来源:中国石化报 时间:2026-06-23 09:42

编者按:6月15日,国家发展改革委等五部门联合印发《关于开展重点行业节能降碳改造攻坚三年行动的通知》,明确到2028年底,钢铁、电解铝、水泥、平板玻璃、炼油、乙烯、合成氨、甲醇等工业重点行业达到现行能效标杆水平的产能比例平均提高20个百分点,煤电行业力争提高15个百分点,能效基准水平以下产能基本清零,累计形成节能量1亿吨标准煤以上、减排二氧化碳2亿吨以上。“十五五”期间,随着“双碳”节能约束日趋严格,我国石化工业绿色转型任务艰巨。在日前召开的2026全国石油和化工行业科技创新大会上,众多院士专家就石化工业的绿色转型路径进行了深入探讨,本版选择部分观点刊发,敬请关注。
本版文字由 本报记者 程 强 整理
“十五五”石化工业绿色转型任务艰巨
中国石油和化学工业联合会副会长凌逸群介绍,“十四五”期间,我国石油和化学工业产品结构持续优化,化工精细化率超过50%,提高6个百分点;化工新材料产值突破万亿元,占化学工业比重超过15%,提高5个百分点;环保型染颜料占比45%,提高15个百分点;环境友好型涂料占比70%,提高11.5个百分点。
绿色低碳方面,汽柴油全面实施国Ⅵ标准,轮胎、涂料等产品质量显著提升;炼油、乙烯、合成氨、甲醇等重点产品能耗较2020年下降2%~6%;磷石膏综合利用率65%,废塑料化学利用率显著提高,水重复利用率94%,重点企业废水回用率超75%;实施工业烟气超低排放国标,重点企业VOCs(挥发性有机化合物)去除率90%以上,危废规范化处置率100%。
“十五五”期间,随着“双碳”节能约束日趋严格,我国石化工业绿色转型任务艰巨,绿色低碳发展的主要目标是:重点产品单位增加值二氧化碳排放下降12%,能耗下降10%,碳排放总量达峰;行业纳入全国碳排放权交易市场,培育一批零碳工厂、零碳园区;VOCs排放持续减少,固体废物综合治理能力和水平显著提升,磷石膏实现100%无害化处理。重点任务是大力发展循环经济、推进节能减排降碳改造、强化污染防治攻坚、全面推进绿色制造。
加快发展新兴产业和未来产业有助于绿色转型。精细化工方面,重点开发高端试剂、橡胶助剂、塑料助剂、胶粘剂、表面活性剂、食品添加剂、饲料添加剂、水处理剂、建筑化学品、润滑油添加剂等。生物合成方面,重点发展生物催化及酶制剂、生物基大宗化学品、生物材料、生物质能源产业等。氢能方面,重点是降低制氢成本、优化储氢技术、提高输氢效率、开拓用氢场景。
低碳化工艺革新:甲醇可发挥重要作用
中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所所长刘中民说,当前正处于大变革时代。能源革命是提高化石能源利用效率、实现新能源替代,需要新原理、新技术的支撑。工业革命是在增加碳排放约束的条件下重塑历经百年发展的成熟工业流程,需要新理论、新方法指导。推进能源革命、工业革命,根本在于科技革命,人工智能提供了前所未有的机遇。
我国碳排放主要来自能源生产、工业利用、交通建筑。解决途径是推动能源革命,发挥多种能源互补融合优势,构建清洁低碳、安全高效的能源新体系;用新思路、新途径实施工业流程革新;开展交通运输电气化、建筑节能改造。
化工行业碳排放量大,其中1/3来自电力、热力间接排放,2/3来自燃烧、工艺过程排放。同时,随着电动汽车爆发式发展,成品油需求下降导致石油加工规模降低,将造成石化原料(石脑油)短缺,迫切需要开拓新的石化原料,以及研发石化低碳化升级技术。
甲醇可发挥重要作用。利用催化技术,将甲醇转化的强放热反应与石脑油转化的强吸热反应耦合,不仅可以大幅降低能耗,而且可以提高化工品收率。该类技术与煤制油结合,颠覆了烯烃、芳烃传统生产技术,不再受制于石脑油,同时,取消高能耗乙炔,构建起新型含氧化合物产业链。
刘中民院士团队开发的第三代甲醇制烯烃技术处于国际领先水平,已商业运行4套,烯烃产能400万吨/年。首创二甲醚经乙酸甲酯制乙醇技术并实现世界首次工业示范,已商业运行6套,产能215万吨/年。开发的甲醇制丙烯技术,消耗2.6~2.7吨甲醇可生产1吨烯烃(乙烯+丙烯+1-丁烯)。
