高層聲音
包信和院士:“精準剪裁”煤分子,,實現(xiàn)煤炭清潔利用
2021-06-11 17:01:50
來源: 中國能源報
核心閱讀 清潔煤化工的未來發(fā)展之路,,要摒棄野蠻的氧助氣化過程,,必須采用高效的催化劑和智慧的化學(xué)反應(yīng)。在綠氫的幫助下,對煤炭分子進行“精準剪裁”,獲得需要的化學(xué)產(chǎn)品,,最終實現(xiàn)精準的“分子煉煤”,。 “在我國,,80%以上的碳排放來自于能源使用,主要就是化石能源,。因此,,提及低碳發(fā)展,必然涉及到化石能源利用問題,。大家也一直在問,,未來實現(xiàn)碳中和目標了,以煤為代表的化石能源出路在哪里,?”在近日召開的中國科學(xué)院學(xué)部第七屆學(xué)術(shù)年會上,,中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長包信和拋出問題,。 在包信和看來,,實現(xiàn)碳中和,意味著必須徹底顛覆以化石能源為主導(dǎo)的能源體系,,構(gòu)建以非化石能源為主體的新結(jié)構(gòu),。對此,我國具備一定基礎(chǔ),�,!爱斍埃覈荒晏寂欧帕考s100億噸,,每產(chǎn)生1萬元GDP排放1噸二氧化碳,。而在上世紀90年代,1萬元GDP還對應(yīng)約12噸碳排放,,可見近年減碳的進展之快,、變化之大。在此基礎(chǔ)上,,我國進一步提出碳達峰,、碳中和目標,。‘十四五’規(guī)劃建議明確提出,,支持有條件的地方率先達到碳排放峰值,,制定2030年前碳達峰行動方案。相關(guān)研究顯示,,到2060年實現(xiàn)碳中和,,我國碳排放總量將在20億-30億噸�,!� 然而,,減碳壓力不容小覷。包信和坦言,,我國煤炭占一次能源消費的比重雖然持續(xù)下降,,但即便到2030、2060年,,依然要重視煤炭優(yōu)化利用的問題,。“理論上說,,可以通過二氧化碳捕捉與封存技術(shù)進行處理,,但這件事的成本非常大。現(xiàn)階段,,處理1噸碳需要投入200-300美元,。按照燒1噸煤排放2噸二氧化碳來算,噸煤處理費用至少在400美元,,從經(jīng)濟性看根本不可能實現(xiàn),。” 若想進一步實現(xiàn)二氧化碳利用,,理論可行,,但代價更高。包信和指出,,其利用面臨著存在規(guī)模不對等,、分子能量低等現(xiàn)實阻礙�,!氨热�,,我國需求量最高的大宗化學(xué)品乙烯,目前年產(chǎn)量在6000萬-7000萬噸,。即便拿出1億噸二氧化碳來生產(chǎn)化學(xué)品,,也只占到碳排放總量的百分之一,相比動輒百萬噸的體量微乎其微。由于二氧化碳分子能量低,,必須先活化,、再利用,通過加氫等工藝才能完成反應(yīng),。而目前,,氫能基本來自以煤為主的化石能源,注入的能量比釋放的能量還多,,算起來也得不償失,。” 基于上述情況,,包信和提出,,以煤為主的化石能源清潔低碳化是實現(xiàn)碳中和的路徑之一。究竟怎么用,?“現(xiàn)階段,,我國煤炭有兩種主流利用方式——大量作為能源,直接燃燒發(fā)電,;少量作為原料,,制備化學(xué)品,。電力,、鋼鐵、建材,、化工行業(yè)用煤,,占比分別約為57%、16%,、10%和8%,。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)電中的比例是必然趨勢,。同時,,我國對化學(xué)品的需求量非常大,其制備離不開‘碳’這一重要元素,。我國很難像國外那樣完全依賴石油化工,,短期內(nèi)通過生物質(zhì)和二氧化碳循環(huán)利用解決碳資源問題又不現(xiàn)實,煤炭則成為最現(xiàn)實,、最可靠的選項,。” 記者了解到,以煤為原料制備化學(xué)品,,離不開碳,、氫、氧三個元素的反應(yīng)變換,。