加快实现高水平科技自立自强

支撑引领石油化工行业高质量发展

中国工程院院士 戴厚良

    能源是关系国家安全和发展的重点领域，科技创新是引领发展的第一动力。加快能源领域科技创新，推动实现高水平自立自强，更好地支撑引领能源行业高质量发展，是保障国家能源安全、建设创新型国家和科技强国的必然要求。“十四五”是我国“两个一百年”奋斗目标的历史交汇期，也是推进能源转型、构建现代能源体系的关键期。《“十四五”能源领域科技创新规划》（以下简称《规划》）站在新的历史方位，紧密围绕国家能源发展重大需求和能源技术革命重大趋势，规划了未来五年能源领域的科技创新蓝图，实现了与国家科技中长期规划及“十四五”现代能源体系规划等专项规划的有机衔接，是推动能源技术革命、实现能源领域高水平科技自立自强的行动指南和纲领性文件。

    一、充分认识《规划》的科学性指导性和针对性

    《规划》系统总结分析了我国能源科技发展成就和世界能源科技创新形势。当今世界百年未有之大变局加速演进，全球科技创新进入密集活跃期，新一轮科技革命和产业变革对全球经济结构产生深刻影响。《规划》深入分析了世界各国科技创新的发展态势以及全球能源技术创新四个新动向新趋势，从五个方面系统总结了我国能源领域科技创新取得的重要成就，进一步坚定了能源企业把握大势、直面问题、迎难而上，瞄准世界能源科技前沿，切实肩负起推动新时代能源科技创新、引领能源革命、建设世界科技强国的信心和决心。

    《规划》科学谋划了我国能源科技发展的目标及定位。围绕全面落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略和创新驱动发展战略，完整、准确、全面贯彻新发展理念，提出了“补强短板、支撑发展，锻造长板、引领未来，依托工程、注重实效，协同创新、形成合力”等四大原则，明确了引领以新能源为主体的新型电力系统建设、支撑在确保安全的前提下积极有序发展核电、推动化石能源清洁低碳高效开发利用、促进能源产业数字化智能化升级、健全能源科技创新体系等六大目标，将能源产业高质量发展的基点牢固建立在科技进步和创新驱动上。

    《规划》精准部署了我国能源科技发展的重点任务。聚焦保障能源安全、促进能源转型和引领能源革命等重大需求，以完善能源技术创新体系为重点，以“短板”技术攻关和“前瞻性”技术创新为主线，以集中攻关一批、示范试验一批、应用推广一批“三个一批”为路径，围绕先进可再生能源、新型电力系统、安全高效核能、绿色高效化石能源开发利用、能源数字化智能化等方面确定了集中攻关、示范试验和应用推广任务，并制定了技术路线图，部署了示范工程，为能源领域科技创新划定了重点、明确了主攻方向和突破口，必将有力指导和推动能源行业加快关键核心技术攻关和成果产业化步伐。

    《规划》明确提出了保障我国能源科技发展的政策措施。以推动能源领域科技创新为主线，以完善科技创新协同机制和创新平台体系为基础，以统筹部署集中攻关、示范试验和应用推广技术为带动，以自主创新和开放合作为依托，提出了创新机制、平台建设、成果应用、创新主体、标准管理、资金支持、国际合作、人才培养等八个方面的一揽子政策举措，为我国“十四五”能源领域科技自立自强构筑了坚实保障。

    二、准确把握《规划》落实中的核心要求

    一是突出能源安全在能源转型中的首要地位不动摇。能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题，对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。在“碳达峰、碳中和”目标下，全球能源加快转型，尽管我国能源自给率在80%以上，但人均能源资源拥有量相对较低，原油、天然气对外依存度较高，新能源发展不稳定不确定性依然较大。这就要求我们全面落实《规划》部署，加快推进能源技术革命，努力实现关键核心技术自主可控，把创新主动权、发展主动权牢牢掌握在自己手中，以科技创新推动多种能源稳定供应、协同发展，确保产业链供应链安全，加快构建形成清洁低碳、安全高效、多元互补的现代能源供给体系，不断提高能源自主供给能力。

