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谢克昌:科学发展煤基能源化工 助力构建现代能源体系
来源:山西省煤化工发展促进?#34892;?/span>
时间:2019/7/9


——中国工程院院士谢克昌建言能源“金三角”清洁低碳安全高效发展

    7月2日,在中国化工报社主办的“能源化工‘金三角’产业协同发展大型主题调研闭门会议”上,中国工程院院士、美国工程院外籍院士谢克昌作了题为《科学发展煤基能源化工 助力构建现代能源体系》的主旨报告。该报告系?#36710;?#20171;绍了我国能源革命与能源体系、能源体系构建?#26800;?#29028;基能源化工发展的现?#37255;?#21069;景,并提出了可持续发展的清洁、低碳、安全、高效发展的措施和目标;同时对能源化工“金三角”产业协同、差异化发展进行了总结,并提出了希望和建议。

    该报告对“金三角”特别是榆林地区的战略发展具有很强的现实指导意义;对?#24179;?#25105;国能源结构改善和经济发展方式转变,提升国家能源安全保障水平,保障区域协调、健康、可持续发展也有重要的借鉴意义。


建能源体系:发展绿色能源化工是实质

    ?#25345;?#22830;在2012年11月的十八大报告中提出了“推动能源生产和消费革命”。2014年6月,习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上提出?#20843;?#20010;革命+一个合作”的能源革命丰富内涵:一是推动能源消费革命,抑制不合理能源消费;二是推动能源供给革命,建立多元供应体系;三是推动能?#37255;?#26415;革命,带动产业升级;四是推动能源体制革命,打通能源发展快车道;五是全方位加强国际合作,实现开放条件下能源安全。党的十八届五中全会提出“要建设清洁、低碳、安全高效的现代能源体系”;在十九大报告中强调,?#24179;?#33021;源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,通过推动能源革命来推动全社会的可持续发展,而构建该能源体系就是推动能源革命要解决的问题。

    我国能源生产和消费面临着供需格局、生态环境、技术、安全、效?#23454;?#19968;系列挑战,必须推动能源生产和消费革命,这是我国能源发展的国策,能源革命是过程,能源体系是目标。

    中国工程院《推动能源生产和消费革命战略研究(Ⅰ)》提出中国的能源革命将经历三个阶段。第一阶段是2020年前,为能源结构优化期,主要是煤炭的清洁高效可持续开发利用,淘汰落后产能,提高煤炭利用集中度,到2020年煤炭、?#25512;?#38750;化石能源消费比例达6∶2.5∶1.5,能源消费总量约50亿吨标准煤。第二阶段是2020~2030年,为能源领域变革期,主要是清洁能源尤其是可再生能源替代煤炭战略,到2030年煤炭、?#25512;?#38750;化石能源消费比例达5∶3∶2。能源消费总量控制在60亿吨标准煤以内。第三阶段是2030~2050年,为能源革命定型期,形成“需求合理化、开发绿色化、供应多元化、调配智能化、利用高效化”的新型能源体系,到2050年煤炭、?#25512;?#38750;化石能源消费比例达4∶3∶3,能源消费总量预计约57亿吨标准煤,其中化石能源占比70%,非化石能源占比30%。可以看出,化石能源的重要地位未来难以改变,化石能源对于中国未来发展来?#31561;?#26159;不可替代的主体能源,非化石能源成为能源的增量。

    基于此,构建以清洁、低碳、安全、高效为要义的能源体系是?#24179;?#33021;源革命的根本目标。能源体系构建与对能源化工发展的要求是一致的,即清洁低碳、安全高效,实质就是要发展绿色能源化工。所谓绿色能源化工就是在能源化工产品生产过程中,从工艺源头上就运用环保的理念,推行源头削减、进行生产过程的优化集成,废物再利用与资源化,从而降低成本与消耗,减少废弃物的排放?#25237;?#24615;,其宗旨是减少产品全生命周期对环境的不?#21152;?#21709;。这要求运用全生命周期的方法对企业进行绿色管理,从产品设计、原料生产到消费、回收都进行绿色技术升级,重点攻克重大节能环保技术、资源综合利用技术、再制造技术、低?#25216;?#26415;等,致力于打造绿色产品、绿色工厂、绿色园区、绿色企业、绿色供应链的“五绿?#38381;?#30053;。

     绿色能源化工是实现可持续发展的一项重要战略,是解决资源能源紧缺、环境恶化的重要途径,是提高人类生存质量和保证国家与民众安全的核心基础科学与技术。目前绿色化工技术?#26800;?#32511;色催化技术、绿色分离技术、生物工程技术等一系列技术都取得了长足的发展,未来绿色化工与清洁生产工艺技术将向节能、环保的方向发展。化学与材料、生命、信息、能源、资源、环?#36710;?#39046;域的结合将开辟新的发展方向,为提高人类生活质量和环境改善提供多种途径。

