焦点提醒：院士说 | 《情况庇护》对话刘中平易近院士：实现碳中和需建立多能融会新能源系统原创 郭媛媛 在宝源 情况庇护 2022-04-26 17:02 颁发在北京图片院士引见图片刘中平易近，男，1964年9月诞生，在2015年被选为中国项目院院士，我国石油化工、煤化工专家。1983年卒业在郑州年夜学化学系，1990年在中国科学院年夜连化学物理研究所获博士学位。现任中国科学院年夜连化学物理研究所所长、中国科学院青岛生物能源与进程研究所所长、甲醇制烯烃国度项目尝试室主任、
院士引见
刘中平易近，男，1964年9月诞生，在2015年被选为中国项目院院士，我国石油化工、煤化工专家。1983年卒业在郑州年夜学化学系，1990年在中国科学院年夜连化学物理研究所获博士学位。现任中国科学院年夜连化学物理研究所所长、中国科学院青岛生物能源与进程研究所所长、甲醇制烯烃国度项目尝试室主任、国度能源低碳催化与项目研发中间主任。他持久处置能源化工范畴催化新进程研究与开辟，完成多项立异功效并实现财产化，颁发了研究论文300余篇，担任开辟了甲醇制烯烃（DMTO）手艺，并率先活着界上实现工业化，还牵头开辟了甲醇制乙醇（DMTE）手艺，完成了世界首套10万t/a煤基乙醇工业示范项目，为百万吨级工业装配扶植奠基了根本。
《中共中心 国务院关在完全正确周全贯彻新成长理念做好碳达峰碳中和工作的定见》指出，到2025年，绿色低碳轮回成长的经济系统初步构成，重点行业能源操纵效力年夜幅晋升，并就推动经济社会成长周全绿色转型、深度调剂财产布局、加速建立洁净低碳平安高效能源系统、增强绿色低碳严重科技攻关和推行利用等方面提出了具体要求。碳达峰、碳中和方针将会给我国的经济社会成长带来如何的挑战？应当若何稳步走好能源低碳转型之路？转型进程又将带动和增进哪些行业和范畴的立异与成长？近日，《情况庇护》杂志记者视频连线中国项目院院士、中国科学院年夜连化学物理研究所所长刘中平易近，就上述问题对他进行了专访。实现碳中和需要建立多能融会新型能源系统
《情况庇护》：有专家认为，碳中和方针会给我国的经济成长带来庞大挑战。您对此若何对待？
刘中平易近：碳中和方针对我国能源财产布局、经济布局转型进级提出更高要求，需顶层超前经营，建立多能融会新能源系统，保障新经济成长模式下的能源平安与延续不变供给。中国的二氧化碳（CO2）排放总量已在2005年跨越美国，中国由此成为全球第一年夜碳排放国度。跟着经济延续快速增加，中国的CO2排放总量仍呈快速增加趋向，到2020年占全球CO2排放总量的30%摆布。能源操纵是我国温室气体的首要来历。实现碳中和方针意味着要进行倾覆性的能源革命、科技革命和经济转型，要倾覆从工业革命以来成立的以化石能源（如煤炭、石油、自然气）为主导的能源系统，改变为以非化石能源为主导的能源系统。我认为，范围性是实现碳中和方针必需要斟酌的问题。由于我国碳排放总量庞大，且从实现碳达峰到实现碳中和只要30年摆布的时候，所以在极短时候内实现如斯庞大范围的碳减排使命艰难。能源操纵与工业出产紧密亲密相干，钢铁、水泥、化工等行业发生的CO2排放量约占CO2排放总量的40%。能源消费和CO2排放量受产物需求影响，与经济成长速度和布局联动，手艺上难以经由过程替换进行减排，属在难脱碳行业，仅仅依托本身手艺前进的减排空间小，减排本钱高。实现碳中和方针，各个范畴不但要冲破诸多要害手艺门坎，还要废除各类能源之间的壁垒，冲破工业流程再造的瓶颈和要害焦点手艺，这也恰是建立我国新能源系统与财产转型进级的重点标的目的和难点问题����APP。跨范畴、系统化结构不但有庞大的立异空间，还会发生庞大的整体节能减排结果。多能融会的新型能源系统可以或许切实提高能源贮备和保障能力，保障我国能源财产链、供给链的平安和不变。煤化工填补石油不足酿成的布局性缺点
《情况庇护》：请问在“碳中和”的年夜布景下，我国化工范畴会遭到哪些影响？您认为化工行业后续的成长标的目的是甚么？若何实现财产转型与能源转型？