    二是突出科技创新在能源发展中的核心地位不动摇。科技创新是实现能源绿色低碳发展的第一动力，世界各主要国家均将科技创新视为推动能源转型的重要突破口。与世界能源科技强国相比，我国能源科技创新能力依然不强，成为制约能源产业高质量发展的瓶颈。这就要求我们全面落实好《规划》部署，坚持事业发展科技先行，着力攻克关键核心技术，全力以赴突破“短板”技术装备，加快形成“长板”技术新优势，快速推进前瞻性、颠覆性技术发展，进一步健全科技创新体系，不断开创能源领域科技自立自强新局面，以科技创新支撑引领能源产业高质量发展。

三是突出企业在科技创新体系中的主体地位不动摇。企业是创新的主体，是推动创新创造的主力军。落实好《规划》的目标部署和重点任务，需要能源企业自觉履行高水平科技自立自强的使命担当，坚持“四个面向”，围绕产业链部署创新链、依靠创新链提升价值链，按照“快速突破”和“久久为功”两个层面，加快科技创新步伐，积极抢占科技竞争制高点，真正成为技术创新决策、研发投入、科研组织和成果转化的主体。特别是国有重要能源骨干企业，要勇挑重担、敢打头阵，勇当各自领域原创技术“策源地”和现代产业链“链长”，全力打造世界一流创新型企业，努力成为国家战略科技力量的重要组成部分。

    三、认真落实《规划》部署，全力推进石油化工科技高水平自立自强

    石油化工技术是能源科技创新的重要组成部分，也是未来能源转型和新能源创新发展的关键领域。石油化工行业高水平科技自立自强对于保障国家能源安全、支撑产业链高质量发展以及实现“双碳”目标具有重要意义。在石油化工科技方面，《规划》围绕油气安全保障供应和其他可再生能源利用技术，重点部署了特种专用橡胶、高端润滑油脂、分子炼油与分子转化平台技术等一系列炼化技术，以及生物质能转化与利用技术，需要能源企业特别是石油化工企业全力推动落实，尽快取得突破，更好发挥科技创新在石油化工行业高质量发展中的支撑引领作用。

    （一）加快突破石化下游高端产品关键核心技术。当前，我国石化工业已进入高质量发展阶段，但仍然存在炼油产能过剩、大宗石化产品占比较大、高端和高附加值产品占比较低、碳减排难度大等问题。迫切需要立足石化产业链现有的基础和优势，找准产业链供应链上的堵点、断点，坚定不移地稳链、补链、强链，加快突破特种专用橡胶、高端润滑油脂、高性能合成树脂等关键核心技术，加快打造石油化工领域原创技术“策源地”和现代产业链“链长”，为建设制造强国、能源强国筑就坚实保障。

    特种专用橡胶技术亟待提高自主可控水平。氢化丁腈作为耐油性、耐高低温、耐化学品性能优异的特种橡胶，主要用于汽车行业（包括汽车同步带、密封件和汽车空调），同时也是航空航天、高铁航运、深海潜航、深层钻井采油等关键领域的重要材料之一。梯度阻尼橡胶（包括阻尼丁腈橡胶、阻尼丁基橡胶）具有优异的降噪性能，可有效降低机械零件啮合过程中表面碰撞产生的振动和噪声，已成为各国研究的热点。长链支化稀土顺丁橡胶是制备高性能轮胎的关键材料，用于轮胎胎侧和胎面，可有效提高轮胎承载强度、减小轮胎阻力，在当前我国新能源电动汽车快速发展、轮胎低滚阻、轻量化、高承载需求不断提升的形势下，长链支化稀土顺丁橡胶成套技术开发尤为重要。这些特种橡胶关键核心技术的自主可控，既可为产业增效转型赋能，又可为制造强国夯实根基。

