改革开放以来，我国经济快速发展，未来一段时间还将保持一个高位增长势头。经济快速发展必然带来能量的消耗，这是一个刚性关系。所以近年来我国基本上都是以每年1亿吨左右的标煤能量消耗总量在增加。按照这样一个预测，实现碳达峰碳中和的时候，能源消费总量将达到80亿—90亿吨。能量消耗约等于带来排放，因此控制二氧化碳排放成为我国经济发展必须考虑的因素之一。虽然能量消耗是必然的，但经济还需发展，在这个过程中首先能做的就是节能减排。这里有一个重要的参数就是能量消费强度下降，也就是说我们同样的GDP尽量少消耗能量，而这个节约能量就是直接的减排结果。各行各业不管利用什么手段，只要能够节能，就是优选。

目前来看，煤炭消费比例逐渐降低，但是绝对值仍处于峰值，摆脱对煤炭的依赖还需要时间；石油这么多年基本上在能源消费中占17%—18%，从绝对值来看还未达到峰值；作为传统化石能源向新型清洁能源过渡的桥梁，天然气占能源消费总量超过10%目标是完全可以实现的，也是绿色发展最低要求。

长期以来，我国二氧化碳排放量与经济增长保持同步态势，说明我国经济增长主要还是依靠粗放型的资源消耗带动，经济增长未实现与碳排放的脱钩。2011年以后，我国开始实行较为严格的环保政策，再加上节能减排技术的应用，以及居民环保意识的增强，碳排放增速开始下降，二氧化碳排放总量基本维持在100亿吨左右。怎样才能在消耗能量的同时，减少排放二氧化碳？这也是一个单位能耗二氧化碳排放强度问题。要从根本上解决这个问题，就是要利用零碳的绿电和绿氢。虽然绿电绿氢也是能源，但是在使用过程中并不排放二氧化碳，这样可以达到提供绿色能源的同时，又可以不排放二氧化碳，既保证经济发展，又能够少排放二氧化碳。

氢能在未来能源生产和消费中将扮演重要角色。氢能可以与电进行相互转换，约等于利用电解水制氢间接把电储存起来，因此氢还具有储能属性，这也是氢能备受关注的原因，除了能源属性，还具备储能属性。

在石油化工里有一个重要过程，就是生产烯烃，因为乙烯、丙烯、丁烯，这三烯是生产高附加值、高分子材料的基本有机化工原料，这个常规过程是需要消耗大量的化石燃料，比方每生产1吨乙烯，需要消耗500千克—600千克燃料油，而燃料油烧掉以后都变成二氧化碳排放，那么这个过程能不能用电来替代呢？用电来替代化石燃料作为能量输入方式，虽然消耗了能量但减少了二氧化碳排放，况且随着大规模绿电的消纳需求，以及成本降低，不但有减碳的贡献，同时在成本上也有竞争优势。

基于上述一些思考，我们团队发明了一种以电加热的方式，来实现烯烃生产，根据实践得到的结果，可以利用电加热的方式，替代传统加热炉烧燃料或者烧燃料供蒸汽的加热方式，来替代常规石油加工过程。

这里面有两个重要过程，一个是丙烷脱氢，这也是生产丙烯的主要过程，常规都是靠加热炉加热等方式进行生产。如果利用380V的电，通过空间供能方式，不通过辐射传导，这样就改变了热传导方式，能够带来一些新的变化，这个过程可以使能耗降低，不产生二氧化碳排放。值得一提的是，这个过程也尝试代替高温的蒸汽裂解，那么高温蒸汽裂解反应温度在850摄氏度左右，也是靠高温燃烧的加热炉提供能量，同样也是用380V的电，通过空间供能方式提供相应热量，实际上这个过程中的能耗非常关键，突破在电磁强化供能的核心装备以及控制系统，怎么能够快速实现加热，同时还要稳定控制反应度。这个过程中如果有催化剂，还要研究带电磁响应催化剂的性能，期盼能够对传统石油化工的过程进行变革，未来希望用简便的快速电加热方式替代常规加热炉供热的方式，可以非常灵活地把很多低价值的副产品，例如丙烷、低碳烃、芳烃都转化成丙烯、乙烯、丁二烯等三烯，过程中只消耗绿电，通过前期的初步研究，通过测算用绿电替代传统的加热方式可以使整个投资减少2/3。同时，如果绿电成本降至0.2元以下，那么每吨产品消耗1000多度电的成本也可以降低。

另外一个重要的过程就是合成氨过程，它是利用煤、石油、天然气作为原料，通过高温气化变成一氧化碳和氢，其中氢再跟氮变成氨，这也是一个高能耗、高排放过程。那能否利用绿电、水，以及一些副产的烟气来替代这些原料，甚至改变这个过程？答案是肯定的，利用利用水通过电解水制氢得到氢气，再把一些烟气通过变压吸附得到氮气和二氧化碳，氢气跟氮气就是合成氨，而氨与二氧化碳可以做尿素，这个过程可以不消耗任何的化石能源，完全利用绿电，包括合成氨的反应过程也可以用电加热方式，原来一个高能耗、高排放的过程就变成低能耗甚至没有排放的绿色过程。另外，合成氨本身也可以作为一个储氢的介质，把氨作为储氢运到各个地方，当然氨本身也可以长时间直接燃烧，作为液体的绿色燃料。这个过程如果打通等于为绿电的大规模消纳，以及绿电氨的生产提供一个新的变革性技术。这个绿电应用有一个很大的问题，就是不稳定性。不论是太阳能还是风电，其最大的属性就是间歇式、波动式的，然而大规模消纳绿电像上述提及的电烯和电氨，又是一个需要长周期稳定运行的过程。因此，怎样才能把这种波动的可再生电力用于稳定连续的生产，又产生了一个新的课题。

目前我国能源生产和消费结构发生了深刻变化，我国绿电产业全球第一，在资源上逐步摆脱进口束缚。同时，如何利用好绿电、消纳好绿电是关键点。

炼油行业的高质量发展不仅是环境问题和能效问题，还是高端材料产业链、新能源产业链、储能产业链的重要环节。炼化企业逐步淘汰低价值的产品和落后产能，本身就是提高自身价值。比如碳材料，应用在新能源、电子材料等领域的高端产品就具备很高的利润率。另一方面，炼化企业逐步引入变革性技术实现绿色低碳的化工过程，如电合成乙烯、电合成氨等工艺，不仅可降低碳排放，还能催生出一系列新的产业链和市场机会。

未来炼化行业绿色创新高质量发展，一是在零碳能源耦合方面，研发高效低成本光伏、风力发电组件促进绿电、绿氢及绿热等零碳能源的价格降低，同时积极开展炼化、水泥、钢铁、电网、新能源和储能等行业间的合作，打破行业壁垒，以炼化行业绿色低碳转型为引领带动相关产业高质量发展。二是能量流集成电供能方面，推进炼化工业再电气化技术设备的研究与应用，重点围绕电热转换技术推广应用和过程能效提升展开；物质流集成电化工方面，依据原料性质和产品需求调整优化加工路线，研发高效、高选择性的原油加工技术和催化剂，同时加强绿氢、绿氨、绿甲醇产业链的开发和应用实践。三是减碳负碳技术方面，根据二氧化碳浓度差异的物化性质，研究高效的适应性碳捕集技术和转化利用技术，在电氢高品位能源的驱动下循环利用二氧化碳，形成新型绿碳产业。随着各技术领域的发展与协同推进，国内炼化行业有望早日实现绿色低碳转型，并引领全球炼化行业走向绿色创新高质量发展。