开发的甲醇甲苯制对二甲苯(PX)联产低碳烯烃技术,甲苯、甲醇转化率高,二甲苯中PX选择性接近95%,无须吸附分离,一级结晶分离即可获得高纯度PX产品。
开发的甲醇石脑油耦合制芳烃技术,通过反应原位耦合,大幅降低能耗,同时提高芳烃收率,实现石化路线芳烃生产技术升级换代。国家能源集团百万吨级甲醇石脑油制芳烃示范装置将于今年底建成。
开发的甲醇石脑油耦合制烯烃技术,甲醇和石脑油在一种催化剂一套装置上转化,实现热量耦合和反应耦合,可降低裂解温度约200摄氏度,提高烯烃产率10个百分点以上。
此外,团队正在开发石脑油与二氧化碳耦合制芳烃、甲醇汽油耦合制烯烃、甲醇汽油耦合制芳烃、甲缩醛羰基化制乙醇酸甲酯及下游产品等高效低碳新技术。
可持续高分子材料:减少塑料行业全生命周期碳排放
中国工程院院士、四川大学教授王玉忠说,全球塑料行业全生命周期的年碳排放量在13亿~20亿吨二氧化碳当量,占温室气体排放总量的3.4%~4.5%。我国塑料行业全生命周期的年碳排放量约为5.6亿吨,占全国碳排放量的5%左右。
王玉忠因此提出发展可持续高分子材料,即在原料来源、合成加工、使用及废弃处置的全生命周期中,具有原料可再生、绿色低碳、可自修复、抗老化与环境耐受、可循环/可反复化学循环、易升级回收、可环境降解/消纳等至少一种特征,旨在降低对不可再生化石资源的依赖和减少对生态环境影响的高分子材料及相关技术。
高分子材料回收产物的价值是其回收的原动力。如果仅考虑循环因素,“可反复化学循环”是最理想的回收方式,但实际上还需考虑与过程的经济性和环境友好性等有关的其他因素。因此,要从源头设计可反复化学循环的高分子材料。
王玉忠院士团队开发的易可反复化学循环的功能PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),通过设计兼具功能性和催化回收作用的共聚单体分子,同时解决使用时的功能需求及废弃后的回收循环难题。改性聚酯面料集成阻燃抑烟、紫外屏蔽、抗菌、抗静电、远红外发射、自修复等功能,同时可实现自催化乙二醇解、甲醇解及水解,其中,乙二醇解共聚酯转化率接近100%,并可高效分离回收单体,而同等条件下PET转化率低于3%。
开发的可反复化学循环超低烟/热释放阻燃PC(聚碳酸酯),可耐1400摄氏度以上火焰灼烧,适用于车内耐高温防火场景(电池外壳)、满足大飞机内饰材料标准,可化学闭环循环回收,且回收成单体再聚合后保持阻燃性能。
一次性高分子制品的材料设计,要兼具必要使役性能、易可化学循环性及可降解性。团队开发了系列可循环生物降解高分子材料。
其中,可吹塑纺丝降解回收的高性能PBS(聚丁二酸丁二醇酯)共聚酯具有优异可纺性,可用于纺织服装、一次性医用防护品、卫生护理用品和过滤材料等领域。聚草酸乙二醇酯具有低成本、可自然环境降解、易可化学循环、高强度和高热变形温度特点,在包装、餐饮、农用等领域均有较大应用潜力。高韧性聚乙醇酸共聚酯可满足高端医用及工程材料领域的性能要求。聚对二氧环己酮原料来源广,强度高、韧性强、可纺性好,易挤出及注塑加工、可3D打印、可吹塑成型,可在相对温和条件下高效回收为单体,具有更好的自然环境降解性,是理想的一次性高分子材料制品。
传递过程原理创新:高分子材料产业节能新路径
中国工程院院士、华南理工大学教授、华中科技大学教授瞿金平说,我国高分子制品产量连年增长,但业界核心技术模式长期停滞。由此引发的高能耗与材料损伤,已难以适应“十五五”时期绿色低碳的刚性约束,技术变革刻不容缓。
高分子材料产业链中,从反应搅拌到造粒再到成型,每个核心环节都被“剪切”牢牢锁定,能耗居高不下,且造成材料不可逆损伤,打破剪切流变枷锁已成为行业重要发展方向。
极端流变材料已触及剪切模式的能力极限,转向更加高效节能的加工新方法是必须跨越的技术关口。
有别于剪切流变对物料黏度的强依赖,拉伸流变以正位移输送为特征,加工能力基本不受流变参数制约,可有效拓宽材料适应性,降低加工过程能耗,为高分子材料产业发展开辟新路径。
在相同变形速率时,聚合物基体中的分散相粒子在拉伸流场中的混合分散效率是剪切流场的10倍以上。因此,在熔融加工过程中拉伸流场对聚合物复合体系的混合分散具有十分显著的优势。
