中国乙烯工业发展的挑战和前景！

作者：王红秋 中国石油石油化工研究院战略与信息研究室主任

历经半个多世纪的发展，我国乙烯工业已经取得了巨大的进步，具备较强规模实力。2021年全年新增乙烯产能近700万吨，再创历史新高，达4168万吨，占全球比例提高至20%，首次超过美国，成为世界最大的乙烯生产国。随着乙烯产能的快速增长，乙烯工业的规模化、基地化、园区化发展加快。

2000~2021年蒸汽裂解装置平均规模由22万吨/年增至81万吨/年，百万吨级乙烯装置增至15套。产业布局不断优化，形成了以国内原油资源为中心的东北西北地区石化产业基地，以进口原油为主，紧贴市场中心的环渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲沿海石化产业集群，其中环渤海湾和杭州湾的乙烯总产能占比达到37.5%，规模效应和聚集效应增强。我国乙烯工业已拥有实现高质量发展的雄厚基础，同时也面临着诸多挑战。

1、中国乙烯工业发展的挑战

挑战一：外部环境 复杂严峻

从国际环境看，全球范围内的秩序和格局调整成为大趋势，不稳定性和不确定性明显增加。新一轮科技革命和产业变革深入发展，生产力的迅速发展带来新的增长动力和机遇，也对原有石化化工产业结构带来深刻挑战，各国都希望以第四次工业革命为契机，占据先进制造业发展的高地。

从国内环境来看，我国经济已由依靠国际大循环的发展模式向国内大循环为主体的方向转型。市场和资源“两头在外”的国际大循环动能明显减弱，国内大循环活力日益强劲。在经济发展中促进绿色转型、在绿色转型中实现更大发展的新发展理念正在推动我国各行各业经历着全方位深层次的变革。

挑战二：发展必须 兼顾减碳

2021年我国人均乙烯当量消费量为42千克/人，与美国、西欧和日本等世界主要发达国家和地区的消费水平相比还有差距，仍有较大的增长空间，从而推动乙烯等基础化工原料产能快速扩张，预计2030年我国乙烯能力将增加近一倍，达到8000万吨，碳排放也将随之增加，“双碳”目标下乙烯工业低碳发展是必然选择。

预计“十四五”末石化行业也将纳入全国碳市场。2022年6月22日欧洲议会投票通过世界第一个“碳边界调整机制”（CBAM）议案。碳关税覆盖了电力、水泥、钢铁、炼油、化肥、有机化工、塑料、氢和氨等多个领域。将从2023年1月1日起适用，过渡期至2026年底，并逐步结束免费配额，至2032年全部结束。这将对我国石化产品出口造成一定影响，研究显示，按照30美元/吨征收碳税，石化产品出口降幅可达12.4%。乙烯工业发展的同时必须加快减碳步伐。

2021年10月国家发改委等部门发布《石化化工重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案》（2021-2025年）（下简称《行动方案》），要求到2025年，通过实施节能降碳行动，石油基乙烯能耗达到标杆水平（590千克标油/吨）的产能比例超过30%，碳排放强度明显下降，绿色低碳发展能力显著增强。而目前国内石油基乙烯能耗平均水平与基准水平目标（640千克标油/吨）相比尚有差距。因此，《行动方案》要求，加大闲置产能、僵尸产能处置力度，推动30万吨/年及以下乙烯装置加快退出，严禁新建80万吨/年以下石脑油裂解装置。推广合成气一步法制烯烃、原油直接裂解制乙烯等技术，大型乙烯裂解炉、压缩机，高效换热器等设计制造技术，特殊催化剂、助剂制备技术，自主化智能控制系统。鼓励采用热泵、热夹点、热联合等技术，加强工艺余热、余压回收，实现能量梯级利用。探索推动蒸汽驱动向电力驱动转变等。

挑战三：国际竞争力 仍需提升

尽管我国乙烯下游产品供给能力增强，但仍面临着产业布局不尽合理、产品结构矛盾突出、关键核心技术短缺等问题，亟须调整优化、加大科技创新和进口替代力度。

产业布局不尽合理，仍需不断调整优化。产业布局直接关系到行业的发展和经济效益。进入21世纪，我国石化新建项目布局有所改善，特别是“十三五”以来，产业集中度提高，但与世界先进水平仍有较大差距。目前我国共43套乙烯蒸汽裂解装置，分散在27个城市的33个地点，生产运营、公用工程、物流传输、安全环保和管理服务等成本高，裂解副产品难以集中利用，影响了整体竞争实力。

下游产品结构性问题凸显。一方面，同质化产品生产成本高，竞争力不强，开工率走低。中东的资源禀赋决定了中东是全球乙烯下游产品生产成本最低的地区，我国每年都从中东进口大量的乙二醇和聚乙烯等乙烯下游衍生物，在高油价背景下，北美、中东具有低成本优势的乙烯下游产品对国内化工市场的冲击更加凸显，也加剧了国内乙烯及下游生产企业的经营压力。另一方面，高端产品对外依存度高，自主保障能力弱。由于研发能力不足，且技术拥有者又不对外转让，2021年我国高端聚烯烃自给率为58%，己烯共聚聚乙烯、辛烯共聚聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、茂金属聚乙烯、超高分子量聚乙烯等产品的进口总量占我国聚乙烯进口量的一半左右。