刘中平易近：我国的资本天赋决议了化石资本仍将在较长期间内涵能源出产和工业操纵中阐扬感化。煤化工的成长不但要保障我国能源平安和财产链、供给链的不变，还要填补我国石油不足所酿成的布局性缺点。煤化工在以手艺立异增进本身实现洁净化、低碳化转型的同时，还可以或许增进相干高能耗工业转型进级。现代煤化工是以煤为首要原料，可以或许出产多种洁净燃料和根本化工原料的煤炭加工转化财产。颠末20余年的成长，我国现代煤化工行业全体手艺位在世界领先程度，一批标记性的新手艺在我国已初次实现工业化。煤化工行业的成长对保障国度能源平安、鞭策财产布局调剂和处所经济成长具有主要感化。我国现已构成较为完整的煤间接液化、煤间接液化、煤制甲醇、甲醇制烯烃、合成气制乙二醇等要害工艺和项目系统，年夜型气化炉等要害设备已全数实现国产化，手艺设备程度也已整体到达国际领先程度。在我国碳达峰、碳中和方针和能源布局转型的布景下，煤化工财产将进一步与新能源融会，向洁净化、低碳化标的目的成长，重点成长与新能源制氢耦合手艺、煤炭/合成气间接转化制燃料与化学品手艺等，将绿色理念贯串在全部出产进程，最年夜限度地削减对生态情况的污染和碳排放，下降出产本钱。煤化工作为包管国度能源平安和财产链完全的支柱型财产，应当获得更多存眷。煤化工的根基使命凡是被认为是“石油替换”，但不但要用煤化工来弥补石油资本和产物供给的不足，更要实现两者的调和成长，增进相干财产前进，由此构成加倍公道的工业布局。同时，我特殊要强调，仅仅依托煤化工行业本身的手艺前进和效力晋升实现低碳洁净成长依然面对一些挑战，需要阐扬国度体系体例劣势，超出范畴限制，将现代煤化工放在能源与工业变化的年夜款式下兼顾斟酌，打破各能源品种彼此自力朋分的场合排场，鞭策各能源系统之间的资本整合，处理现代煤化工低碳洁净成长问题。煤炭正从能源向能源和原料并重的脚色改变
《情况庇护》：据领会，煤炭能够经由过程煤化工手艺出产煤制油来替换一些进口石油，从而让我国的能源对外依存度降下来。别的，燃煤发电的洁净度也在慢慢晋升。您若何看煤炭的问题？煤炭又该何去何从，最好的前途是甚么？
刘中平易近：从能源财产链平安不变的角度斟酌，煤炭操纵正从能源燃料向燃料和原料并重的脚色改变。我国能源资本天赋具有“富煤贫油少气”的特点，在全国已探明的化石能源资本储量中，煤炭占比为94%摆布，石油、自然气对外依存度偏高，具有供给平安风险；可再生能源产能难以知足全国14亿生齿的用能需求，仍需要煤炭、石油等化石能源保障供需均衡和经济社会成长的根基需求。
煤炭具有能源和原料两重属性，晋升其作为原料的操纵比例是主要的成长标的目的。活着界能源成长汗青中，煤炭的能源化操纵体例首要是经由过程燃烧进程为人们供给热量、电力。而煤炭的原料化操纵是指煤颠末加工转化为化学产物。与煤燃烧比拟，原料化操纵的碳元素更多地留在了产物中，CO2排放到天然中的量也少一些。能源从高碳向低碳乃至无碳改变是国际年夜趋向，可是，地球上的生物和生命勾当原本就是基在以碳元素为根本的物资系统，跟着社会不竭成长，人们对无机化学产物和材料的需求仍将继续增添。
当前，煤炭的原料操纵是鞭策供给侧布局性鼎新的主要行动，也是实现石化产物原料多元化、保障我国能源平安的主要路子。近年鼓起的现代煤化工以煤热解、气化为根本，以一碳化学为主线，以新型催化剂和工艺进程为焦点，以工艺流程设备为保障，产物首要有合成油、自然气、烯烃、乙醇、乙二醇、芳烃、邃密化学品等，人们糊口中经常使用的塑料、合成橡胶、合成纤维等都离不开这些原料。现代煤化工不但可减缓我国石油依存渡过高的场合排场，还能够实现我国能源化学品出产的多元化，提高我国应对国际原油价钱波动的能力，同时也可填补现有石油加工与石油化工行业的布局性缺点，增进工业布局转型进级，特殊是在告急环境下还能够成为保障油气供给的主要支柱，为国度的能源平安供给支持。
氢能是新能源的“搬运工”
《情况庇护》：在我国能源布局调剂进程中，您对哪一种能源有较高的等候？从专业的角度来看，推动减污降碳协同增效，后续还需要在哪些方面做出更多尽力？刘中平易近：阐扬氢能、储能在新能源系统中的纽带感化，协同处理风能、太阳能、生物资能等新能源年夜范围利用和化石能源洁净低碳成长问题。当下我国正处在新旧能源瓜代的要害期间。以风能、太阳能、生物资能为代表的新能源储量丰硕，具有丰硕的能源供给手段和替换保守能源供给的庞大潜力。习近平主席在天气大志峰会上提出了到2030年，风电、太阳能发电总装机容量将到达12亿kW以上的愿景方针。