《石化的未来》（国际能源署IEA）
- 发布时间：2022-12-24
- 实施时间：2022-12-24
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适用对象 石化
我们生活在一个依赖石油化工产品的世界。从我们驾驶的汽车到我们盘中的食物，我们从石油化工中获得的产品和材料对现代社会的许多方面都至关重要。塑料和化肥是两大类最大的化工产品，在我们的日常生活中不可或缺。塑料是世界上增长最快的大宗材料，而合成氮肥支撑着世界上近一半的粮食生产。石化产品及其衍生品的生产吸收了越来越多的世界石油和天然气——石油约占14%(1300万桶/天)，天然气约占8%(3000亿立方米)。由于大部分能源以原料的形式进入石化行业，而不经过燃烧，该行业实现了一个看似矛盾的壮举:既是最大的工业能源消费国，但只是第三大工业二氧化碳排放国。即便如此，随着全球经济的发展，石化产品的市场将进一步扩大，石化行业的未来对全球能源安全和环境都具有重要意义。
国际能源机构(IEA)的这份分析报告解释了石油化工行业目前的情况，并预测了它到2050年的发展趋势。使用国际能源署参考技术情景，预测首先是基于既定的趋势。然后，为该行业绘制了一条通往可持续未来的道路，一条与联合国可持续发展目标-清洁技术情景相一致的道路。在参考技术情景中，化学行业的发展轨迹表明，石油需求的增长率高于任何其他行业。在2030年预计的近1000万桶/天的石油总需求增长中，化工行业将占到三分之一以上。天然气行业在天然气总需求增长中也发挥着重要作用，到2030年，全球约8500亿立方米的增量中，天然气行业占7%。
由于化石燃料消费的强劲增长，该部门的直接二氧化碳排放量到2030年将增加约20%，到2050年将增加30%。空气污染物和水需求也出现了类似的有害增长。也许最令人担忧的是，如果不大幅改善该行业关键材料——塑料——产生的垃圾管理，包括流入海洋的塑料垃圾的数量，将继续从目前已经不可接受的水平上升。石化产品的另一种未来是完全可行的，尤其是以更可持续的方式生产塑料和化肥。在这条路径上，在清洁技术场景中，石化行业为实现联合国目标做出了必要的贡献。
我们的分析最后确定了致力于实现这一至关重要的过渡的两个优先领域，以及在每个领域应采取的具体行动。
这是国际能源署系列丛书中的第三本，重点关注我所说的全球能源“盲点”:值得政策制定者给予更多关注的主要能源需求领域。该系列之前的研究主要集中在空调和卡车的能源使用上。还会有更多。
Fatih Birol博士，国际能源署执行主任
石化产品无处不在……石化产品将石油和天然气转化为各种日常产品——如塑料、化肥、包装、服装、数字设备、医疗设备、洗涤剂或轮胎——是现代社会不可或缺的一部分。除了对我们日常生活至关重要的产品外，石油化工产品还存在于现代能源系统的许多部分，包括太阳能电池板、风力涡轮机叶片、电池、建筑物隔热材料和电动汽车部件。
石化产品已经是全球能源系统的主要组成部分，其重要性正日益增长。塑料是最常见的石化产品，其需求增速超过了所有其他大宗材料(如钢铁、铝或水泥)，自本世纪初以来增长了近一倍。美国、欧洲和其他发达经济体目前的人均塑料使用量是印度、印度尼西亚和其他发展中经济体的20倍，化肥使用量是印度、印度尼西亚和其他发展中经济体的10倍，这凸显了全球增长的巨大潜力。
原料在雷达下飞行。从石油和天然气中生产的化学品占所有原材料的90%左右，这些原材料被称为原料;其余的能源来自煤炭和生物质。石化行业大约一半的能源消耗来自作为原料的燃料，用于提供物理结构产品所需的分子。
石化产品日益增长的作用是全球能源辩论中的关键“盲点”之一。
石化行业的多样性和复杂性意味着，尽管其重要性不断上升，但石化行业受到的关注不如其他行业。石化产品正迅速成为全球石油消费的最大推动力。到2030年，它们将占石油需求增长的三分之一以上，到2050年将占近一半，超过卡车、航空和航运1。与此同时，由于燃油经济性的提高、公共交通的发展、替代燃料和电气化的结合，目前占主导地位的石油需求来源，尤其是乘用车的重要性正在下降。到2030年，石油化工行业还将额外消耗560亿立方米天然气，相当于目前加拿大天然气总消费量的一半左右。
包括中华人民共和国和美国在内的国家，近期产能增幅最大;长期增长由亚洲和中东引领。预计到2025年，美国乙烯(蒸汽裂解)的全球市场份额将从2017年的20%提高到22%。与中东地区一样，由于天然气供应丰富，美国在获得低成本乙烷方面具有原料优势。这一优势使这两个地区在短期和中期获得乙基化学品出口的最大份额。2017年至2025年，中国煤基甲醇制烯烃产能几乎翻了一番，为其庞大的国内制造基地提供了物资投入。
