為應對日益嚴重的能源和環境問題，近年來，中國石化在國家的支持下，不斷加大清潔能源、新能源的發展力度，致力于建設環境友好型企業，取得了明顯成效。
中國石化從1998年就開始有計劃、分步驟地實施汽煤柴油質量升級。經過努力，中國石化從1999年起淘汰了70#汽油，2000年汽油全面達到了無鉛化和滿足國家新頒布的質量標準要求，2002年柴油質量基本達到GB252— 2000標準要求，2003年中國石化所生產的汽油全部達到GB17930—1999標準(硫含量不大于500ppm)要求。按照“綠色奧運、科技奧運”的要求，中國石化燕山分公司歷時2年，投資27億元，引進國外先進技術，進行了千萬噸煉油裝置的改造，從2008年3月1日起，在北京地區率先供應相當于歐IV標準的京標IV清潔油品，為北京完全兌現奧運會期間的藍天承諾做出了積極的貢獻。
1998—2008年，中國石化天然氣探明儲量由957億立方米增加到13363億立方米，增長了13倍，天然氣產量由23億立方米增加到83億立方米，增長了2.6倍，初步形成了四川、鄂爾多斯、松遼南、渤海灣、塔里木等幾大天然氣生產基地。特別是近年來，中國石化通過理論和技術創新，在川東北地區海相沉積領域發現了普光大氣田，取得了我國南方海相勘探的重大突破。
積極開發替代能源及新能源，豐富和完善能源結構。在甲醇制烯烴方面，2007年中國石化完成100噸/天甲醇制烯烴(S—MTO)工業試驗裝置。2008年完成甲醇年進料180萬噸MTO工藝包的開發，其主要技術指標達到國際先進水平，具備了設計和建設大型MTO工業化裝置的條件。在煤制油技術方面，2006年在鎮海建成3000噸/年裝置，2008年已完成編制70萬噸/年固定床工業化裝置工藝包。
中國石化承擔了國內車用乙醇汽油使用試點前的技術準備工作，先后完成了車用乙醇汽油可行性試驗研究和應用技術的系統研究，并在此基礎上完成了對《車用乙醇汽油》和《變性燃料乙醇》兩個國家標準的起草和送審工作，為國家有關部門制定推廣車用乙醇汽油相應的政策、法規、標準、規范及試點實施方案提供了重要的技術依據。成功開發了SRCA法生物柴油生產技術，并已在石家莊煉廠完成了工業化試驗。同時，中國石化積極參股了河南天冠集團30萬噸/年和安徽豐原集團32萬噸/年等燃料乙醇項目的建設，與中糧集團合資建設國內第一套以“非糧”木薯為原料的廣西合浦20萬噸/年燃料乙醇項目。
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