進入“十二五”以來，石化行業節能工作面臨的壓力越來越大，行業總能耗還在不斷上升，而企業能耗下降的趨勢卻在放緩;同時，化工行業特別是新型煤化工行業發展遭遇的水資源瓶頸也凸顯出來。如何在已經取得的節能節水成果上，繼續挖掘出新的潛力，實現高效、低碳、綠色發展，是石化行業面臨的一個重大課題。

　　對此，一些業內人士提出，在單個單元節能已經幾乎無潛可挖的形勢下，系統優化在提升節能節水效率上的作用開始凸顯出來。把信息技術與石化行業深度融合，對企業進行整體系統優化，將成為挖掘行業節能節水潛力的重要抓手。

　　節能剩的都是“硬骨頭”

　　石化行業是國民經濟的基礎產業和支柱產業，也是用能耗能的主要產業之一。我國石化行業從“十一五”開始加強了節能節水減排工作，經過幾年的努力，行業的節能工作取得了明顯的成效。據中國石油和化學工業聯合會統計，“十一五”期間，全行業萬元工業增加值能耗降低了20%，實現了國家規劃的目標。而進入“十二五”以來，情況發生了一些變化。前3年全行業萬元工業增加值能耗累積下降只有5.5%。其中，石油化工下降4.5%，化學工業下降11.4%，距離“十二五”分別下降18%和20%的節能目標還有較大差距。2013年，石化行業綜合能源消費量首次突破5億噸標準煤，達到5.01億噸標準煤，比上一年增長6.1%。

　　石化聯合會會長李勇武在2013年度石油和化工行業重點耗能產品能效領跑者發布會上曾表示，目前石油和化工行業節能形勢十分嚴峻，節能的成本越來越高。“十一五”時期，行業的平均單位節能量投資為2382元/噸標煤;而“十二五”前3年，單位節能量投資保持在3000元/噸標煤以上。行業節能已進入啃“硬骨頭”的攻堅階段。

　　記者在采訪中了解到，化工行業主要的節能途徑有3條：一是推廣先進技術，相關節能技術以及設備的應用，可以有效地降低能源消耗;二是通過加強系統管理實現能源的梯級利用，減少能源消耗;三是結構節能，通過淘汰落后產能，對新建產能把好準入關，嚴格限制新上高能耗項目，控制行業總能耗的增加。按照這樣的思路，在國家節能減排政策的推動下，前幾年行業內的大多數企業在容易節能的領域中做了充分的工作，應用了大量的節能設備和工藝，并完善了節能管理工作，同時淘汰了一批高耗能的落后產能。

　　許多企業表示，目前能做的節能工作他們都已經做了，無論是工藝上、技術上、設備上，還是公用工程或管理上，各環節、各單元的節能工作都已經做得差不多了，剩下的就是一些“硬骨頭”，未來節能任務目標的完成難度會越來越大。“該做的我們都做了，再要大幅度降低能耗不是一件容易的事，‘十二五’的節能目標讓我們感到壓力很大。”一位煉化企業的負責人不無憂慮地表示。

　　石化聯合會節能與低碳發展處處長李永亮也表示，用較少投入就能產生較大節能量的時代已經過去了。通用的節能技術目前在石化行業中的應用已經很普遍，未來其應用空間將越來越小，行業節能潛力也隨之變小。而且，節約同樣的能源，比如節能1萬噸標準煤，之前的投入是3000萬元的話，現在的投入可能會增加到4000萬元，甚至5000萬元。“隨著節能工作的深入，節能的難度會越來越大。”李永亮說。

　　低廉水價將一去不復返

　　如果說石化行業的節能形勢不容樂觀，那么節水的形勢就更為嚴峻。“事實上，我國石化行業的水危機比石油危機更甚。石油沒有了，還可以有其他的替代品，煤炭、風能、太陽能、核能都可以作為接續能源，而水資源是唯一的，無可替代!”全國化工節能(減排)中心秘書長王武表達了他對水資源緊缺的擔憂。