今朝，新能源（如风能、太阳能等）遍及具有能量密度低和低负荷运转时不变性差等问题，难以自成系统或经由过程本身手艺前进供给不变的能源供给。鉴在此，建议要从国度层面协同处理新能源年夜范围利用和化石能源洁净低碳成长问题，重点阐扬氢能、储能等在全部新能源系统中的纽带感化。国度和处所需要加年夜对储能财产成长的撑持力度，营建有益在储能财产成长的电力市场机制，明白储能利用的市场准入前提和主体地位，同时借助人工智能驱动年夜电网平安辨识与节制，晋升电力系统的平安性、靠得住性和矫捷性。氢能作为二次能源，比拟太阳能、风能等更便在贮备、运输，是“能源互联网”中的主要纽带，也是新能源的“搬运工”。经由过程新能源电解水制氢手艺实现零碳排放制取“绿氢”，操纵氢的能量和物资两重属性，建立“绿氢”与煤化工耦合、“绿氢”与CO2催化转化制取油品和年夜宗化学品、氢能汽车、氢能发电、氢能冶炼等绿色工业系统。重点冲破电解水制氢，氢能分析操纵、存储、运输、利用等环节的要害手艺，推动跨能源系统、跨财产的融会或替换。这不但能有用地处理新能源电量消纳问题，还可处理新能源的贮存、再分派问题，同时下降化石能源带来的年夜量CO2排放。我国东北、西北、西南地域具有丰硕的风能、太阳能和水能等，可积极推动可再生能源电解水制氢、储氢、用氢的先行示范，以点带面，增进年夜范围、系统性的手艺落地。阐扬高档院校和科研院地点道理立异、方式立异、手艺立异等方面的感化，充实释放国度政策盈利，鼓励氢能相干的进步前辈手艺功效在高碳排放地域的转移转化，加速高碳地域的低碳化成长历程。高能耗工业是发生系统性变化的重点范畴《情况庇护》：我国的减碳事业可能会带动哪些范畴的成长和行业立异？请谈谈您的观点。刘中平易近：在减碳年夜情势下，可以或许实现高碳行业绿色低碳轮回成长的可行性手段和手艺研究，将是重点成长标的目的。电力工业、高能耗工业将是发生行业立异与系统性变化的重点范畴。能源革命与工业革命历来交互成长，配合感化增进社会经济布局变化。全球能源成长正处在从高碳到低碳再到无碳的要害过渡期。我国的能源革命已拉开了序幕，碳达峰、碳中和方针的牵引也必定会增进我国工业革命的敏捷展开。好比，电力行业减排最为坚苦，需要全新的发电体例；钢铁行业低碳化需要流程再造，废除焦炭炼钢的旧模式；水泥行业需要倾覆性的新概念、新流程。我认为，在发电方面，可充实操纵年夜范围储能平台，推动可再生能源年夜范围、高比例成长，下降煤机电组的发电、调峰需求，下降电煤消费。在煤炭转化方面，要鼎力推动可再生能源、高温核能等制取氢气，从泉源上下降煤炭消费，实现工业出产进程的零碳化、负碳化。在财产融会方面，基在合成气平台，推动钢铁与化工行业融会，推动含碳尾气的资本化操纵，基在共性产物，推动煤化工与石油化工融会。我国已积极进行相干范畴要害手艺的研发与攻关摆设。中科院针对煤炭洁净高效转化操纵完成了“低阶煤洁净高效梯级操纵要害手艺与示范”先导专项，同时还环绕国度干净能源系统建立，成立了干净能源立异研究院，启动实行了“变化性干净能源要害手艺与示范”先导专项，实现了一些碳达峰、碳中和方针和多能融会共性支持手艺的立异。例如，氢能和储能手艺、进步前辈平安核能手艺、CO2捕集、操纵与封存（CCUS）手艺等。2020年10月，千吨级“液态阳光”合成示范项目成功运转。该项目操纵太阳能等可再生能源发电、电解水出产“绿色”氢能，并将CO2加氢转化为“绿色”甲醇等液体燃料。2019年9月，中科院原创的千吨级合成气间接转化制烯烃手艺工业中试装配投料一次成功，快速实现功效从科学论文走进工场，引领了高效、节水煤化工的成长标的目的。该手艺被列为国度能源手艺短板清单使命。整体上，我们正处在能源革命、工业革命、科技革命与人工智能相互叠加的年夜变化的早期。我国以化石能源为根本的能源出产与工业布局将向绿色低碳的标的目的快速改变，既是挑战也是机缘。国度已作出了周全摆设和放置，近期一些与双碳工作相干的计划也连续出台，这些计划的一个配合点是强调科技立异的主要性。我们有来由相信，经由过程科技立异的引领感化，不但我国一些保守高能耗工业将产生变化性转变，也将快速催生一些新的计谋财产。文/本刊记者 郭媛媛 在宝源
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