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　　煤炭是我國(guó)的主體能源和重要工業(yè)原料。今年的政府工作報(bào)告再次強(qiáng)調(diào),，“推進(jìn)煤炭清潔高效利用”,。

　　如何做好“清潔高效”的大文章？全國(guó)人大常委會(huì)委員,、中國(guó)科學(xué)院院士,、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng)包信和認(rèn)為，在未來能源體系中,，煤炭應(yīng)盡量少用于燃燒發(fā)電,、多實(shí)施高效轉(zhuǎn)化。

　　一方面,，在技術(shù)成熟,、成本降低的前提下，利用風(fēng),、光和核等可再生能源替代煤電，逐步降低煤在發(fā)電中的比例,，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的愿景和必然趨勢(shì),。

　　另一方面，隨著新材料的需求越來越旺盛,，碳資源需求量隨之增加,。在我國(guó)，煤炭正是最現(xiàn)實(shí),、最可靠的“碳源”選項(xiàng),。而要使煤成為綠色高效的碳資源，二氧化碳排放,、高耗水,，及廢水，廢渣處理是必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題,。

　　中國(guó)能源報(bào)：隨著能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程加速,，當(dāng)前不乏“去煤化”呼聲。對(duì)此,，您怎么看,？

　　包信和：我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期以煤為主，但不少地方現(xiàn)在提到煤炭就打怵,，為何,？主要是因?yàn)�,，煤在使用過程中排放大量二氧化碳，消耗大量水資源,，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生大量污染,。

　　是不是因此就要“去煤”呢？受多重因素影響,，今年的國(guó)際能源市場(chǎng)充滿變數(shù),，給保障能源安全敲響警鐘。2019年,，我國(guó)原油和石油對(duì)外依存度雙破72%,，天然氣對(duì)外依存度突破46%。從已探明的開采量來看,，我國(guó)石油大概可采12年,，天然氣大概可采30年，煤炭還可以采50年以上,。在一定期間內(nèi),，尤其是動(dòng)蕩的國(guó)際大環(huán)境下，真正靠得住,、自主的主體能源還是煤,，煤炭是我國(guó)能源安全的“壓艙石”。

　　中國(guó)能源報(bào)：圍繞“清潔高效”,，如何充分挖掘煤的潛力,？

　　包信和：煤炭在我國(guó)有兩種主流利用方式。一是作為能源,，燃燒發(fā)電,；二是作為原料，制備化學(xué)品,。

　　煤電在我國(guó)電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)中占比一直超過50%,，但隨著可再生能源技術(shù)發(fā)展、成本降低,，煤炭應(yīng)該不再是發(fā)電的唯一選擇,，風(fēng)電、光伏及先進(jìn)核電等新能源逐步替代煤電,，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的愿景和必然趨勢(shì),。未來，煤到底還要不要大比例用于發(fā)電,，是一個(gè)值得探討的問題,。

　　另一方面，我國(guó)對(duì)化學(xué)品的需求量非常大,，現(xiàn)有獲得途徑主要依賴原油,。以烯烴為例,，從傳統(tǒng)的石腦油裂解產(chǎn)生烯烴，10噸原油約可煉制3噸石腦油,，進(jìn)而得到1噸左右烯烴,。我國(guó)每年約消耗5000萬噸左右烯烴，相當(dāng)于必須具備5億噸煉油能力,，同時(shí)消耗大量油資源,。在“貧油、少氣,、相對(duì)富煤”的資源稟賦下,，我們很難像國(guó)外那樣完全依賴石油化工，利用煤炭制備化學(xué)品是符合國(guó)情的現(xiàn)實(shí)之選,。比如,，我國(guó)煤制烯烴年產(chǎn)量已超過1000萬噸，可降低我國(guó)珍貴的石油消耗,。

　　從轉(zhuǎn)化過程來看,，制備化學(xué)品少不了“碳”這一重要元素。該元素?zé)o法從可再生能源中直接獲取,，自然界經(jīng)過億萬年演變,，以化石資源的方式將最好的“碳源”保存了下來。在我國(guó),，最豐厚的“碳源”就是煤炭,。未來如何大量從可再生資源獲取穩(wěn)定的碳源，至少目前尚不明確,。

　　對(duì)此，我們必須“精打細(xì)算”地用好這些不可再生的碳資源,。在可再生能源發(fā)展日漸成熟的基礎(chǔ)上,，發(fā)電用煤能少就盡量少。把煤用作碳資源制備更多化學(xué)品,，即發(fā)展現(xiàn)代煤化工,，是未來清潔高效利用的主要途徑。

　　中國(guó)能源報(bào)：既然是主流途徑,，現(xiàn)代煤化工為何長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議,？

　　包信和：一個(gè)主要原因是經(jīng)濟(jì)問題。

　　大家會(huì)討論,，國(guó)際油價(jià)到多少時(shí)煤化工才有利可圖,。在某種意義上，這是一個(gè)偽命題,。一方面,，盡管不是完全綁定,，但從趨勢(shì)來講，各種能源的價(jià)格在一定時(shí)間內(nèi)總是要趨同的,，不存在長(zhǎng)期脫鉤,。另一方面，由于種種原因,，國(guó)際油價(jià)波動(dòng)很大,，從戰(zhàn)略來講很難根據(jù)某一時(shí)的油價(jià)來決定煤化工項(xiàng)目的上下去留。從國(guó)內(nèi)幾個(gè)在運(yùn)煤化工企業(yè)來看,，其經(jīng)濟(jì)性很大程度取決于企業(yè)是否有自備煤田,，原煤有沒有經(jīng)過中間加價(jià)。