　　公開數據顯示，我國是聯合國認定的水資源緊缺的國家之一。我國人口占世界人口的22%，而水資源只有世界的8%，我國人均水資源占有量是世界人均水資源占有量的1/4，位列世界第121位。隨著社會經濟的發展，水資源緊缺的形勢還將進一步加劇。

　　2012年，國務院就發布了《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》，提出以水資源配置、節約和保護為重點，強化用水需求和用水過程管理，嚴格控制用水總量，全面提高用水效率，嚴格控制入河湖排污總量的要求。水利部還會同10個部門組建了最嚴格水資源管理制度考核工作組，加強對水資源的管理，制定了考核工作實施方案，并于今年3月啟動了水資源管理制度考核工作。被稱為“水十條”的《水污染防治行動計劃》也正在緊鑼密鼓地制定中。水作為百姓生活和工農業生產必不可少的緊缺資源，受到了前所未有的重視。

　　石化行業屬于高度依賴水資源的一個行業，大多數的化工生產都離不開蒸汽、循環水、冷卻水;同時，石化企業產生的廢水如果得不到有效處理，直接排放，不僅會浪費大量的水資源，還會帶來嚴重的環境污染問題。節約用水、減少廢水排放是石化行業面臨的又一重要課題。

　　“目前一些石化企業對于節水工作不夠重視，主要是因為用水成本低，多用少用對企業的生產成本影響并不大。但今后企業享受低廉水價的日子將一去不復返，階梯水價的全面實施將增加石化企業的用水成本。同時，國家實行的最嚴格水資源管理制度也會大幅增加企業的排污成本，石化企業的節水意識必須加強。”王武表示。

　　“新型煤化工產業面臨的水資源制約更為嚴峻。我國煤炭資源與水資源呈逆向分布，新型煤化工項目大多集中在西部地區，環境容量非常有限，大部分地區排污總量已經用完。煤化工產品的單位水耗和廢水排放量如果降不下來，大規模發展煤化工就沒有優勢可言。而且煤化工企業排放的廢水中COD含量一般在5000毫克/升左右，氨氮在200~500毫克/升，是一種典型的含有難降解有機化合物的工業廢水。若控制不好，排放后將對環境造成嚴重的危害。”中國過程系統工程專業委員會副主任楊友麒對記者說。

　　近日被曝光的騰格里沙漠工業廢水污染事件，引發了強烈反響，工業企業在沙漠中隨意排污的行為遭到社會各界的強烈譴責。這再一次給西部地區的新型煤化工企業敲響了警鐘，如果不能給廢水找到一個好的去處，煤化工的發展前景堪憂。

　　系統優化方可破解瓶頸

　　采訪中記者了解到，石化企業的節能工作首先是從對單個工藝單元進行改進和優化入手，其次是各個子系統的優化，包括裝置間的熱聯合，再次就是全局的能量系統優化。在節能工作進入啃“硬骨頭”的攻堅階段后，能量系統優化技術的作用更加凸顯，成為石化企業節能增效的最主要手段之一，也是企業實現效益最大化的必由之路。

　　一直從事石油化工生產過程智能建模、控制與優化的應用基礎研究和工程技術開發的華東理工大學副校長錢鋒對系統優化在石化行業中發揮的作用認識更為深刻和透徹。他認為：“系統優化利用不僅僅可以降低企業的能耗，同時可以實現資源的高效利用，通過系統優化可以使物質和能源利用最大化，從而實現石化行業高效、低碳、綠色發展目標。”

　　錢鋒告訴記者：“我國石化行業的能耗水平與國際先進水平相比存在著較大的差距，其中原油加工、乙烯和合成氨的平均能耗高于國際先進水平的15%~25%。中石油、中石化兩家企業2012年煉油綜合能耗分別為57.3千克標油/噸和64.1千克標油/噸，而國際先進水平為40千克標油/噸。按照2013年我國的原油加工量4.79億噸計算，如果達到40千克標油/噸的能耗水平，每年就能節省991.5萬噸標油，減少二氧化碳排放3529萬噸。”