从长远来看，亚洲和中东的高价值化学品生产市场份额都增加了10个百分点，而来自欧洲和美国的份额则下降了。到2050年，印度、东南亚和中东加起来将占全球氨产量的30%左右。
全球经济增长、人口增长和技术发展的结合将导致对石化产品的需求不断增加。尽管回收和限制一次性塑料的努力大幅增加，尤其是在欧洲、日本和韩国的领导下，但这些努力将远远超过发展中经济体塑料消费(以及塑料处理)的急剧增长。寻找替代品的困难是支撑石化产品总体需求强劲增长的另一个因素。
石化和石油天然气行业的格局不断变化，化学原料的新供应动态推动了该行业日益激烈的全球竞争。在经历了20年的停滞和衰退之后，由于页岩气革命，美国已经重新成为一个低成本的化学生产地区。
今天，美国拥有全球约40%的乙基石化产品生产能力。在沙特阿拉伯和伊朗的带领下，中东仍是关键石化产品的低成本冠军，该地区宣布了许多新项目。中国和欧洲各占全球以石脑油为原料的高价值化学品产能的四分之一左右，但由于供应量有限，它们在以较轻原料为原料的产能中所占份额非常小。中国迅速发展的煤化工，曾经是一个投机的命题，现在体现了稳定的技术进步。印度目前仅占全球产能的4%，有望实现强劲增长，以满足日益增长的国内需求。
石油公司正越来越多地沿着石化价值链进行整合。
在汽油需求增长放缓、化工产品增长前景强劲、利润率诱人的背景下，石油公司正在进一步加强与石化市场的联系。新的直接从原油到化学品的工艺路线也可能发挥作用，为传统的炼油/石化业务提供替代方案，尽管目前技术仍然具有挑战性。例如，沙特阿美(Saudi Aramco)和沙特基础工业公司(SABIC)最近宣布了一个40万桶/天的大型原油化工项目，是新加坡唯一现有设施规模的5倍。
石化产品的生产、使用和处置对环境造成了损害……石化产品面临着一系列气候、空气质量和水污染的挑战。
石化产品为社会带来了巨大的利益，包括越来越多的应用于各种尖端清洁技术，对可持续能源系统至关重要。
然而，这些产品的生产、使用和处置构成了各种需要解决的可持续发展挑战。
尽管化工行业消耗的能源大致相当于钢铁和水泥行业的总和，但它排放的二氧化碳却比这两个行业都要少。尽管如此，这仍相当于约1.5亿吨二氧化碳，占所有工业部门二氧化碳排放的18%，或与燃烧相关的二氧化碳排放总量的5%。这在一定程度上是因为化学工业比其他重工业消耗更多的石油和天然气，而其他重工业往往更依赖煤炭。另一个影响因素是，化学原料中所含的碳大部分被锁定在最终产品(如塑料)中，只有在产品燃烧或分解时才会释放出来。在我们的清洁技术方案(CTS)中，为化工行业提供了一个雄心勃勃但可实现的途径，环境影响全面下降。在CTS中，到2050年，来自初级化学品生产的空气污染物将减少近90%;用水需求比基本情景低了近30%。CTS还强调废物管理快速增加回收，从而为到2050年将累积的海洋塑料垃圾减少一半以上奠定了基础，这是遏制每年流入世界海洋的1000万吨塑料垃圾的重要一步，这是一个在全球范围内引起广泛关注的环境问题。
到2050年，通过增加塑料回收和再利用而减少的累积二氧化碳排放量相当于目前化学行业年排放量的一半左右。在CTS中，到2050年，全球塑料垃圾的平均收集率将增加近三倍。与目前的趋势相比，这将增加再生塑料的产量，并累计节省约5%的高价值化学品需求。这一结果带来了重大的技术挑战，要求成熟经济体将平均征收率提高到实际的最高水平，而新兴经济体则需要将平均征收率提高到目前的最佳水平。该行业的清洁转型由碳捕获、利用和存储(CCUS)、催化工艺以及从煤炭到天然气的转变主导。CCUS的一些最具成本效益的机会可以在化工行业找到，这解释了它在可扩展的减排方案中的主导地位。传统工艺路线的催化替代品可以提供每单位产品超过15%的能源节约。主要在中国，氨和甲醇生产从煤炭转向天然气，导致过程排放和能源强度双双下降。尽管投资成本不断下降，但在大多数地区，基于电力和生物质的工艺在成本上难以竞争，因为这些低碳能源载体在世界上需求量很大，价格很高。
石化原料所需的轻质油产品份额的激增可能会对CTS的炼油构成挑战。到2050年，与塑料消费相关的石油需求将超过公路客运需求。这对目前既生产重产品又生产轻产品的炼油厂具有重要意义。美国轻质致密油(LTO)产量的增加有望帮助解决这一挑战，因为LTO是生产轻质石油产品的一个更容易的起点。然而，这种贡献的长期可持续性也将取决于LTO的资源基础、技术和市场条件如何发展。
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