    绿色能源化工中从原?#31995;?#21453;应条件再到产品的无毒无害、反应的高选择性、“零排放”等要求?#21152;?#29616;代能源体系的清洁、低碳、安全、高效不谋而合。因此,在现代能源体系的大背景下,可以利用其技术和理念优势,大力?#24179;?#32511;色能源化工产业发展,通过产业协同创造更大效益,实现“资源—产品—再生资源”的循环物质流动规模化生产。

    构建能源体系:以清洁、低碳、安全、高效为要义

    发展煤基能源化工产业具有重大战略意义,它是能源革命的重要组成部分,要在能源体系构建中以清洁、低碳、安全、高效为要义?#24179;?#20854;发展。

   清洁:实现清洁高效利用的煤炭就是清洁能源。《绿色产业指导目录(2019年版)》提出了绿色产业发展的重点,煤炭清洁利用、煤炭清洁生产赫然在?#23567;?

    清洁主要是指能源的开发利用全过程最大程度地减少对生态的破坏和环境的污染。结?#29616;?#22269;以化石能源特别是煤为主的国情,“清洁”要求实现煤炭的科学开发和清洁利用,提高煤炭使用集中度和清洁度。我们必须保持清醒的认识:?#33519;?#22914;果没有煤,日子更难过,因此能源革命绝对不是革煤炭的命,但煤炭作为主体能源一定要革命,要在全产业链上实现绿色开发清洁高效利用,实现了清洁高效利用的煤炭就是清洁能源。

    煤基能源化工必须坚持防治结合、提高工艺技术和管理水平。随着煤基能源化工转化工艺以及污染物控制技术的进步,未来我国煤基能源化工产品的污染物排放系数将进一步降低。结合未来煤炭转化以及燃?#23637;?#31243;污染物控制技术发展潜力,提出2020年、2035年与2050年我国煤基能源化工产业污染气体排放的清洁发展目标,如表1所示。

表1 我国煤基能源化工产业清洁发展目标

    低碳:节能减排和提高能效是中国低碳化过程的重中之重。低碳主要是指能源的生产和消费过程中最大程度地减少碳排放。实现化石能源的清洁高效转化、高碳能源的低碳化利用、提高非化石能源比重是能源低碳化的根本保证。当前,节能减排和提高能效是中国低碳化过程的重中之重。根据2010年IEA能?#37255;?#26415;展望估算,2010~2030年,通过节能可?#32422;?#23569;碳排放总量的56.9%。

    通过节能和高效技术的进步,未来我国煤基能源化工产品的CO2排放系数将进一步降低。根据物料平衡核算,2020年、2035年与2050年我国煤基能源化工产业低碳发展目标如表2所示。

表2 我国煤基能源化工产业低碳发展目标

     安全:煤基能源化工是能源安全战?#21592;?#38556;。新型能源安全观的内涵包括能源供给安全(由“单纯增加供应”?#20581;?#20379;给侧和需求侧双向制约”)、能源环境与生态安全(由“片面强调保供”?#20581;?#29983;态、环境、气候?#38469;?#20379;应”)、能源科技安全和能源经济安全(由“粗放型能源生产与消费”?#20581;?#25552;高能效、优化结构、降低能源成本”)等内容。近期需要将能源环境安全放到更重要的位置,中远期则要建成高效、绿色、低碳的能源体系。

根据结构模型预测结果和能源安全战略目标,2020年、2030年和2050年我国煤基能源化工产业的规模发展目标如表3所示。

表3 我国煤基能源化工产业规模发展目标


    如果设定我国石?#25237;?#22806;?#26469;?#24230;为60%(国?#20351;?#20363;)为安全阈值,超过阈值的为煤替油的潜在替代量。据此推算,2020年、2030年、2050年煤替油的当量大约在0.7亿吨、1.1亿吨和0.7亿吨;设定天然气对外?#26469;?#24230;的警戒值为40%,煤替气的潜力值分别是126亿立方米、256亿立方米和435亿立方米。

    高效:提高能源利用率是实现高效低碳发展的关键路径。高效指的是能源生产、转化、利用的效率?#23478;?#39640;,提高能源利用率是实现高效发展、低碳发展的关键路径。2018年,我国单位GDP能耗是世界平均水平的1.4倍,如果我国能源利用效率达到世界平均水平,就可?#32422;?#23569;消耗13.3亿吨标准煤,并可大幅减少34.6亿吨CO2排放,节能提效潜力巨大。

    随着煤基能源化工转化工艺与节能节水技术的进步,未来我国煤基能源化工产品的物耗系数将进一步降低,能效水平明显提高。2020年、2035年与2050年我国煤基能源化工产业高效发展目标如表4所示。

表4 我国煤基能源化工产业高效发展目标



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