石化行業碳中和路徑呈現清晰的階段性特征。2035年前，重點通過推廣高效換熱器等成熟技術和現有工藝優化實現減排，貢獻約0.4億噸減排量（占比16%），同時煉油電氣化改造、乙烯電裂解和綠氫制備化學品技術逐步發展。2035至2050年，清潔能源替代和工藝革新成為主導，綠氫替代、電氣化改造和CCUS技術實現規模化應用，其減排貢獻分別達到18%、16%和21%。2050至2060年，行業進入深度脫碳階段，在全面電氣化和規模化耦合綠氫的基礎上，原油直接制化學品（減排占比9%）與大規模CCUS（減排占比23%）等顛覆性技術成為主流。

一、能效提升技術

以高效換熱器為核心的能效提升技術產業鏈在我國已較為完整，但部分高端控制系統和特殊材料仍依賴進口。此類技術雖能顯著提升能效，但面臨初期投資高、對老舊裝置改造壓力大等挑戰。

高效換熱器：采用先進傳熱元件和結構設計，如超大型板殼式換熱器，傳熱效率可比傳統管殼式提高2-3倍。大慶石化開發的“殼程旋流+異型管組合型高效換熱器”以及廣泛應用的多孔表面高通量管技術，均實現了更強的換熱能力。天津石化的監測平臺和青島煉化采用纏繞管換熱器（年節煤1萬噸）是成功范例。

蒸汽動力系統優化：通過全廠蒸汽平衡配置優化和廢熱回收，提升蒸汽利用效率。

熱泵技術：利用高溫熱泵技術，可回收高達80%的余熱，制取160攝氏度的高溫蒸汽。

二、乙烯電裂解技術

該技術以電加熱裂解爐替代傳統燃料加熱，具有高效節能和低碳靈活的特點。挑戰在于初期投資高、電力需求大且缺乏自主知識產權技術。巴斯夫在德國建設的全球首座大型電加熱蒸汽裂解爐（使用可再生能源，可減排90%以上二氧化碳）是重要示范。

三、綠氫制備化學品技術

該技術利用綠氫與二氧化碳合成甲醇、烯烴等化學品，能大幅降低碳排放（如噸甲醇碳排放可降至0.5噸以下）。技術瓶頸在于成本、催化劑性能（如直接制烯烴催化劑壽命僅數百小時）和基礎設施。我國規劃綠氫產能已超1100萬噸/年。新疆庫車萬噸級光伏綠氫項目（年減排48.5萬噸）、寧東氫碳減排示范區（年減排20.2萬噸）及赤峰綠色氫氨項目是代表性工程。

四、電氣化改造技術

以電驅動替代蒸汽驅動是降低能耗和碳排放的關鍵方向，但面臨技術裝備成熟度、安全性和改造成本的挑戰。獨山子石化塔里木二期乙烯項目的全電氣化乙烯三機組、勝利油田和江漢油田的電驅壓裂規模化應用（實現二氧化碳零排放、效率提升）是積極實踐。

五、原油直接制化學品技術

原油直接催化裂解制化學品（UPC）技術流程短、效率高，可降低原油消耗約30%，能耗降低5%-10%，碳排放減少25%-35%。但其對設備、操作及催化劑要求高，初期投資大。山東東明石化與中國石油大學（華東）聯合開發的UPC技術是典型示范。

六、CCUS技術

CCUS是實現碳循環利用的核心技術，當前主要用于驅油或作為化工原料。其發展受制于成本、商業模式不清晰、政策激勵不足以及轉化技術和效率的挑戰。

甲烷-二氧化碳干重整：可生產適用于費托合成等的合成氣，兼具經濟與環保效益。

零碳能源耦合轉化：如核能耦合二氧化碳加氫制汽油，但成本競爭力取決于電價。

二氧化碳直接轉化：尚處實驗室階段，經濟競爭力弱。

中國石化百萬噸級CCUS項目（年減排百萬噸）、中科院大連化物所的二氧化碳制甲醇技術，以及碳酸酯溶劑項目（年消納10萬噸二氧化碳）是重要產業化探索。