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謝克昌院士：提高能效是煤化工低碳發(fā)展的最重要保證
來源: 中國能源報 發(fā)布時間: 2021-11-24
國家發(fā)改委等五部門近日發(fā)布《高耗能行業(yè)重點領域能效標桿水平和基準水平（2021年版）》，列明石化、化工等行業(yè)的能效標桿水平和基準水平。其中，涵蓋煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇等煤化工重點領域。
現(xiàn)代煤化工是推進煤炭清潔高效利用的重要途徑，長期卻面臨高能耗、高排放的挑戰(zhàn)。尤其在降碳目標下，整個產(chǎn)業(yè)能源利用與資源轉(zhuǎn)化效率偏低、二氧化碳排放居高難下等短板進一步暴露。明確、量化的標準是行業(yè)節(jié)能降碳的重要依據(jù)?，F(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)如何對標與突破？中國工程院院士謝克昌給出了他的建議。
研究“煤”的問題不可顧此失彼
在謝克昌看來，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的“高碳”屬性不可回避。要想全方位探索其發(fā)展方向，還需放在碳達峰、碳中和的大背景下展開分析。
一方面，能源是一個復雜系統(tǒng)，是由多個能源品種的全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈交織而成的網(wǎng)絡。能源化工是產(chǎn)業(yè)鏈上的一個重要節(jié)點，現(xiàn)代煤化工又是能源化工領域的一個新興業(yè)態(tài)，不可孤立來看。另一方面，經(jīng)濟、社會、環(huán)境、工程、科技、安全、氣候等，無不與能源發(fā)生直接關系，它們之間相互耦合、相互作用、相互矛盾。若是切斷聯(lián)系，非系統(tǒng)減碳可能引發(fā)系統(tǒng)性破壞，或有可能發(fā)生不切實際的能源轉(zhuǎn)型、甚至帶來能源危機。因此，現(xiàn)代煤化工處于一個紛繁復雜的維度當中，要采取系統(tǒng)思維、采用系統(tǒng)方法，探索系統(tǒng)科學發(fā)展路徑。
“‘去煤化’到底現(xiàn)不現(xiàn)實？煤炭能不能做到清潔？實現(xiàn)清潔高效利用的煤炭算不算清潔能源？這些是近年來困擾我們的問題，單純從能源本身出發(fā)難以解決，還容易顧此失彼。”謝克昌表示，研究“煤”的問題，應該放在泛能源大數(shù)據(jù)視角下，采取多維度評價。
以清潔性、低碳性、安全性、高效性和經(jīng)濟性為主要指標，謝克昌對主要能源品種進行了量化?！敖Y(jié)果顯示，煤炭綜合評價指數(shù)第一、風能第二。大家都知道‘能源不可能三角’，即穩(wěn)定安全供應、環(huán)境友好、價格低廉三者不可兼得。通過量化指標，既體現(xiàn)了煤炭為何是我國主體能源，也說明煤炭作為高碳能源，必須與其他能源協(xié)同共進?！?/div>
能源利用與資源轉(zhuǎn)化效率仍偏低
基于綜合評價，謝克昌指出，我國一次能源以化石能源為主體的基本國情和發(fā)展中大國的發(fā)展階段，決定著經(jīng)濟發(fā)展與能源需求仍未脫鉤、碳排放仍在高位的實現(xiàn)?！翱紤]到石油和天然氣對外依存度不斷攀升，我們在實施碳達峰、碳中和戰(zhàn)略的過程中，能源安全至關重要?，F(xiàn)代煤化工正是可以掌握在自己手中的必然選擇，是推進煤炭清潔化利用和保障能源安全的重要途徑之一。”
謝克昌認為，行業(yè)面臨問題的主要原因，包括外在缺乏系統(tǒng)認知、內(nèi)在不足影響產(chǎn)業(yè)競爭水平兩個方面?！坝捎谌狈緡楹桶l(fā)展階段的認識，出現(xiàn)‘運動式’減碳行為，‘一刀切’‘去煤化’的傾向嚴重。例如，控煤政策置煤炭既是燃料又是原料的雙重屬性不顧，不分開統(tǒng)計，導致煤化工產(chǎn)業(yè)面臨‘無米之炊’?！?/div>
在技術工藝不斷優(yōu)化、運行水平顯著提高、示范項目效應明顯的同時，行業(yè)短板尚存。謝克昌坦言，技術的創(chuàng)新和突破仍顯欠缺，致使煤化工本身的能源利用與資源轉(zhuǎn)化效率偏低，環(huán)保問題突出。由于初級產(chǎn)品多，精細化、差異化、專用化下游產(chǎn)品開發(fā)不足，產(chǎn)業(yè)比較優(yōu)勢不明顯，競爭力不強。技術密集程度和生產(chǎn)管理水平上的差距，導致產(chǎn)業(yè)成本偏高，整體效能有待提高等問題。
“放到全國一盤棋的背景下看，產(chǎn)業(yè)還有優(yōu)化空間的余地?！敝x克昌表示，綜合煤炭資源、水資源豐度，二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳排放容量，以及地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展實力等指標發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)示范項目依托煤炭資源富集地區(qū)而建設，同時卻受限于水資源、環(huán)境容量等因素。一些具有良好的可持續(xù)性表現(xiàn)的地區(qū)，反而缺乏項目布局，有待進一步優(yōu)化。
不同工藝路線和技術可持續(xù)性表現(xiàn)不一
“在能源體系框架下發(fā)展現(xiàn)代煤化工要做到八個字——低碳、清潔、高效、安全。”謝克昌指明路徑。
具體包括，加強煤炭清潔化轉(zhuǎn)化和低碳化利用，推動現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)、運輸、消費全鏈條最大程度降低碳排放；加強煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化、生態(tài)環(huán)境保護、污染綜合治理協(xié)同管控，最大程度降低現(xiàn)代煤化工對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響；切實提高煤炭開采、轉(zhuǎn)化、利用全生命周期效率，通過技術革新和工藝優(yōu)化，實現(xiàn)最大可能的節(jié)能降耗；進一步發(fā)揮煤炭緩解油氣對外依存度的戰(zhàn)略作用，為國家能源安全提供支撐。
圍繞“低碳化”，謝克昌強調(diào)，現(xiàn)代煤化工是充分利用煤炭雙重屬性的產(chǎn)業(yè)，降低原料消耗、提高綜合能效是低碳發(fā)展最重要的保證。對此，要注重多能互補融合發(fā)展，加強現(xiàn)代煤化工與可再生能源、清潔能源的互補融合，建設低碳煤基綜合能源產(chǎn)業(yè)基地。充分利用現(xiàn)代煤化工過程中副產(chǎn)品高濃度二氧化碳的優(yōu)勢，拓展二氧化碳資源化利用途徑。通過碳交易機制降低減排成本，通過碳管理機制完善現(xiàn)代煤化工碳排放核算標準、實現(xiàn)碳排放精細化管理。
謝克昌還介紹，綜合考慮環(huán)境投資效率、經(jīng)濟指標、資源承載能力、社會指標及技術指標，對比現(xiàn)有技術路線可發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代煤化工不同工藝路線和技術的可持續(xù)性表現(xiàn)不一?！氨热缑褐葡N在經(jīng)濟可持續(xù)性方面表現(xiàn)最佳，煤制天然氣在社會可持續(xù)性方面表現(xiàn)突出，煤直接、間接液化在技術可持續(xù)性方面表現(xiàn)較好。說明各自存在優(yōu)勢，也為補短板提供基礎?！?/div>
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