中國(guó)石油廣東石化首船航空煤油產(chǎn)品出口:航油市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng)!
4月2日下午3時(shí)20分,“昌利16”號(hào)油輪運(yùn)載著9900噸優(yōu)質(zhì)航空煤油駛離位于廣東省揭陽市的廣東石化公司產(chǎn)品碼頭,奔向海南洋浦綜合保稅區(qū),這是廣東石化公司首船出廠的航空煤油,也是該公司首批出口的成品油產(chǎn)品。
據(jù)了解,廣東石化公司三套裝置可生產(chǎn)航空煤油,包括120萬噸/年航煤加氫裝置、370萬噸/年加氫裂化裝置、330萬噸/年柴油加氫裝置Ⅱ。其中120萬噸/年航煤加氫裝置是生產(chǎn)航煤的“主力”。該裝置引進(jìn)殼牌公司一段強(qiáng)化芳烴飽和深度加氫處理工藝技術(shù),2020年4月開工建設(shè),當(dāng)年12月一次開車成功,操作壓力7.7兆帕,為國(guó)內(nèi)操作壓力最高的航煤加氫裝置。
裝置使用的催化劑直接影響著航煤產(chǎn)品的性能,廣東石化公司、中國(guó)石油化工研究院、撫順石化公司催化劑廠三方經(jīng)過多輪深入全面的技術(shù)交流、組織專業(yè)攻關(guān)組攻克瓶頸,共同完成開發(fā)具有深度脫硫和芳烴飽和性能的劣質(zhì)煤油加氫催化劑PHK-102,滿足產(chǎn)品所需的達(dá)標(biāo)性、穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)催化劑完全替代,為推動(dòng)廣東石化高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮出重要作用,也為中國(guó)石油保障我國(guó)航空油料供應(yīng)提供可靠技術(shù)支撐。
中國(guó)石油廣東石化煉化一體化項(xiàng)目是深入貫徹國(guó)家粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略和完善中國(guó)石油集團(tuán)公司總體布局的重點(diǎn)工程,2023年計(jì)劃加工原油1500萬噸,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品總量1200萬噸,所產(chǎn)油品及化工產(chǎn)品將覆蓋我國(guó)華南市場(chǎng)和香港特別行政區(qū),以及新加坡等海外市場(chǎng)。
航空煤油市場(chǎng)需求與民航行業(yè)景氣度存在高度相關(guān)性,隨著全球疫情趨于結(jié)束,民航運(yùn)輸業(yè)持續(xù)復(fù)蘇,將為航空煤油行業(yè)的需求空間提供強(qiáng)有力支撐。近年來,全球?qū)τ诃h(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注日益加強(qiáng),各國(guó)正在積極實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和和創(chuàng)造低碳清潔能源世界,而航空業(yè)是難減排的行業(yè)之一,全球航空業(yè)提出到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo),要達(dá)到這一目標(biāo),除在研發(fā)飛機(jī)新技術(shù)及提高運(yùn)營(yíng)與基礎(chǔ)設(shè)施效率之外,發(fā)展可持續(xù)航空燃料(SAF)將是實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)最重要的措施。到2050年,65%的減排將通過使用SAF來實(shí)現(xiàn)。
作為傳統(tǒng)航油的一種低碳替代品,SAF主要由廢油脂、農(nóng)林廢棄物、城市廢棄物、非糧食作物,或者綠電和二氧化碳等加工合成而來,因此被認(rèn)為是可持續(xù)的航空燃料。面對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化的迫切需求,綠色地碳已成為全球共識(shí)。目前,全球航空業(yè)還面臨較大的碳減排挑戰(zhàn)。根據(jù)國(guó)際民航組織(ICAO)的預(yù)測(cè),隨著航空業(yè)的持續(xù)發(fā)展,如不進(jìn)行額外減排努力,僅國(guó)際航空業(yè)務(wù)在2020—2050年間累計(jì)產(chǎn)生的二氧化碳排放就占到全球同期總排放的7%。
在航空業(yè)諸多減排措施中,創(chuàng)新飛行器技術(shù)、提高運(yùn)營(yíng)與基礎(chǔ)設(shè)施效率等常規(guī)技術(shù)領(lǐng)域優(yōu)化所產(chǎn)生的減排潛力相對(duì)有限,電動(dòng)飛機(jī)和氫能飛機(jī)仍舊需要技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā),因此,應(yīng)用SAF被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為是最有潛力的碳減排措施。這需要全球航空業(yè)更大規(guī)模地使用SAF以替代傳統(tǒng)航油。據(jù)IATA預(yù)計(jì),為充分發(fā)揮SAF減排作用,其應(yīng)用量需要從2020年的6300萬升(約5萬噸),大幅提高到2025年的近79億升(約630萬噸),再提升到2050年的4490億升(約3.583億噸)。
