“三端”協(xié)同發(fā)力推進(jìn)石化業(yè)“碳中和”
文章來源：中國化工報 更新時間：2023-12-01 13:31:14
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“當(dāng)前，石油和化工行業(yè)推進(jìn)‘雙碳’目標(biāo)的任務(wù)急迫而艱巨，必須從產(chǎn)能端、用能端和碳匯端‘三端’協(xié)同發(fā)力，通過從理論到技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新實現(xiàn)‘碳中和’。”在11月28日于廣州召開的2023中國化工學(xué)會年會上，院士們立足各自專業(yè)領(lǐng)域提出低碳發(fā)展的技術(shù)方案，積極助力行業(yè)實現(xiàn)“碳中和”。
張鎖江院士強調(diào)，化工產(chǎn)業(yè)低碳系統(tǒng)重構(gòu)必須完成三大變革：即原料要從石油、煤炭、天然氣變革為生物質(zhì)、CO?和廢棄物；工藝要由傳統(tǒng)能源驅(qū)動變革為電氫驅(qū)動；產(chǎn)品要由大宗低端產(chǎn)品變革為高端產(chǎn)品等。
實現(xiàn)變革需要創(chuàng)新技術(shù)作為支撐，張鎖江院士介紹了構(gòu)建以電氫為主體的新能源化工體系在技術(shù)上面臨的挑戰(zhàn)和進(jìn)展。該體系包括風(fēng)光發(fā)電、儲能、電解水制氫、電熱合成氨等環(huán)節(jié)，最終得到“綠氨”，其中最重要的是開發(fā)MW級大面積鈣鈦礦光伏技術(shù)、新型鋰漿料電池儲能關(guān)鍵技術(shù)。“在上述工作的基礎(chǔ)上，我們正在開發(fā)電氫驅(qū)動合成綠氨新工藝，以鋰介導(dǎo)深度結(jié)合綠電綠氫的這一新工藝未來有望成為合成氨的新路線。”張鎖江院士說。
生物制造可從原料源頭上降低碳排放，在“碳中和”上潛力巨大。“但現(xiàn)階段我國生物制造的初始原料90%來自玉米等糧食作物，同時每年8.65億噸的秸稈原料化利用率僅1%，對農(nóng)林廢棄物糖化后的高值利用是生物制造在技術(shù)創(chuàng)新上面臨的重要任務(wù)。”譚天偉院士說。
他還特別介紹了CO?生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)化學(xué)品這一實現(xiàn)碳循環(huán)利用的重要技術(shù)方向，目前在這一方向上開展的探索包括光酶、電酶、光菌、電菌等耦合轉(zhuǎn)化CO?制備化學(xué)品、材料和燃料等，其中以CO?生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)蘋果酸、燃料法尼烯取得階段性進(jìn)展。
“低碳智慧化工”是徐春明院士給出的技術(shù)構(gòu)想。這里的低碳化包括兩方面內(nèi)容，一是變革性技術(shù)實現(xiàn)低碳化生產(chǎn)，以綠電實現(xiàn)供能方式低碳和以生產(chǎn)技術(shù)變革實現(xiàn)過程減碳;二是全生命周期管理實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈低碳。而智慧化則需要傳統(tǒng)理論與智能化技術(shù)有效結(jié)合。
徐春明院士指出低碳智慧化工當(dāng)前面臨的三個關(guān)鍵科學(xué)問題，即數(shù)據(jù)驅(qū)動和機(jī)理驅(qū)動在化工過程模型化方法中的協(xié)同機(jī)制；基于人工智能的“三傳一反”基礎(chǔ)研究與化工系統(tǒng)工程；綠電綠氫新范式下的低碳化工基礎(chǔ)與智能化集成。
楊為民院士則以具體技術(shù)案例展示了高效催化技術(shù)在行業(yè)碳減排上的巨大作用。“超過90%化學(xué)品的生產(chǎn)過程涉及催化，高效催化技術(shù)是推動石化業(yè)低碳綠色發(fā)展的關(guān)鍵。”楊為民院士說。
在化石資源高效利用方面，楊為民院士介紹了在催化劑上取得多項創(chuàng)新的苯與稀乙烯制乙苯技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用至今累計轉(zhuǎn)化副產(chǎn)稀乙烯1540萬噸，僅利用稀乙烯一項就減少CO?排放1200萬噸。
在原料綠色化方面，他介紹了生物基乙醇制乙苯綠色成套技術(shù)。“目前全球乙苯產(chǎn)能5000萬噸，如若全部采用該技術(shù)，則每年減排CO?約4400萬噸。可以預(yù)見，隨著‘雙碳’目標(biāo)加快推進(jìn)，這一技術(shù)的應(yīng)用前景也將十分廣闊。”楊為民院士非常看好該技術(shù)。
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