
9月17日,以“‘十五五’新机遇:新质生产力推动石油石化低碳转型新范式”为主题的第四届石油石化碳中和技术交流大会在辽宁大连开幕。大会由中石化石油化工科学研究院有限公司、中国石油学会碳中和专业委员会联合中国石油、中国石化、中国海油、国家管网、国家能源集团、中国中化、延长石油等单位共同举办。会上,袁士义、李阳、聂红等中国工程院院士先后登台作主旨报告,围绕CCUS产业化、可持续航空燃料、绿氢降碳、碳足迹核算、碳市场建设等议题作主旨分享。中国科学院、中国工程院院士,以及来自能源央企、地方炼化与化工企业、油田企业、高等院校、科研院所、国际机构和技术装备企业的数百名代表齐聚会场。
在17日下午的主论坛上,浙江绿储科技有限公司副总工程师俞明锋博士作题为《面向工业蒸汽节能降碳的熔盐储热关键技术及解决方案》的主旨报告,从石油石化行业蒸汽用能的真实痛点出发,分享以高温熔盐储热为核心、多技术路线协同的绿色低碳工业蒸汽解决方案。
报告用一组数据勾勒出工业蒸汽脱碳的紧迫性:2023年我国工业领域年消耗热量505.9亿GJ,其中用热温度高于100℃、以工业蒸汽为主的热需求达137.4亿GJ,折合4.7亿吨标准煤,工业蒸汽热值相当于全国用电总量电热当量的40%;在石油化工行业,电力、热力消费分别占行业能源消费总量的15%—25%和10%—20%,热力相关碳排放约占行业总排放量的15%,蒸汽系统已成为行业节能降碳必须啃下的“硬骨头”。
聚焦石油石化全产业链的两大高耗汽场景。在上游稠油热采环节,全球稠油资源约占石油总储量的70%以上,我国稠油可采储量已超40亿吨、约占国内石油总储量的四分之一,集中分布在胜利、辽河、新疆等油田;稠油热采能耗是稀油开发的3—8倍,每采出1吨稠油需注入2—5吨蒸汽,一座中型油田日耗汽可达上万吨,目前全国油田注汽锅炉每年燃烧排放的二氧化碳超过1600万吨。蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)等热采工艺普遍需要数兆帕乃至十几兆帕的高参数蒸汽,注汽环节的绿色化、电气化改造潜力巨大。在下游炼油炼化环节,我国年原油加工能力超过7亿吨,炼化行业年蒸汽用量约1.5—2.2亿吨,约50%的能源以蒸汽形式消耗,蒸汽费用占企业能耗总费用的一半以上;常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化、芳烃生产等装置对蒸汽压力、温度要求各异,酮苯脱蜡等精制工艺单位产品碳排放强度高达256.82千克二氧化碳当量,蒸汽系统的低碳替代同样迫在眉睫。
随着“十五五”规划纲要、《“十五五”碳达峰行动方案》和国家发展改革委等五部门《重点行业节能降碳改造攻坚三年行动计划》相继落地,以炼油为重点的传统行业节能降碳改造全面提速——该行动计划提出,到2028年累计形成节能量1亿吨标准煤以上、减排二氧化碳2亿吨以上。政策在赋予油气企业综合能源供应责任的同时,也为“油气+新能源”多能互补、推动蒸汽系统电能替代和余热回收指明了方向。
围绕这道“必答题”,绿储科技给出三条可量化、可落地的技术路线,经测算经济性均优于传统天然气供汽:“新能源+特高温热泵熔盐储热”电热转化效率不低于130%,吨蒸汽成本约123元;“新能源+电加热熔盐储热”吨蒸汽成本约149元,并可稳定产出最高14MPa、550℃的高品质蒸汽,直接匹配稠油热采等高参数用汽需求;面向余热富集场景的蒸汽压缩机(MVR)路线,电热转化效率可达400%以上、吨蒸汽成本不超过100元。相比之下,传统天然气供汽吨汽成本约190元,且每蒸吨排放二氧化碳约180千克。三条绿色路线均实现近零排放,与燃煤、天然气供汽相比,吨蒸汽碳排放最高可分别降低97%和95%;配套高温熔盐储热后可实现24小时连续稳定供汽,能够直接接入风电、光伏等波动性电源,单套系统从开工到投运仅需6—12个月。
公司研制的6kV/10kV、565℃系列熔盐电加热器单台功率可达50MW、电热转换效率达99%,支持0—100%无级调功,已批量应用于甘肃金塔、新疆鄯善、青海德令哈和格尔木等12个光热与熔盐储能项目;2023年建成全球首个2MW/600℃特高温热泵中试装置,实测压缩机出口温度596.2℃、熔盐加热温度569.1℃、产出556.1℃蒸汽、能效比达1.434,经院士领衔的专家委员会鉴定达到国际领先水平,入选了国家首台套技术装备;8MW/400℃超高温热泵示范工程已投运;60MW/450℃深度调峰项目正在实施。面向中小企业和产业园区,公司还推出多相态分布式储热蒸汽发生器,耦合园区光伏的广州南沙生命健康产业园项目已稳定产出零碳蒸汽,蒸汽价格约210元/吨。除流程工业节能脱碳外,高温储热技术还可广泛应用于新能源大基地长时储能、煤电灵活性改造、宽负荷核电调峰等领域。
从戈壁大漠的光热电站到油田井口的注汽锅炉,从炼化园区的工艺管线到中小企业的供热管网,绿色低碳技术的跨界融合正在为能源化工行业注入新质生产力。绿储科技将持续深耕高温储热赛道,以安全、经济、大容量的储热供汽技术为纽带,推动新能源与石油石化行业深度耦合,为“十五五”时期重点行业碳达峰目标如期实现、为保障国家能源安全和产业绿色转型贡献更多“热”的力量。

