徐春明:以綠電綠氫重構(gòu)傳統(tǒng)過(guò)程工業(yè)
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),最終要對(duì)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行根本性調(diào)整。這意味著,在未來(lái)近40年中,能源既要持續(xù)穩(wěn)經(jīng)濟(jì),還要不斷調(diào)結(jié)構(gòu),以達(dá)到碳中和要求。這對(duì)能源消費(fèi)將持續(xù)增長(zhǎng)的我國(guó)來(lái)說(shuō),任務(wù)相當(dāng)艱巨。
在現(xiàn)實(shí)條件下,我們?cè)鯓硬拍艽_保實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)?主要從四個(gè)方面發(fā)力。
第一,提高能源利用效率,即大力實(shí)施節(jié)能減排。在未來(lái)10年里,我國(guó)能源消耗強(qiáng)度(單位GDP能耗)仍需保持每年10%以上的下降速度。這要求我們充分利用各種可能的手段,包括新技術(shù)、新工藝、新裝備、新材料、新介質(zhì),以及信息化、智能化、數(shù)字化等,不斷節(jié)能減排。
第二,高效清潔地用好寶貴化石能源?!半p碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要能源結(jié)構(gòu)的根本性調(diào)整。但在未來(lái)5年到10年,煤炭還會(huì)占到一半左右,石油占比基本維持在17%—18%。因此煤炭、石油的高效清潔利用仍是未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的重要任務(wù)。
第三,二氧化碳的處理與應(yīng)用。業(yè)界公認(rèn),2030年碳達(dá)峰,我國(guó)二氧化碳絕對(duì)排放值大約在105億噸。其中,電力碳排放仍然最高,占40%以上,工業(yè)碳排放占38%左右,交通和建筑各占約10%。如何“消納”這105億噸二氧化碳?方案不外乎兩大類(lèi):一是物理法,利用巖水層埋存或者二氧化碳驅(qū)油,這是最直接的手段;二是化學(xué)法,二氧化碳加氫或者二氧化碳與甲烷的干重整技術(shù)可利用一定量的二氧化碳,這些產(chǎn)品和技術(shù)都應(yīng)得到重視。
第四,利用綠電綠氫降低二氧化碳排放強(qiáng)度。雖然未來(lái)10年我國(guó)能源結(jié)構(gòu)無(wú)法根本性調(diào)整,但可以依靠綠電及由綠電制成的綠氫所構(gòu)成的二次能源,降低能源結(jié)構(gòu)的二氧化碳排放強(qiáng)度。
要實(shí)現(xiàn)碳中和,沒(méi)有氫是不行的。保守估計(jì),到2050年,我國(guó)氫能消費(fèi)比重將達(dá)到10%以上,包括加氫站、燃料電池、固定式電源/電站等在內(nèi)的氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值會(huì)超過(guò)10萬(wàn)億元。其實(shí)氫作為能源并不新鮮,我國(guó)石油化工早在七八十年前就大力發(fā)展催化加氫技術(shù),這一技術(shù)包括了制氫、加氫、化學(xué)儲(chǔ)氫、用氫幾乎全流程,較今天人們熱捧的氫能產(chǎn)業(yè)鏈,僅少了燃料電池一環(huán)。不過(guò),短期內(nèi),以“燃料電池”為主的“綠氫”產(chǎn)業(yè)鏈仍任重道遠(yuǎn)。
值得關(guān)注的是,美國(guó)計(jì)劃2025年前主要依靠中東便宜的天然氣,再通過(guò)天然氣制氫為主和CCS(碳捕捉及存儲(chǔ)技術(shù)),將制氫成本降到1.2美元/公斤,同時(shí)借助油田、氣田大規(guī)模封存二氧化碳,從而實(shí)現(xiàn)減排。對(duì)我國(guó)而言,“煤制氫+CCS”將是短期滿(mǎn)足快速增長(zhǎng)用氫需求的重要途徑。
面向“雙碳”目標(biāo),我們可以利用綠電綠氫快速重構(gòu)以化石燃料為主的傳統(tǒng)過(guò)程工業(yè)。這既促進(jìn)了“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),又有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但這一過(guò)程需要變革性技術(shù)支撐,這是綠色低碳技術(shù)攻關(guān)的重要方向。
比如在冶金上,多年來(lái),我國(guó)煉鋼仍然采用較傳統(tǒng)的長(zhǎng)流程,如果把長(zhǎng)流程變成以還原氣為主的還原鐵短流程,可以減排二氧化碳70%以上。又如傳統(tǒng)石油化工的蒸汽裂解制烯烴過(guò)程是靠加熱爐,每噸產(chǎn)品大概需要逾半噸化石燃料(天然氣、油),會(huì)有二氧化碳排放。而如果用綠電替代化石燃料則能大幅減排。當(dāng)然,這需要電價(jià)合理,同時(shí)將傳統(tǒng)加熱爐變成新的電磁供熱,需要研制核心關(guān)鍵設(shè)備。再如合成氨是一個(gè)重要的傳統(tǒng)化工過(guò)程,以煤、石油、天然氣等為原料,通過(guò)氣化生成一氧化碳和氫,再利用其中的氫制成氨。而如果以綠電電解水制綠氫,煙氣通過(guò)變壓吸附,分離為氮?dú)夂投趸迹賹錃饧拥兂珊铣砂?,將氨加二氧化碳變成尿素,這一生產(chǎn)綠色尿素的工藝流程不但沒(méi)有二氧化碳排放,還能夠消耗二氧化碳,使之成為一個(gè)綠色的二氧化碳轉(zhuǎn)化利用過(guò)程。
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正確認(rèn)識(shí)和把握碳達(dá)峰碳中和的行動(dòng)邏輯
碳達(dá)峰碳中和是未來(lái)40年中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主基調(diào)。中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議強(qiáng)調(diào),實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求,要堅(jiān)定不移推進(jìn),但不可能畢其功于一役。[詳細(xì)] -
有條件如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)
習(xí)近平總書(shū)記在主持召開(kāi)中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議時(shí)強(qiáng)調(diào):“要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,拿出抓鐵有痕的勁頭,如期實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。[詳細(xì)] -
完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念 扎實(shí)做好碳達(dá)峰碳中和工作
中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和,必將為全球?qū)崿F(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)注入強(qiáng)大動(dòng)力,為進(jìn)一步構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體、共建清潔美麗世界作出巨大貢獻(xiàn)。 [詳細(xì)]
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