　　除了經(jīng)濟(jì)性考量外,，目前對(duì)煤化工的詬病主要集中在三個(gè)方面,。要實(shí)現(xiàn)清潔高效利用，這三個(gè)關(guān)鍵問題必須徹底解決,。

　　一是二氧化碳排放,。煤的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)過程，決定其燃燒一定會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,，燃燒1噸煤不可避免要排放3噸以上二氧化碳,。碳減排既是現(xiàn)實(shí)需求，也是我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)際承諾,。真正碳減排成本很高,，一般企業(yè)難以承受。

　　現(xiàn)在也有一些所謂的碳減排技術(shù),。例如,，將二氧化碳回收制成干冰，看上去收集了一部分二氧化碳,，其實(shí)上使用干冰又會(huì)排放等量的二氧化碳,。非但沒有實(shí)現(xiàn)環(huán)保，捕集過程反倒消耗能量,，增加排放,。是否實(shí)現(xiàn)碳減排的一個(gè)基本判據(jù)，在于最終回到大氣中的二氧化碳是不是少了,，即有沒有被固化,、被掩埋，或者轉(zhuǎn)化為其他產(chǎn)品,。

　　二是耗水,。煤化工項(xiàng)目往往是用水大戶，在煤氣化,、合成（水煤氣變換調(diào)整氫碳比）,，及后續(xù)產(chǎn)品純化,、分離等環(huán)節(jié)均離不開水。相應(yīng)的,，合成轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生大量廢水,。原理上來說，采用現(xiàn)代技術(shù),，煤化工過程中的廢水都可以經(jīng)過處理循環(huán)利用,，但是費(fèi)用越來越高。

　　三是排放廢氣,、廢渣,。煤中雜質(zhì)燃燒產(chǎn)生的廢氣和固廢對(duì)環(huán)境造成很大壓力，無害化處理和資源綜合利用的費(fèi)用逐年攀升,，企業(yè)壓力加大,。

　　中國(guó)能源報(bào)：有沒有辦法解決上述問題？

　　包信和：徹底解決的根本途徑在于技術(shù)突破,，其中催化技術(shù)又被寄予厚望,。

　　催化可改變化學(xué)反應(yīng)的速度，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)途徑,，最終實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的“精準(zhǔn)”,。石油化工正是利用催化劑這把“剪刀”，把原油中的大分子“剪裁”成大小不同的分子,，從而得到所需的化學(xué)品,。

　　90多年來，煤化工一直沿襲費(fèi)托合成技術(shù),，即“煤氣化-水煤氣變換-化學(xué)品或液體燃料合成”的轉(zhuǎn)化路線,。先將固體的煤轉(zhuǎn)化為氣體，通過水與一氧化碳反應(yīng)獲得氫氣（水煤氣變換反應(yīng)）,，由此調(diào)節(jié)合成氣的氫碳比,，再通過傳統(tǒng)費(fèi)托合成方法用氫分子除去一氧化碳分子中的氧原子，獲得化學(xué)品,。其中，水分子參與過程循環(huán),，但沒有實(shí)際進(jìn)入產(chǎn)品,，相當(dāng)于潔凈水進(jìn)入、廢水排放,。

　　能不能利用催化技術(shù),，把煤中的大分子象石油煉制一樣直接“剪開”，少排二氧化碳,、少用水甚至不用水,，高效拿到我們需要的東西,？這應(yīng)該是催化研究的愿景和長(zhǎng)期目標(biāo)，但現(xiàn)在還很難達(dá)到,。

　　我們正在研究一種新型催化技術(shù),，采用高性能催化劑，無需借助水循環(huán),，使得合成過程完全不用水,，大大縮短了工藝，實(shí)現(xiàn)煤基合成氣一步轉(zhuǎn)化直接制烯烴,。在保持二氧化碳排放量不變的情況下,，降低水耗和能耗。去年9月,，該技術(shù)已在陜西延長(zhǎng)石油完成工業(yè)試驗(yàn),，目前正在實(shí)施全流程開車。一旦成功,，這一概念有望推廣至煤制油,、制含氧化合物，甚至煤制含氧化合物等工藝過程,，打造一個(gè)煤化工轉(zhuǎn)化新平臺(tái),。

　　中國(guó)能源報(bào)：現(xiàn)在大火的煤制氫產(chǎn)業(yè)，可否作為一個(gè)發(fā)展方向,？

　　包信和：煤制氫技術(shù)相對(duì)成熟,、成本相對(duì)較低，是目前制備氫氣的重要途徑,。全世界一年使用氫氣5000億立方米左右,，其中96%來自化石能源，其中很大一部分來自于煤轉(zhuǎn)化,。然而,，使用煤制氫將排放大量的二氧化碳，未能徹底解決源頭的碳排放問題,。

　　真正的“綠氫”,，一定要通過可再生資源獲得。用風(fēng),、光,、核產(chǎn)生的電能把水電解變成氫，其過程只排放氧氣,，不排二氧化碳,。換句話說，氫能作為二次能源，自然界中沒有氫,，氫能實(shí)際就是可再生能源的搬運(yùn)工,，把可再生能源從這里搬到那里。如果將氫作為清潔能源,，從碳減排角度,，不建議使用煤炭等化石能源制氫。