关键核心技术短缺，原始创新能力有待提高。尽管我国乙烯成套技术和装备基本实现自主，但缺少部分关键核心技术及下游配套技术。以聚乙烯为例，技术对外依存度超过了90%，行业仍然处于依靠引进技术、进行大规模投资建设的追赶期，原始创新能力不强。一方面企业研发投入不足，国际大型石化公司的研发投入占销售收入比例约为3%，而我国石化企业仅占1%左右；另一方面，现有机制不能有效激发企业科研人员开展以应用为导向的基础研究的积极性，企业研发基本局限于跟跑和消化吸收。

精细化管理能力不足，各环节的整合度尚待提高。企业的管理水平直接关系到企业的总资产收益率、流动资金周转率、全员劳动生产率等效率指标，虽然我国很多乙烯企业已经建立了系统性的管理体系，但各环节、各系统间的协调运作能力仍有不足，在采购、生产、销售和研发等方面的精细化管理同世界领先企业尚有差距。欧美大宗化学品企业基本能够实现高于10%的投资回报率(ROIC)，而我国企业则普遍低于9%，很多大宗化学品企业的投资回报率甚至更低，生产效率的提升潜力仍然很大。此外，近年来乙烯产能激增造成专业人员短缺，也是制约行业精细化管理水平停滞不前的主要原因之一。

2、我国乙烯工业未来发展策略

策略一：有序推进乙烯工业绿色低碳发展

蒸汽裂解生产乙烯是我国乙烯的最主要生产路线，约占我国乙烯总产能的 84%，生产过程主要包括裂解炉蒸汽裂解、裂解气压缩和精馏分离三部分。碳排放源主要有裂解炉燃料燃烧CO2排放、热力和电消耗间接排放及火炬排放等，其中燃料燃烧直接排放约占60%、热力和电消耗间接排放约占30%，是最主要的两大CO2排放源。因此提高裂解炉热效率、采用节能装备和高效分离技术、智能化赋能、能量系统优化与能源管控以及蒸汽驱动向电力驱动转变是蒸汽裂解装置强化过程节能与提高能效的主要抓手。特别是蒸汽裂解装置的电气化技术已成为各大能源化工公司攻关的焦点。陶氏与壳牌合作，巴斯夫、沙比克和林德合作，以及国内的大型石油石化公司等都在进行电加热裂解炉研究，包括长寿命和大功率电热炉设计、新型高效电热体材料技术、先进控制系统等。

同时，加快原油直接裂解制烯烃技术的工业推广；加强前瞻性、战略性和基础性的课题研究与技术攻关，做好乙烯生产新工艺储备、提供创新引领。重视天然气高附加值利用，加强甲烷制乙烯和合成气制烯烃的研究开发投入，力争催化剂等核心技术的突破和解决工程技术问题，早日实现工业化应用。加快废塑料热解油净化技术、二氧化碳制乙烯技术的研发节奏，实现废物的低成本资源化利用。布局第3代生物质制乙烯技术和乙烷氧化脱氢制乙烯（ODH）技术，前者重点提升乙醇转化率与选择性；后者重点在于高效催化剂的突破。

策略二：持续提升产业链供给能力和竞争力

持续提升科技创新能力，努力成为世界石化工业主要科学中心和创新高地。因此，完善创新机制，开拓科技投入渠道，推动产学研用深度融合，形成协同创新体系，提供和储备面向国家当前和未来发展需求的科技资源尤为重要。一方面，要重视以应用为导向的基础研究，建立从分子水平认识石油等原料的平台，形成对原料中烃类结构特征和核心化学反应规律的系统理论，开发出针对性强的高效催化剂和分离与反应工艺，实现烃分子的定向高效转化；突破特殊结构反应器、大功率电加热炉等重要装备及零部件制造技术、以及感知技术、控制技术等核心技术，增强创新发展动力，提升产业链稳定性和竞争力。

另一方面，围绕战略性新兴产业和细分市场，通过催化剂、工艺创新或后改性等，加速下游三大合成材料的高端化、差异化、绿色化，形成全系列产品解决方案。以用户为中心实现定制化生产，也就是说在满足客户多元需求的前提下，降低生产成本、提高生产效率、保证产品质量，才能达到用户的高满意度，加大科技创新和进口替代力度是深化供给侧结构性改革的重点。

策略三：优化产业结构促进高水平集聚发展

现役石化装置，要加快结构调整和升级改造。一方面，以最大化为社会创造价值为目标，利用数字化和智能化技术，进一步提高资源利用率、细化原料加工路径、高效分离利用副产物、降低能耗物耗、提升装置运行水平，拓展延伸化工产业链，加快提质增效的改革进程，提升与市场需求灵活匹配的能力。另一方面，本着全局统筹、系统节约的原则，综合各方面因素，建立合理的指标体系，科学评估推进低效落后产能退出和生产企业搬迁。

新建石化项目，要严格准入条件且统筹布局。国家层面建立高质量发展标准体系，从本质安全和低碳环保可靠性、物流传输便利性、产品结构和技术先进性，以及创新能力、经济效益、国际竞争力等方面进行全面系统评估，严格准入条件。布局时要综合考虑资源、市场、环境容量和物流等条件，最大限度地发挥上下游协同、公用辅助工程一体化、安全环保应急一体化、管理服务金融一体化的集群化发展优势，推进两化深度融合，提高运营效率，提升专业化管理和抗风险能力，形成世界领先石化产业基地。

另外，国际上普遍认同的石化强国，除规模巨大、产业链相对完整、科技创新能力强以外，管理水平也拥有绝对优势。应不断在计划、价格、生产、研发、销售等环节的精细化管理上狠下功夫，实现成本费用、能耗物耗、损失损耗持续下降，产品结构和质量不断优化提升。

本文内容来源于中国石油报，由石化缘整理发布，转载请注明，与石化缘合作投稿请加文末微信！