量和銷售量達350萬噸的中石化來說，無疑迎來了一個從制氫到儲運再到用氫服務的龐大產業。由于目前中國燃料電池汽車發展較快的地區基本處于中石化油品銷售的市場腹地，公司完全可依托現有加油站網絡，快速布局加氫站，用產銷氫氣挽回成品油銷量減少帶來的損失。同時，依托集團公司強大的研發實力，進一步研發儲氫瓶用的碳纖維、環氧樹脂等材料，以及燃料電池用的催化劑、質子交換膜等核心材料，開發氫能全產業鏈，使其成為集團公司新的經濟增長點。

排碳紅線助化工真正優勝劣汰

有業內人士從另一個角度解讀雙碳目標對能源化工產業帶來的商機。他們表示，雙碳目標下，各地為了不突破能耗指標和碳排放指標紅線，必然嚴控新增能源化工項目，甚至要用鐵腕手段淘汰關閉一批能耗高、排碳多、污染重的項目。其結果一方面會倒逼企業通過技術進步節本增效減碳，提升競爭力；另一方面，將減少相關產品供應，使此前產能過剩的一些能源化工產品出現供需緊平衡，支撐裝置開工率、產品價格、產品利潤率提升，使留存企業獲得較好收益。去年以來，焦炭、尿素、醋酸、雙酚A、二甲基甲酰胺等產品價格持續大幅上漲，甚至淡季不降反漲就是很好的例證。

確實，云南云天化股份有限公司日前發布公告，今年一季度凈利潤同比增長2.91倍；陜西興化化學股份有限公司預計今年上半年凈利潤同比增長378%～467%；山東魯西化工股份有限公司預計上半年凈利潤同比激增1028%～1072%……

雙碳目標促使化工各種“炫技”

中國科學院院士李燦介紹：煤化工項目之所以排碳多，是因為煤的大分子結構中氫原子少而碳原子多，而用煤生產的化工產品和油品，其分子卻呈現氫原子多而碳原子少的特點，導致煤化工生產過程中必須通過煤氣變換來獲得足夠的氫氣。這個變換過程，其實就是讓粗煤氣中的一氧化碳與水蒸氣發生氧化還原反應，在水蒸氣轉換為氫氣的同時，將一氧化碳轉換為二氧化碳。而且，這個過程產生的二氧化碳往往占到煤化工整個生產過程二氧化碳總產生量的2/3。換言之，若能通過其他渠道為煤化工補氫，去掉變換單元，則煤化工項目即可減碳2/3。同樣的道理也適用于石油化工行業。

基于上述考慮，李燦院士團隊經多年攻關，成功開發了可再生能源高效電解水制氫和二氧化碳高效、高選擇性、高穩定性加氫制甲醇兩項核心技術，并于2019年在蘭州建成千噸級可再生能源電解水制綠氫、綠氫與二氧化碳反應生產綠色甲醇的全球首套“液態陽光甲醇示范項目”。2020年1月17日，該裝置一次投料成功并產出合格甲醇產品；2020年10月通過了中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果鑒定。長周期的運行結果表明：該示范項目氫氣耗電不超過4.3千瓦時/立方米、生產1噸甲醇可消納近1.4噸二氧化碳。當可再生能源發電成本低于0.2元/千瓦時，甲醇成本與煤制甲醇相當。

目前，中科院大連化學物理研究所不僅完成了10萬噸/年液態陽光甲醇工藝包編制并開始對外許可，而且根據能源化工產業的需要，形成了Ⅰ型和Ⅱ型兩種工藝路徑。其中，Ⅰ型工藝即蘭州示范項目工藝，也稱為負碳工藝，每生產1噸甲醇，不僅不再排放二氧化碳，還要消納約1.4噸二氧化碳；Ⅱ型工藝可充分利用現有煤化工工藝的氣化等裝置，通過可再生能源電解水制氫替代或部分替代粗煤氣變換制氫，實現煤化工裝置不排碳或少排碳。

石油和化學工業規劃院副總工程師韓紅梅說：隨著風電、光伏發電規模擴大和成本下降，西北地區的風/光發電成本已經降至0.2元/千瓦時，工業綠氫具有一定的經濟性，實施綠氫+現代煤化工示范的時機已經成熟。通過儲能、電網調峰調頻等技術，可解決光伏發電小時數短、波動性大的問題，逐漸滿足工業用氫連續、穩定、大量的要求。因此，西北地區可大膽探索可再生能源電解水制氫，與煤/渣油/天然氣氣化所得的一氧化碳、二氧化碳反應合成甲醇及其下游衍生品，探索一條全新的發展路徑。

中國工程院院士衣寶廉則向記者透露了另一種減碳技術――甲烷高溫熱解制氫和碳產品。該技術是在一定壓力、600～700攝氏度、催化劑存在條件下，將甲烷/煤層氣熱裂解為氫氣和碳，氫氣用于燃料電池車；碳產品可進一步加工成高端碳黑、碳納米管、碳纖維等高附加值產品，徹底解決了天然氣、煤層氣應用轉化過程的碳排放問題，同時獲得可觀的經濟效益。

上海交通大學常務副校長、中國科學院院士丁奎嶺院士團隊開發的綠色二甲基甲酰胺工藝同樣能夠解決能源化工的排碳難題。該工藝先通過甲醇和液氨生成二甲胺，再借助自主開發的釕催化劑，使甲胺、二氧化碳、氫氣在80～140攝氏度、3.0兆帕溫和條件下高效反應生成二甲基甲酰胺。每生產1噸二甲基甲酰胺，可消納0.66噸二氧化碳。而且，只要有充足的可再生資源，其甲醇、液氨等原料生產均可實現零碳排放，大幅提升項目減碳能力。

杭州碳氫科技研究有限公司專家委員會主任李大鵬表示：煤化工和石油化工的生產過程，其實就是在一定溫度、壓力、催化劑條件下，對化石資源進行元素拆分與重組，獲取目標產品的過程。由于煤炭等資源本身碳多氫少，而天然氣等輕烴資源氫多碳少。因此，通過高碳資源與低碳資源的耦合與綜合利用，不僅能夠提高資源利用效率，還能減少能耗和二氧化碳排放。這一點，延長-中煤靖邊煤氣油綜合利用示范項目已經給予了驗證。

長期關注生物質能源并對碳市場頗有研究的陜西煤業新型能源科技股份有限公司總經理徐國強表示：無論歐洲還是中國，工業領域的碳排放指標初期均實施配額制。能源化工產業因排碳多，獲得的碳配額指標也多。而我國能源化工產業單位產品能耗指標顯著高于發達國家，有的甚至高于世界平均水平，因此后期通過技術進步、工藝優化、強化管理取得的節能減排空間也大。尤其與可再生能源耦合發展后，減碳效果將十分明顯，不僅能夠為自身發展爭取到更多排碳指標，還可由排碳大戶變為減碳大戶，獲取碳交易收益。更長遠看，碳與氫是組成絕大多數化學品和材料的基本要素，未來，當綠氫越來越多甚至過剩、人類要獲取含碳化合物或材料時，將不得不從能源化工企業手中購買二氧化碳。到那時，排碳的能源化工企業又可通過銷售二氧化碳獲取額外收益。