    高端润滑油脂技术迫切需要集中攻关。随着我国航空航天、轨道交通、新能源汽车、风电、海洋工程、机器人、核岛及特种船舶等新兴产业不断发展，配套用高端润滑油脂需求快速增长，且新兴产业发展对润滑油脂的性能也提出越来越高的要求，例如硅烃等材料具有优异的高低温性能，适合于卫星、飞船、空间站等空间装备用，需持续攻关和升级，为空间装备等高端装备长期平稳运行提供技术支撑。围绕国家航空航天、高铁、船舶等产业发展，《规划》重点布局了多元醇酯、烷基萘、硅烃、低聚抗氧剂等高端润滑材料构效关系和高选择性合成技术研究，开展研制硅烃基空间润滑油、高性能航空涡轮发动机润滑油、超温宽通用航空润滑油脂等高尖端润滑油脂产品研究，推动高端润滑油脂、多元醇酯、长链烷基萘等基础油工业化步伐，为其工业级批量化试生产建立条件。

    高性能合成树脂关键技术亟需突破。长碳链α-烯烃在润滑油、聚烯烃、油田化学、精细化工等领域不可或缺，其关键技术攻关对于我国航天尖端工业、以及高档洗涤剂醇行业发展具有重要支撑作用。我国聚烯烃弹性体消费量占全球总量的25%左右，且市场需求仍在不断扩大；超洁净化聚烯烃材料是国家医药、食品等重点行业发展的关键材料之一；环烯烃共聚物作为一种具有高透明性、低电介常数、优良耐热耐化学性、熔体流动性及尺寸稳定性的高端工程塑料，特别适合显示器、镜头等光学器件及医疗器具领域应用。这些高性能产品生产技术的自立自强，将有效助力我国战略性新兴产业的快速发展。

    （二）加快突破生物炼制关键核心技术。生物质能是目前广泛应用的可再生能源，在能源化利用的全生命周期中具有显著的减排效应，是典型的“负碳”原料，加大生物质能利用已成为各国实现“碳中和”目标的重要举措之一。理论上90%的传统石油化工产品都可以通过生物化工过程获得。在生物质能的各种利用形式中，生物液体燃料和生物天然气目前应用最为广泛。生物液体燃料性能指标与石油非常接近，具有单位体积热值高、发动机适应性强以及与现有炼厂装置匹配性较好等优势，在交通运输电气化进程中依然拥有长距离航空运输、重卡运输、船运等重型交通领域的优势。生物天然气净化提纯后可直接供应，其厌氧发酵过程中产生的沼渣沼液还可生产有机肥，具有“农业-能源-环保-农业”循环可再生的发展潜力。在我国油气对外依存度居高不下的形势下，以生物液体燃料和生物天然气为代表的生物质能可作为石油、天然气的重要补充，在保障国家能源安全中发挥积极作用。

“不与人争粮、不与粮争地”是我国发展生物质能利用的重要原则。当前，以纤维素为代表的非粮原料利用存在技术瓶颈，成为生物质能产业发展受限的重要因素。由于纤维素结构十分稳定（分子链间存在大量的氢键），溶解相当困难，作为生产燃料乙醇或生物航煤的原料，纤维素预处理成为生产环节中的难点。废弃油脂作为生物柴油、航空生物燃料的原料，生产时也存在预处理难度大、工艺对多种原料的适应性不强、转化效率不高等问题。因此，落实好《规划》部署，集中攻关生物炼制关键核心技术，形成生物质高效合成/转化生产液体燃料/低碳能源产品的技术体系，加快多种原料高效转为燃料乙醇技术、废弃油脂选择性制备先进生物液体燃料技术、生物天然气全产业链技术的研发示范，对于推动生物质能规模高效发展、更好发挥对国家能源安全的支撑保障作用意义重大。

