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中国工程院院士谢克昌:节能提效才是减碳第一优选
发布时间: 2021-05-19

来源:中国能源报

中国将严控煤电项目,“十四五”时期严控煤炭消费增长、“十五五”时期逐步减少——这是在减排大势之下,我国实现碳达峰、碳中和目标的必由之路。受此影响,煤炭及相关产业面临前所未有的严峻考验。

在近日举行的2021中国能源金三角“十四五”区域协同发展论坛上,中国工程院院士谢克昌表示,煤炭在保障国家能源安全中起着兜底作用,我国基本国情和发展阶段,决定了能源转型的立足点和首要任务是做好煤炭清洁高效利用。而今,新形势对产业发展提出新的要求,积极应对碳排放政策、推进多产业融合示范、高碳产业的低碳转型迫在眉睫。

煤炭主体能源地位短期难改变

“相比拓展二氧化碳资源化利用途径,节能提效才是实现碳达峰、碳中和的第一优选”

“有些观点认为,碳中和就是二氧化碳零排放。实际上,绝对零排放是不可能的。”在谢克昌看来,首先需要纠正错误理解。“碳中和是将人为活动排放的二氧化碳及其对自然产生的影响,通过节能提效、植树造林、技术创新等,降到几乎可以忽略的程度,从而实现排放源和碳汇之间的平衡。”

谢克昌认为,实现目标的技术路径有着优劣之分。其顺序应该依次为节能提效、降低碳排放强度、增加低碳能源和减少高碳能源、通过植树造林强化自然碳汇,以及二氧化碳捕集、封存和利用。“不少地方都在积极探索,超前部署高效CCUS、二氧化碳制烯烃等技术。但其难度高、投资大,现阶段我们干不起,而且也解决不了根本性问题。因此,应该以科学的态度和方法,研究二氧化碳过量排放问题的系统性解决方案,需要进行‘顺治’,而不是事倍功半地封存‘逆治’。”

为何这样说?谢克昌称,2020年,我国非化石能源占一次能源消费的比重为15.8%,剩余仍是化石能源。“在84.2%的比例中,煤炭就占了56.8%。这个数据很快就能倒过来吗?根据中国工程院的战略研究,到2030年,煤炭比重仍将在50%左右,依然是主体能源。我国基本国情和发展阶段,决定了能源转型的立足点和首要任务是切实做好煤炭清洁高效开发利用,这是当务之急。”

在此背景下,我国还面临能源利用效率偏低的现实。谢克昌指出,我国单位GDP能耗是世界平均水平的1.4-1.5倍。“若能达到世界平均,每年可少用13亿吨标准煤、减排34亿吨二氧化碳,约占2020年碳排放总量的1/3。因此,相比拓展二氧化碳资源化利用途径,节能提效才是实现碳达峰、碳中和的第一优选。”

现代煤化工是重要途径

“现代煤化工面临的第一大挑战就是高碳排放。只有在清洁低碳、安全高效的框架之下,发展才能符合新要求”

基于上述现实,如何用好煤?谢克昌提出,现代煤化工是推进煤炭清洁高效利用、保障国家能源安全的重要途径。“‘十四五’规划和2035年远景目标纲要的第20个专栏里,明确将煤制油气基地作为‘经济安全保障工程’之一,提出稳妥推进内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林等煤制油气战略基地建设,‘建立产能和技术储备’。原来是技术和产能储备,现在调过来了,说明一定要在产能上保障国家能源安全。”

根据条件不同,谢克昌进一步将现代煤化工发展划分为三种情景——在水资源、环境容量、碳减排等约束下,国家对产业发展规模和布局制约的称为“谨慎情景”;按照“十四五”规划和2035年远景目标纲要,实现有序发展的是“基准情景”;鉴于技术日臻成熟、装备自主化率提高,生产规模加大、项目示范增多及投产率提升的则为“积极情景”。

“当前,产业就处于谨慎情景,主要反映是规模和项目投产率偏低。”谢克昌坦言,“‘十四五’期间,现代煤化工面临的第一大挑战就是高碳排放。只有在清洁低碳、安全高效的框架之下,发展才能符合新要求,我们才能拍着胸脯说现代煤化工是煤的清洁化。”

谢克昌还称,由于欠缺技术的创新和突破,以及部分重大装备和关键性材料的制约,产业自身能源利用率与资源转化率偏低。这不仅导致碳排放成为现代煤化工的软肋,还大大影响产业竞争水平。“具体表现是初级产品多,精细化、差异化、专用化下游产品开发不足,产业比较优势不明显、竞争力不强。加上技术集成度和生产管理等水平存在差距,产品成本偏高,整体能效有待提高。除了煤制烯烃外,现代煤化工所有产业都在亏钱。”

从基础研究出发加强创新

“减排要有所为、有所不为,不能一股脑偏激去做。共性关键技术和颠覆性技术是引领创新的关键所在”

“现代煤化工产业不能只是做几个产品、赚多少利润,而是要从基础研究出发实现创新。”谈及下一步发展,谢克昌表示,产业创新目标在于节能提效、低碳节水以及低成本、高质量。“煤基能源化工减排要有所为、有所不为,不能一股脑偏激去做。共性关键技术和颠覆性技术是引领创新的关键所在,需要加大支持和储备。”

谢克昌举例,提高煤炭作为原料资源的利用率和转化率,以新方法调节煤基合成气的碳氢比重、实现可再生能源与煤的耦合转化,均是从源头克服高碳排放瓶颈的有效途径。“当然,这不是盲目的。要先了解煤的转化过程,从分子层面理解煤化工反应,研究发展清洁高效的新型集成技术与过程,进而实现节能减排。要多产业融合,推动现代煤化工与可再生能源联合起来制氢、制材料和化学品等,实现产品的精细化、差异化、绿色化。”

谢克昌还指出,现代煤化工战略定位长期不清晰,导致产业政策多变、发展忽上忽下。“基于丰富的煤炭资源,现代煤化工可形成长远自主可控的、缓解油气对外依存度的能力。其替代效果已开始初步显现,现已分别降低我国石油、天然气对外依存度1.7和1.3个百分点,即便在谨慎情景下,到2030年还可进一步降低2.5和5.8个百分点。建议合理配置煤炭缓解油气对外依存度所需的‘资源-产能-产品’储备,布局与之相配套的上游煤炭产品和下游储存能力。”

“发展现代煤化工产业,一定要有战略头脑。以战略储备有限弥补红线需求缺口,以政策扶持适度弥补基本需求缺口,以前瞻引领技术支撑长远接续替代——这是对产业提出的战略任务。”谢克昌说。

 

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