也正因此,,煤的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)過程,決定其燃燒一定會產(chǎn)生二氧化碳,,燃燒1噸煤大約排放3噸以上二氧化碳,。煤化工項目往往又是用水大戶,煤氣化,、合成及后續(xù)產(chǎn)品純化,、分離等環(huán)節(jié)均離不開水。 “煤轉(zhuǎn)化是不是一定要耗水,,一定排放大量二氧化碳,?”包信和表示,石油化工是通過催化,、蒸餾,、裂解等方式,把大分子變成小分子,,從而得到烯烴,、芳烴等產(chǎn)品。其過程無需動用很多水,,也不會過多排放二氧化碳,,即可將油分子吃干榨盡�,!皬姆肿邮浇Y(jié)構(gòu)來看,,煤和油的差別并不大,二者區(qū)別主要在于反應(yīng)過程,。若能換一種方式實現(xiàn)煤轉(zhuǎn)化,,將煤中的大分子像石油煉制一樣直接‘剪開’,也可以少用水,、少排碳,,就拿到我們需要的產(chǎn)品�,!� 實現(xiàn)這些構(gòu)想,,離不開更新、更先進的催化劑,,同時還需摒棄“野蠻”的氧助氣化過程,。包信和建議,通過高效催化劑及相關(guān)化學(xué)反應(yīng)過程,在綠氫的幫助下,,對煤炭分子進行“精準剪裁”,。“也就是說,,煤化工并不是一定要排放二氧化碳,。” 此外,,針對當前備受關(guān)注的氫能產(chǎn)業(yè),,包信和給予了充分肯定�,!皻淠芾眯矢�,、無污染,還可與多種能源耦合,,可以說是實現(xiàn)碳中和目標的關(guān)鍵,。當今能源體系是由化石能源產(chǎn)生電力、液體燃料,,再到達最終用戶,。在未來能源構(gòu)架中,氫能將與電力一起居于核心位置,,為終端用戶供能,。而最大問題在于,氫不是一次能源,,需要通過轉(zhuǎn)化實現(xiàn),。在制備,、儲存,、供給、應(yīng)用等體系中,,制氫是重中之重,。” 據(jù)包信和介紹,,目前全球每年消耗氫氣5000萬噸左右,,其中96%來自化石能源,很大一部分又是通過煤轉(zhuǎn)化,,僅4%來自電解水,,而且所用電能也非全部來自可再生能源�,!懊褐茪鋬r格最便宜,,但碳排放最強。從城市發(fā)電得到氫氣,目前成本每公斤為40-50元,,價格最高,。除了電價,多少度電產(chǎn)出1方氫也是決定其成本的關(guān)鍵,。從原理看,,只要是用碳作為能源和還原劑的地方,最終都能用氫替代,,從而降低二氧化碳排放,。”《中國能源報》( 2021年06月07日 第 15 版) |
責(zé)任編輯:王傳杰
煤炭人網(wǎng)版權(quán)及免責(zé)聲明: 1.凡本網(wǎng)注明“來源:煤炭人網(wǎng)” 的所有作品,,版權(quán)均屬于煤炭人網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán),,任何單位及個人不得轉(zhuǎn)載,、摘編或以其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,,應(yīng)在授權(quán)范圍 內(nèi)使用,,并注明“來源:煤炭人網(wǎng)”。違反上述聲明者,,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任,。 2.凡本網(wǎng)注明 “來源:XXX(非煤炭人網(wǎng))” 的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責(zé)。 3.如因作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,,請在30日內(nèi)進行。 |
上一篇:全文發(fā)布|中國煤炭工業(yè)協(xié)會副會長.. | 下一篇:中行行長劉金:退出煤炭企業(yè)融資.. |