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客观辩证认识当前能源化工战略转型

2016-11-30 16:37:51 来源:中国矿业报 作者:方德巍

科学能源观,首先必须要承认事物客观存在,“因地制宜”是唯物辩证法之根本。要切实依据中国经济发展与中国能源资源禀赋之现实国情,“因地制宜”制定能源发展战略。

上世纪七十年代“两次石油危机”至今已近四十年,能源仍处在“跨越油气时代”的发展阶段。以化石能源为主体,是不可改变的客观事实,很可能要延至本世纪末。

而以“化石能源(煤、石油、天然气)为主体”,在战略上必须要依据“物质及能量守恒”的基本科学原理,最大化实现资源高效、清洁、低碳、循环、绿色可持续利用,从“源头”做起致力环境保护、生态友好。

当前化石能源发展的最主要问题是如何审时度势,通过大举创新、变革,实现“因地制宜”科学发展,绝不能“穿新鞋走老路”。我们承认现行任何化石能源的利用方式都存在环境负面影响,也要承认其可依据各自不同特点最终实现高效清洁利用。

笔者认为,习主席提出的“能源革命”、走“新型工业化”之路,就是要摒弃旧有不符合现实发展需要的工业化技术路线,解决资源利用“能量和物质”分离问题,实现能化“共轨”、能源高效利用。

以燃煤发电为例,煤炭经锅炉完全燃烧,再蒸汽发电,其能效仅为33%~41%(包括超超临界机组在内)。煤炭既是能源又是物质资源,其客观存在的物质结构包括“多环芳烃”化合物,因此在燃烧及热加工(焦化、干馏、热解)过程中,必然会产生对环境不友好的污染物质。上世纪四五十年代发生的“雾伦敦效应”即证明燃煤发电客观存在着C02、N0x、S0x、Hg、PM10、PM2.5(即多环芳经结构物质及挥发性有机物)等温室效应气体与环境负面影响巨大的污染物质。

笔者认为,当今中国的实体产业要走“新型工业化”之路,就要努力通过体系创新和技术路线创新,走以“能化共轨”技术为龙头的、“甲醇经济”战略创新路线,最终实现煤炭的清洁高效利用。该战略路线就是在遵守“物质及能量两大恒”基本科学原理基础上,既创新性地将煤炭资源利用与化工过程相结合,又集聚了热、电、化等多元能量的综合高效梯级利用,并创造性实现了物质转化与相关产业的循环、耦合,最终可将煤炭的资源利用率分别从发电的33~41%与化工的53%,提高到大于80%的综合利用率水平。同时现有技术路线体系下煤炭利用排放的污染物N0x、S0x、Hg、PM2.5等已基本不复存在,而CO2可通过“甲醇化”过程,实现“分子经济”共轨及下游配套的高效利用,最终可实现330g/KWh排放水平,相比于常规发电的950g/KWh CO2排放水平,约可减排65%。换句话讲,就是从传统燃煤发电的“烟囱”中捡回碳、氢及相关产物。

实际上,在上世纪八九十年代,以煤为主的碳-化工及甲醇体系的创新研发战略已经全面系统地开展。在当时化工部的统筹规划基础上,经过多年产学研结合,时至今天,全面创新引领的“碳池效应”能源化工新体系产业化工程技术,已系统化问世。其特色为:

其一,通过分子设计、定向催化技术,高收率、高选择性获得预定目标的石化产品,包括“三烯”(乙烯、丙烯、丙烯)、“三苯”(苯、甲苯、二甲苯);特殊碳四、碳五;长链烃类化学品及衍生物(包括高清洁油品及特种化学品)等“碳池效应”新体系,全面提升传统石油化工技术水平,提升石油化工产品附加值。

其二,发展“碳-化工”技术及产品新系列。

其三,与“能化共轨”相结合,实现甲醇尾气循环利用。制备高纯度的气基还原“海绵铁”,走资源节约、环境友好的创新发展新路。这对于振兴我国钢铁产业,调整结构,提供优质合金钢铸、锻胚料,振兴我国装备制造业具有重大作用。

其四,利用甲醇具有高度清洁燃烧的特性,应大力推广、广泛用于汽车、船舶、农机、工程机械、锅炉燃料、燃气轮机清洁发电及清洁民用燃料等。

创新体系技术是能源革命的基础,需要国家的支持鼓励。值得一提的是,去年工信部、财政部已联合下发《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》工信部联节[2015]45号文,鼓励在煤化工行业按照“能化共轨”理念,推进煤炭由单一原料向原料、燃料并重转变,加大煤炭资源加工转化深度,大力发展清洁能源、新材料等新型煤化工。

上述能源化工新体系符合中国当前国情发展特色,全面体现了当代能源化工领域高效、清洁、低碳、可持续的战略原则。相信通过科学的顶层设计,通过践行创新发展战略,对现有产业逐步实施系统改造,大约只需20年健康发展,中国即可全面实现高效利用能源资源,从源头上彻底解决因老工业化之路帯来的环境污染和生态破坏难题。□(作者单位:中国化工经济技术发展中心)

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