中国工程院院士刘中民：以煤为基推动多能交融

来源：欧宝体育网页版           发布日期：2022-08-16 06:53:49     |     浏览次数：156

　　◇我国一次动力消费结构以煤炭为主，煤炭消费量占动力消费总量的56%以上。以2020年煤炭消费为例，燃煤发电占52%，钢铁占17%，化工占8%。在未来较长时期内，煤炭仍是我国动力结构中的主导资源

　　◇6月底，全球规划最大的50万吨/年煤基乙醇项目在陕西榆林榆神工业园区建成中交。该项目以煤为质料，出产无水乙醇并可联产其他化工产品。项目估计9月开端投料试车。投产后，每年可节省生物乙醇质料粮150万吨，对保证我国动力安全和粮食安全具有重要战略意义

　　陕西延伸石油集团榆林动力化工股份有限公司50万吨/年煤基乙醇项目（2022年7月18日摄） 才扬摄 / 本刊

　　煤炭、石油、天然气，这些埋存在地下经过数亿年沉积而构成的化石资源见证了人类工业革新以来的种种变迁。物转星移，面对全球气候变化的新应战，传统化石动力将何去何从？怎么安全安稳地完结动力绿色转型？

　　近来，《眺望》新闻周刊记者专访了中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研讨所所长刘中民。他长时刻致力于动力化工范畴使用催化研讨与技能开发，为推动我国现代煤化工绿色低碳展开持续奉献科研动力。

　　他告知记者，煤炭是我国动力工业主导资源，也是根底工业首要的质料和燃料。近年来，我国在煤炭清洁高效使用技能方面获得了显着的前进，部分技能现已走在国际前列。未来，要以绿色低碳为导向，持续推动我国动力系统安全转型。

　　从出产端来看，2021年我国动力的消费量和产值别离为52.4亿吨和43.3亿吨标准煤，动力自给率为83%，煤炭在其中发挥了主力军的效果。

　　从消费端来看，我国一次动力消费结构仍以煤炭为主，煤炭消费量占动力消费总量的56%以上。我国煤炭首要用于燃煤发电、工业出产及化工质料。以2020年煤炭消费为例，燃煤发电占52%，钢铁占17%，化工占8%。在未来较长时期内，煤炭仍是我国动力结构中的主导资源。

　　我国动力资源禀赋决议着煤炭在经济展开中发挥压舱石效果。煤化工承担着补偿石油资源缺乏、保证动力安全的使命。特别在当时杂乱国际形势下，煤制油气及大宗化学品对保证国家动力安全及工业链、供给链安全具有极其重要的战略意义。

　　刘中民：经过长时刻展开和国家持续支撑，我国在大容量、高参数燃煤发电机组和煤直接液化、煤制烯烃等新式煤炭转化等中心要害技能上已到达国际先进水平，但在超临界燃煤发电技能、煤化工要害配备等方面仍存在着较大距离。咱们不只要打破煤炭范畴许多要害技能门槛，还要破除各类动力之间转化的壁垒，将煤炭放在动力结构绿色低碳转型的大局中进行统筹布局。

　　以煤为质料，经过气化、液化、焦化等途径制取油品和代替石油制取大宗化学品的现代煤化工，不只可缓解石油供给严重局势，一起也可补偿现有石油加工与石油化工职业的结构性缺点，促进工业结构转型晋级；紧迫情况下还可为油气供给供给重要支撑。经过以组成气、甲醇转化为渠道，展开组成气直接出产大宗化学品和高值化学品技能、甲醇耦合石油基质料（苯、甲苯、石脑油等）等要害中心技能，完结烯烃、芳烃和含氧化合物大宗化学品/燃料的组成技能革新，促进煤化工与石油化工的协调展开，构建愈加合理的工业结构。

　　咱们应该认识到，跨范畴、系统化、系统化的动力布局不只有巨大的立异空间，还会发生巨大的全体节能减排效果。多能交融的新式动力系统将进步动力储藏和保证才能，保证我国动力及相关工业链、供给链的安全安稳。当时应发挥跨范畴归纳穿插的碳中和要点科技专项效果，打破要害中心技能，加速构满意面支撑我国完结“双碳”方针的技能系统，推动我国动力系统及工业结构全面晋级。

　　刘中民：近年来，我国在煤炭清洁高效使用技能方面效果颇丰，持续推动煤炭由燃料向燃料与质料耦合改变，部分技能现已走在国际前列。煤化工已进入新一轮快速展开期，能耗方针显着下降。

　　二是清洁低碳煤化工工业快速展开。到2020年，煤制油、天然气、烯烃、乙二醇等四大类投产项目累计完结投资约6060亿元，产能别离到达931万吨/年、51亿立方/年、1122万吨/年、597万吨/年，年转化煤炭约9380万吨（标煤）。煤化工职业全体规划坚持增加，产能使用率逐渐进步，大都设备具有“安稳长满优”运转才能，质料煤耗、归纳能耗、水耗持续下降，能效持续进步。