當(dāng)前,SAF的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用主要集中在歐美國(guó)家,發(fā)展路徑呈現(xiàn)顯著的政策驅(qū)動(dòng)特點(diǎn),由于SAF應(yīng)用成本較傳統(tǒng)航空燃料更高,因此是否具有強(qiáng)制性或推薦性的SAF摻混比例是影響消費(fèi)側(cè)需求的最重要因素。整體來說,中國(guó)SAF行業(yè)既存在機(jī)遇也面臨挑戰(zhàn)。我國(guó)SAF產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)能、技術(shù)、原料供給和成本等方面尚存在一定障礙。SAF原料分布較廣、可利用量大,為SAF供給提供了保障,但收集和加工成本高、技術(shù)路線較單一等原因在一定程度上也限制了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
近兩年,隨著技術(shù)的不斷演進(jìn),SAF行業(yè)即將迎來爆發(fā)。清華大學(xué)化學(xué)工程系課題組相繼在《ACS Catalysis》、《Nature Communications》發(fā)表研究成果,標(biāo)志課題組在CO2制綠色航煤 (CO2 to Aviation Fuel, CO2AFTM) 領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。通過設(shè)計(jì)指向含芳環(huán)航煤餾分(C8~C15)為目標(biāo)產(chǎn)物的工藝路線,從熱力學(xué)上實(shí)現(xiàn)CO2加氫的自發(fā)反應(yīng)路徑;通過金屬氧化物-分子篩催化劑將CO?加氫能力提高3倍。該項(xiàng)技術(shù)可將生物質(zhì)氣化所得的一氧化碳、二氧化碳、氫氣,一步法合成生物航空煤油;或者以捕集到的二氧化碳為原料,通過二氧化碳加氫合成綠色航空煤油。中國(guó)科學(xué)院低碳轉(zhuǎn)化科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在新型鈷鐵合金催化材料助力碳中性航空燃料合成方面取得新進(jìn)展。研究成果以“Direct conversion of CO2 to a jet fuel over CoFe alloy catalysts”為題在線發(fā)表在Cell Press旗下《The Innovation》(2021, 2(4), 100170)上。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成了鈉(Na)助劑修飾的鈷鐵合金新型催化材料(CoFe),成功實(shí)現(xiàn)了逆水煤氣變換(RWGS)反應(yīng)與費(fèi)托合成反應(yīng)(FTS)的接力、功能匹配和優(yōu)化。在較溫和的條件下(240℃、3 MPa),實(shí)現(xiàn)了CO2加氫直接轉(zhuǎn)化成航空燃料,C8-C16的選擇性達(dá)63.5%,打破了傳統(tǒng)FTS對(duì)C8-C16的最高理論選擇性僅為41%的ASF限制,是目前文獻(xiàn)報(bào)道的最高值。此外,該催化劑在120小時(shí)的評(píng)價(jià)時(shí)間內(nèi)展現(xiàn)了良好的催化穩(wěn)定性,具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。
在合成SAF技術(shù)的不同賽道上,運(yùn)用綠電和捕捉二氧化碳合成航空煤油將是未來最重要最有潛力的發(fā)展路徑,其中綠電還包括光熱發(fā)電。即按照“光伏/風(fēng)電/光熱發(fā)電→電解水制氫→捕捉二氧化碳→合成航空煤油”的技術(shù)路徑。類似于揭陽的沿海航油生產(chǎn)基地,除了方便將SAF通過海運(yùn)出口到全球,還可通過港口進(jìn)口綠氫,進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。
隨著航空業(yè)碳減排的推進(jìn),在未來潛在政策引導(dǎo)和支持下,SAF供需兩側(cè)均有快速增長(zhǎng)的潛力。從理論產(chǎn)能角度來說,如將我國(guó)現(xiàn)有及規(guī)劃的氫化生物柴油(HVO)產(chǎn)能進(jìn)行改擴(kuò)建用以制備SAF,加上現(xiàn)有的SAF產(chǎn)能,預(yù)計(jì)2025年我國(guó)SAF的總潛在產(chǎn)能可達(dá)205萬噸/年,屆時(shí)供應(yīng)量可滿足我國(guó)當(dāng)年航油總需求量的4.5%。
推動(dòng)SAF發(fā)展對(duì)我國(guó)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源轉(zhuǎn)型有積極意義。制備SAF的原料多為廢棄物,SAF產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有效帶動(dòng)廢物循環(huán)利用,減少環(huán)境污染。當(dāng)前,如能充分利用內(nèi)外部有利條件,進(jìn)一步明確政策方向,加大技術(shù)研發(fā)與推廣,釋放SAF的減排潛力,SAF將為我國(guó)降低航空業(yè)碳排放、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)、增強(qiáng)能源安全發(fā)揮重要作用。