瞿金平院士团队首创强制形变正位移输送等新原理,并基于这一传递过程原理创新的技术集成创新,实现全产业链关键技术突破。
团队实现高纯度高分子量聚乳酸的快速、高效、连续合成,降低了成本和加工能耗。实现UHWMPE (超高分子量聚乙烯)高效熔融塑化加工成型,使UHWMPE制品生产效率提高10倍以上。拉伸形变支配的一步法橡胶连续混炼技术,具有高效率、低能耗、连续性等优势,补强填料可在极短时间内(1.5分钟)实现在橡胶基体中的均匀分散分布。实现多层复合高强度超薄地膜制造的新突破,服役后力学性能仍远超国标中新地膜指标,可实现轻松揭膜、全量回收。实现各向同性LCP(液晶聚合物)薄膜的连续制备,解决5G/6G天线模组用LCP薄膜“卡脖子”问题。成功在产线实现磷石膏高值化利用,不仅消化了固废,还降低了材料成本。
此外,团队还实现了高固含量含能材料连续制备、聚乙烯锂电池隔膜湿法制备、聚烯烃复合微孔膜高效制造、长效辐射冷却UHMWPE膜制备、耐酸碱仿生超疏水阻燃材料制备、全天候能量收集与循环材料制备、仿生工业水汽回收系统高效制造等。
生物合成和制造:促进产业转型升级并催生新业态
中国工程院院士、南京师范大学校长黄和说,合成生物学是一门融合生物学、基因组学、工程学和信息学等多学科的交叉科学,可以实现人造生命,是生物制造的利刃。
生物制造是国家确立的未来产业。而合成生物学能定向改造生命体,成为提升生物制造竞争力的核心驱动力。
黄和指出,合成生物学优势是既具有科研价值,又引领企业发展。以合成生物学诺贝尔奖为例,诺贝尔奖获奖平均等待期超30年,但2012年卡彭蒂耶和杜德娜成功解析了CRISPR基因编辑(俗称“基因剪刀”)的工作原理,两个人分别于2013、2014年成立基因编辑相关公司,总市值分别达40.30亿、21.33亿美元,2020年就获得诺贝尔奖。
合成生物学可以创造新的行业。例如,“糖”的合成生物学制造。蔗糖是被低估的健康杀手,无蔗糖化、低蔗糖化已成为全球健康饮食的新风向,但吃糖可以促进分泌多巴胺,带来幸福感,可谓无甜不欢。因此,企业需持续开发可以代糖的甜味剂。
木糖醇是最常见的代糖之一,但对宠物有毒性。元气森林首次将成本更高的赤藓糖醇大规模应用在瓶装饮品中成为爆品。赤藓糖醇是一种天然的多元醇类甜味剂,甜度是蔗糖的60%~70%,热值低,人体耐受性和安全性高,但天然含量低,提取成本高达7万元/吨。合成生物学将其制造成本降至2万元/吨,使高价产品变得亲民,赤藓糖醇市场规模迅速增长,促进国内代糖市场迅速崛起、百花齐放。
合成生物学还可以革新传统制造模式。例如,“燕窝酸”的合成生物学制造。天然燕窝自古就有药用及食用的记载,被奉为滋补圣品。但天然燕窝价格昂贵,特级燕窝价格达12万元/千克,且食用复杂,从泡发、挑毛到炖煮食用需要6~8小时,烦琐的烹制流程严重“劝退”追求便捷的消费者。
燕窝酸是天然燕窝中的主要活性成分,燕窝酸含量是衡量燕窝品质的标准。特级燕窝中,燕窝酸含量>10%、蛋白质含量>50%。美国FDA(食品药品监督管理局)已批准燕窝酸可用于婴儿奶粉和普通食品。燕窝酸也被我国批准为新食品原料。
合成生物学使得燕窝酸成为普通人都消费得起的黄金营养素。1个120立方米发酵罐半个月的燕窝酸产量,相当于从70吨燕窝中提取的燕窝酸,成本从天然提取的100万元/千克降至0.3万元/千克。“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”,我国燕窝市场规模暴增,2024年超过300亿元,比上年增长25.8%。
黄和说,合成生物学已涉及国民经济大多数行业,通过生物技术的参与能够促进产业的转型升级及新业态的出现。以合成生物学为基石的生物合成和制造正在成为引发变革的主力军。
未来要加快国内自主创新研究的步伐,自主研制新一代液滴微流控高通量筛选设备,助力我国生物制造行业打破国外菌种垄断;CRISPR系统仍缺乏高效碱基编辑工具,利用AI加速开发能编辑靶链的碱基编辑器,可在微生物和细胞中实现高效碱基编辑。
世界杯赛场内外的中国橡塑创新科技
足球的技术革命
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