炼油和化工行业既是生产能源和基础原材料的工业，又是高能耗工业。炼油、石化和化学工业仍然存在着减少能源消费的巨大机遇，在化学加工过程中，为转化而作为能源使用的燃料50%以上损失掉了，这种损失通过改进能量产生、分配和转化可使其减少。通过能量回收也可使损失减少。
美国能源部正在通过“2020年梦想计划”推进能源节约，由公司、政府部门、大学和专业组织组成的联合体正在共同开发一些技术，以解决工业问题。一些致力于节能的项目可取得很大的效果，例如，包括陶氏化学、普莱克斯、休斯敦大学和科克-格律希公司组成的集团开发的成果，已使现有填料式蒸馏塔器的能效提高10%~20%、塔器能力提高5%~10%和热回收提高10%~20%。
我国提出到'十一五'末单位国内生产总值能耗比'十五'末降低20%的目标，作为耗能大户的石油和化工行业节能大有潜力。据统计，2004年石油和化学工业消费各种能源折标准煤27921.8万吨，其中油气开采业消费3627.7万吨，石油加工为3060万吨，化学工业消费21234.1万吨。根据对7种主要产品节能潜力的分析，到2010年，如果采用的技术措施到位，产量达到预计目标，我国石油和化工行业可以节约1200万～1300万吨标准煤。
炼油 ：目前国际上炼油综合能耗最好水平已达53.2千克标油/吨，而我国平均在78.4千克标油/吨。2004年中国石化集团炼油厂加工原油平均能耗为73.47千克标油/吨（100~55千克标油/吨范围），比亚太地区炼厂平均水平61.25千克标油/吨（2003年）高出20%，比世界跨国公司先进水平50千克标油/吨高出47%。节能潜力巨大。其原因是我国装置规模较小、设计水平低、工艺相对落后、整体用能和装置之间用能的匹配性差。如以2010年我国原油加工量达到4亿吨，单位能量因数耗能11千克标油测算，2010年可以比2004年节约280万吨标油。具体的节能措施是：生产装置内部进行能量系统优化改造；实施装置之间热联合的过程优化技术改造及蒸汽动力系统、储运系统低温热回收利用的优化改造，优化管网运行；合理使用伴热蒸汽（或热水），加强凝结水回收，实现能位逐级和多次利用；大力推广应用高效节能环保型燃烧器、变频调速技术等。
乙烯：近年来我国乙烯装置物耗、能耗水平虽然有了明显提高，但与国外先进水平相比仍有较大差距。国外乙烯能耗一般为500～550千克标油/吨，先进水平为440千克标油/吨，我国生产1吨乙烯比国外一般水平多耗能150－200千克标油。如以2010年我国乙烯产量达到1600万吨，乙烯综合能耗达到《节能中长期专项规划》要求的650千克标油/吨测算，2010年比2004年节约80万吨标油；如乙烯综合能耗能降到目前国外一般水平550千克标油/吨，则2010年将比2004年节约240万吨标油。节能措施：采用能量系统分析与最优综合的方法，以降低乙烯生产过程用能为目标，通过优化原料结构，以及生产过程用能集成优化，用先进控制技术实施装置优化运行和控制，对主体设备裂解炉、压缩机等的关键技术（分离技术、催化剂等）优选改进，有效降低原料和能耗。
合成氨：我国合成氨产品能耗的平均水平不高，目前引进合成氨装置能源利用率在56%左右，而国外先进水平在70%左右，吨氨节能潜力为280千克标煤。对于大中型合成氨装置而言，目前以煤、焦、油、气为原料的合成氨能耗平均为1900千克标煤左右，国内先进水平1700千克标煤，吨氨节能潜力为200千克标煤。如果今后改造大中型合成氨装置，扩大规模，采用德士古法生产，吨氨能耗达到1650千克标煤，节能潜力为250千克标煤/吨。'十一五'期间，我国部分小型合成氨企业生产能力将扩大升级为中型和大型企业，随着节能技术进步，小型企业能耗将逐年下降。经分析测算，以煤为原料的吨氨节能潜力为300～400千克标煤；以天然气为原料潜力为150～200千克标煤；以油为原料的潜力为200～300千克标煤。'十一五'期间，我国合成氨生产系统通过节能技术改造，预计'十一五'末综合能耗平均下降100千克标煤/吨，达1600千克标煤/吨；2010年合成氨产量将达4900万吨，节能490万吨标煤，减少CO2排放量1180万吨。
烧碱： 2004年我国烧碱单位能耗约为1375千克标煤，其中隔膜法能耗1493千克标煤，离子膜法能耗1080千克标煤，与国外的差距主要是隔膜法烧碱，国际先进水平为1250～1300千克标煤。预计2010年我国烧碱单位能耗（隔膜法烧碱和离子膜烧碱加权平均）降到1275千克标煤，烧碱产量达到1300万吨，与2004年相比，节约130万吨标准煤。
纯碱：当前联碱法工厂全国平均能耗为9520MJ/吨，有的已降到8500MJ/吨以下，与国际先进水平（日本8200MJ/吨）相当。氨碱法工厂尽管采用了不少节能技术，但与世界先进水平相比仍有不小差距。索尔维公司纯碱能耗被公认为是当今世界最好水平，约为10100MJ/吨，我国与其差距为30%。到2010年我国纯碱产量将达1600万吨，氨碱和联碱加权平均能耗达到11285MJ/吨，可节能20万吨标准煤。