　　同樣的，我國的乙烯工業平均能耗為595.5千克標油/噸，而國外已達到500千克標油/噸，相差20%左右。差距還不僅僅體現在與國際先進水平的比較上，即使是在國內同類企業的比較中能耗水平也是良莠不齊，比如同期引進的同類乙烯裝置之間的能耗差異達到12%。

　　“我國的乙烯裝置大多是從國外引進的，硬件水平與國外相當，為什么我們就達不到國外先進的節能水平呢?我認為主要是思維方式和管理水平上的差異。目前，國內的石化項目缺乏的是支撐化工過程整體運行行為的系統優化方法和先進軟件，而歐美等工業發達國家早已經開始了信息技術和互聯網技術為主導的由傳統制造向智能制造的轉型。智能化管理是現代企業實現高效發展的重要基礎。”錢鋒表示。

　　錢鋒介紹說，系統優化是智能制造的具體體現。近幾年，歐美等國掀起了一股從傳統制造業向智能制造轉型的熱潮。老牌制造業強國德國在2013年推出工業4.0戰略，旨在通過利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統相結合的手段，促使制造業向智能化轉型。工業4.0戰略被德國學術界和產業界稱為以智能制造為主導的第四次工業革命。美國也于2011年啟動先進制造合伙計劃，主導和參與者不僅有石油化工行業的龍頭企業杜邦、陶氏、埃克森美孚、BP、殼牌等公司，還有頂級信息技術供應商，如IBM、霍尼韋爾、艾斯本、艾默生等公司，其目的也是實現化工過程的智能化管理，占領行業發展的制高點。我國也緊隨國際潮流提出了兩化融合的概念，希望通過信息化和工業化深度融合，改造提升傳統產業。

　　以煉化企業為例，通過實施能量系統優化和智能化管理，企業可以對煉化工藝過程物料及能量實施軟件核算、數字化管理。通過優化生產參數，可以全面推進企業產品效益和節能減排最大化。其中，軟件核算對煉化工藝過程物料及能量數據進行系統分析，準確預測產品質量、收率的變化情況，確保裝置工藝流程達到在線實時優化;通過數字管理控制能源，企業可大幅度降低能耗，優化煉化生產全過程，降低生產成本，提高市場競爭實力。

　　記者從兩大石油公司了解到，2009年以來，中石化對茂名石化等4家煉油企業進行了全廠能量系統優化，目前每年節能量達到40多萬噸標煤;中石油運用煉化能量系統優化技術后，2013年實現節能量20萬噸標煤，增效3.17億元。

　　系統優化可以為節能釋放巨大的空間，節水也不例外。楊友麒告訴中國化工報記者，以中石化、中石油為代表的石化企業，從2003年開始，使用過程系統工程方法進行節水減排的技術改造，10年來已經使煉油廠的噸原油煉制耗水下降50%以上。

　　基于石化企業節水的經驗，楊友麒對于消除新建煤化工企業的高水耗頑疾也充滿了信心。他表示：“煤化工的高水耗很大程度上是工程設計不成熟、缺乏水網絡系統的集成優化造成的。通過成熟水網絡系統集成優化技術，使一個大型煤化工企業的水耗大幅度下降完全是有可能的。我們曾經對某煤化工公司節水減排技術改造提出了14項技改項目，這些措施到位后，公司新水用量從1796噸/時下降到515噸/時，節水率達到71.32%，噸烯烴耗水量下降至7噸/時，每年可節省新鮮水量1257萬噸，產生的效益為9449.96萬元。”

　　日前，晉煤金石公司60萬噸合成氨項目一套中水回用裝置打通流程，每天可對循環水系統補水1000余噸。