　　三是煤化工技能持续立异。新一代组成气制油技能现已开发完结，具有大型工业化的技能根底；第三代甲醇制烯烃技能正在展开百万吨级工业演示设备建造，单套设备处理才能大幅度进步，吨烯烃甲醇单耗比现在职业方针下降10%以上；煤制乙醇技能累计答应产能到达295万吨/年，国际规划最大的50万吨/年煤基乙醇项目方案年内投产，将在代替粮食乙醇及钢厂煤气制乙醇方面发挥效果；以乙酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯为渠道的含氧化合物工业链有望快速构成；组成气直接制烯烃、芳烃等新技能均已获得打破性开展。

　　四是要点高耗能职业节能降耗效果显着，正在探究整体技能道路低碳化转型晋级。“十三五”期间，我国在工业进程节能提效方面加大科技立异力度，获得显着成效。以水泥职业为例，与2015年比较，2020年规划以上水泥企业吨水泥熟料归纳能耗下降3.6%。开发的水泥回转窑富氧焚烧技能，可使回转窑节煤率到达8%。钢铁职业作为典型高耗能职业，深化推动节能减排，到2021年末，1.4亿吨钢铁产能完结全流程超低排放改造。选用氢基熔融复原锻炼技能成功出产出高纯铸造生铁水。

　　《眺望》：由中国科学院大连化学物理研讨所与延伸石油集团协作的煤基乙醇科技演示项目获得了哪些打破？

　　刘中民：本年6月底，全球规划最大的50万吨/年煤基乙醇项目在陕西榆林榆神工业园区建成中交，标志着项目进入试车阶段。该项目以煤为质料，出产无水乙醇并可联产其他化工产品。依照3吨粮食出产1吨乙醇测算，这个项目建成投产后，每年可节省生物乙醇质料粮150万吨，对保证国家动力安全和粮食安全具有重要战略意义。

　　煤基乙醇项目以煤基组成气为质料，经二甲醚羰基化、加氢组成乙醇。该道路选用非贵金属催化剂，能够直接出产无水乙醇，是一条共同的环境友好的全新技能道路。别的，此项技能的中心产品乙酸甲酯也是大宗化学品，整个工艺道路能够按市场需求及时调整产品结构。这是新式煤化工工业化技能使用的又一次严重打破，奠定了我国煤制乙醇工业化的国际领先位置，为煤炭资源的清洁、高效、低碳使用拓荒了具有战略意义的新途径。

　　刘中民：国际碳中和举动的规划和影响日益扩展，亟需打破低碳技能壁垒。跟着《巴黎协议》的全面实施，绿色低碳成为当时全球动力系统转型的干流。全球首要国家加速了低碳化甚至“零碳化”动力系统构建脚步。低碳动力技能立异进入持续高度活泼期，动力科技立异成为国际各国抢夺的制高点。区块链、信息技能、人工智能等数字化技能与低碳动力职业深度交融，助推动力职业重塑工业形状，动力转型将给国际地缘政治格式和经济社会展开带来严重而深远的影响。

　　鉴于我国“富煤、贫油、少气”的动力资源禀赋及现有动力和根底工业结构中以煤为主的实践国情，我国动力结构绿色低碳转型将面对史无前例的应战，是一场系统性的动力革新和工业流程革新。一是展开进程中进行转型。我国动力结构调整有必要满意经济社会展开需要，具有根底和支撑位置的动力需求与工业出产必定在较长时期内持续呈上升趋势。二是有必要安身于我国动力资源禀赋。到2030年，动力消费总量要控制在60亿吨标煤以内。要满意动力消费总量需求且低碳展开，有必要安身于我国动力资源禀赋的实践国情。在充沛剖析我国可再生动力资源根底上拟定绿色低碳转型战略。整体上，我国未来满意巨大动力消费需求，煤炭和光伏将发挥重要效果。三是有必要充沛重视碳达峰碳中和的时刻束缚。我国从碳达峰到碳中和的时刻仅有30年，远低于美国和欧洲等国家和地区。在时刻束缚下，有必要充沛重视低碳技能的引领效果，以动力科技革新促进动力革新。

　　一起还要重视动力转型危险剖析和对策研讨。动力转型的底线是安全，包含动力安全和工业链、供给链安全，方针是低碳化健康展开。应该看到，动力转型与“双碳”方针密切相关，是一个逐渐完结的调整进程。

　　《眺望》：结合近年来欧洲实践来看，动力转型期简单呈现动力紧缺现象，对我国动力完结安全安稳转型还有哪些主张？

　　刘中民：科技立异是保证动力安全安稳转型的底子地点。要安身我国动力资源禀赋的实践国情，符合我国工业化、城镇化与人民生活水平进步，安身大局系统剖析我国低碳展开与科技立异途径，对要点范畴低碳技能展开优先序进行评价。低碳展开及技能立异应重视相关技能经济性、成熟度和减排潜力，一起高度重视颠覆性技能立异和保底技能。在此根底上系统布局科技攻关专项，打破职业间壁垒，发挥国家体制优势构成联合协作的立异系统，争夺在要点范畴优先获得要害技能打破，以系列要害技能打破构建多能交融技能系统，并挑选典型区域及时布局相关工业，为动力安全安稳转型供给技能保证的一起，探究中国特色的“双碳”展开途径。

　　4位院士、100多位专家、10场专业论坛，300多家煤炭、化工、电力企业及设计院（工程公司），160个展位，1000多名参会代表，2000多名专业观众。

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