    （三）加快突破碳捕集及利用技术。碳捕集、利用及封存（CCUS）是石化工业实现“碳中和”目标的兜底技术，是全球公认的最具商业化应用潜力的碳减排技术之一。《规划》对CCUS技术作出统筹部署，从全产业链角度系统梳理了制约CCUS技术发展的关键核心问题。我国石化工业直接碳排放量约10亿吨二氧化碳当量，占全国总温室气体排放8%左右，排放强度较大、部分排放浓度较高，是减排的重点。其中，石化工业气化炉、裂解炉等关键设备对温度要求高，电能替代传统高碳燃料在基础设备配套、技术经济性方面还存在一系列难题，较长时期内需要辅以CCUS技术实现快速碳减排；工业过程中产生的2亿吨难减排二氧化碳也需要通过CCUS等负碳技术实现中和。当前，制约CCUS技术规模应用的主要因素是成本，其核心是低成本高效关键核心技术与设备的突破，同时要加强百万吨级CCUS全流程示范项目建设，为商业化应用提供技术和工程支撑。

吉林油田花园式黑79区块CCUS接转站  周昕林 摄

    CCUS技术拓宽了石化行业二氧化碳循环利用渠道。以二氧化碳为原料实现甲醇及其有机化学品、高分子聚合物等生产，不仅能够实现二氧化碳少排放甚至不排放目的，结合CCS还可以实现负排放。目前，二氧化碳作为化学品原料加以利用已初具规模，其关键是开发高效低成本催化剂。比如，二氧化碳与氨反应生成尿素已是一项成熟技术，二氧化碳与氢气结合可制造合成燃料、合成气和甲醇；国内外已有成熟的二氧化碳加氢制甲醇工业试验装置，随着绿氢价格下降以及碳市场加持，二氧化碳制甲醇可实现规模发展；采用干重整技术将甲烷与二氧化碳转化为合成气，也是实现高效化学转化的重要路径之一。

    CCUS技术在石油石化领域应用前景广阔。我国已建成且正在运行的CCUS项目21个，二氧化碳驱油提高采收率技术（CCS-EOR）是目前较为成熟且具有经济性的应用技术，我国已开展的此类项目平均可提高10%-20%的采收率，具有良好的经济效益。同时，埋碳效果比较显著，实现了增产和减碳双赢目标。依托国家在油气行业设立的多项攻关研究和示范项目，石油石化行业在发展CCUS技术方面已形成了系列优势，需要进一步统筹做好“捕碳、用碳、埋碳”三篇文章，尽快突破第二代二氧化碳捕集技术，积极发展二氧化碳化工利用技术，加快推动二氧化碳埋藏及封存工程，努力构建我国二氧化碳工业体系，创造新的产业经济增长点，助力国家“双碳”目标实现。

    （四）加快突破传统炼厂转型升级及智能化应用技术。进入新发展阶段，传统炼厂必将随着新能源、新技术、新模式、新业态的出现加快转型升级步伐。《规划》部署了分子炼油与分子转化平台技术、数字化智能化技术，推动传统炼厂的根本性变革。分子炼油与分子转化平台技术将增强传统炼厂产品结构调变能力。在分子水平认识石油、使用石油，实现对石油烃类分子的定向转化，可从本质上实现原油高效转化生产化学品。但目前对分子炼油的机理还不够明晰，在分子表征、先进分离、模拟放大、分子重构和智能控制方面还存在技术瓶颈。突破这些关键技术对于构建新型的石油分子转化平台，实现传统炼厂多产化工原料或多产航煤、兼顾化工原料具有重大意义。当今世界正进入数字经济快速发展的时期，数字化智能化技术将实现科研、设计、生产、经营与决策的一体化、智能化和绿色化发展，搭建起炼化企业资源全流程价值链优化平台以及基于泛在感知、生产操作监控、运营决策与执行的智能运营平台，开展基于工业互联网平台的智能炼厂工业应用示范，培育形成基于用户、数据、创新驱动的新商业模式、新生产方式和新产业生态，为推进数字化转型智能化发展、建设能源与化工创新高地提供有力支撑。

    结语：

    《规划》的出台，吹响了实现能源领域高水平科技自立自强的号角。我们将全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，牢记能源企业肩负的重大责任和使命，勇于担当、尽锐出战，结合实际全力做好《规划》部署落实，抢抓科技发展先机，勇攀能源科技高峰，加快建设世界一流创新型企业，为推动能源科技自立自强、保障国家能源安全、建设世界科技强国和能源强国作出新贡献。

    转自中国电力报