谢克昌院士:煤炭完全可以实现清洁高效利用

中国能源报 观点,  节能环保 2019-10-09 09:39:45
     

“中国的能源结构和供需关系,决定了发展现代煤化工势在必行,实现了清洁高效利用的煤炭就是清洁能源”


中国工程院研究认为,推进能源革命不可能一蹴而就,而将分阶段进行。其中,2020年之前为能源结构优化期,包括煤炭在内的化石能源,实现清洁高效可持续利用;2020-2030年为能源领域变革期,在此期间,GDP增长所需的一次能源增长量将主要依靠非化石能源,由此带来能源结构显著优化;2030-2050年为能源革命定型期,形成需求合理化、开发绿色化、供应多元化、调配智能化、利用高效化的新型能源体系。


“2020年前,煤炭、油气、非化石能源的消费比例达到6:2.5:1.5,能源消费总量约在50亿吨标煤。为此,要积极淘汰落后产能,提高煤炭集中利用度,实现能源消费清洁低碳发展。”谢克昌进一步说明。


处于能源结构优化期,如何用好煤炭?谢克昌表示,由低效、高污染转化升级为高效、清洁、节水的现代煤化工产业正是方向之一。“过去,煤化工因高排放、高能耗而饱受诟病。最新统计显示,其主要消耗及排放已大大降低,例如煤耗占全国总量的比重仅为2.6%、水耗为4‰,二氧化硫、氮氧化物排放占比分别为0.7%、0.6%。”


谢克昌认为,能够遵循清洁化发展举措,现代煤化工产业就能实现清洁高效发展。而这些举措,包括始终以环保标准为优先考虑因素,积极发展高效污染物脱除技术,加快制定科学完善的清洁生产标准及环保政策。同时,在综合考虑大气、水与土壤环境的基础上科学布局,建立项目审批、全过程监管及后评价的清洁生产管理体系等多个方面。


“中国的能源结构与供需关系,决定了发展现代煤化工势在必行。而现代煤化工是煤炭清洁高效利用的有效途径,我们应该理直气壮地说,实现了清洁高效利用的煤炭就是清洁能源。”谢克昌称。


“煤替石油、天然气成效明显,在积极情景之下,到2030年有望分别降低油、气对外依存度4.6、8.7个百分点”


结合现状,谢克昌充分肯定了现代煤化工产业的发展成绩。“目前,产业示范和生产基地基本形成,相当一部分技术处于国际先进或领先水平,示范或生产装置运行水平不断提高。煤替石油、天然气成效明显,为保障国家能源安全作出贡献。”


谢克昌表示,煤替石油、天然气的方式可分为三类:A类替代是以煤为原料,直接生产燃料替代油气燃料,如煤直接液化、间接液化、煤制甲醇及乙醇燃料等。B类是以煤为原料生产有机化学品,替代原来以油气为原料的产品,如煤制烯烃、芳烃、乙二醇等。C类也称功能替代,例如燃煤发电驱动的电动汽车,替代以油为动力燃料的乘用车。


“2017年,煤替代天然气消耗32.7亿立方米,替代效率61.4%,天然气对外依存度由此降低1.4个百分点。上述三种方式累计替代石油3130万吨,替代效率为61.3%,降低当年石油对外依存度1.6个百分点。换言之,若没有这1.6%,我国石油对外依存度在2017年就已超过70%。”谢克昌称。


在此基础上,谢克昌进一步划分三种情景——假设在水资源、环境容量、碳减排等约束下,国家限制现代煤化工发展的情况称为“谨慎情景”;按照《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》等设置,有序发展的情景是“基准情景”;鉴于产业日臻成熟、装备自主化率不断提高,若是加大生产规模、增加示范装置、提升项目投产率,产业则处于“积极情景”。


“当前,现代煤化工产业就处在积极情景之下,煤替油气潜力可观。到2030年,有望分别降低油、气对外依存度4.6、8.7个百分点,可以说相当不简单。”谢克昌预测。


“能源技术革命是最重要的,若没有颠覆性技术,以化石能源为主的国家就难以实现低碳转型”


既然肩负重任,现代煤化工产业如何更好发展?在谢克昌看来,技术是重中之重。


“能源革命的实质是能源转换革命,对能源实现有效驾驭、高效转换,其中能源技术革命是最重要的。若没有颠覆性技术,以化石能源为主的国家就难以实现低碳转型。”谢克昌指出,在已有成绩的基础上,我国现代煤化工产业仍面临自身能源利用与资源转化效率偏低的问题。由于初级产品多,精细化、差异化、专用化下游产品开发不足,比较优势不明显、竞争力不强;由于技术集成度和生产管理水平上存在差距,产品成本偏高,整体能效有待提高。谢克昌强调内在不足背后,并直指“技术”这一关键因素。


谢克昌认为,产业所涉及的共性关键技术、前沿引领技术、现代工程技术及颠覆性技术,四大类型均有待突破。


以催化剂开发共性问题为例,谢克昌指出,现代煤化工项目的任一反应过程都离不开催化,但目前,催化剂的应用仍以实验型为主,尚未达到定点设计,即根据目标产品、工艺过程实现有的放矢。再如,在难度最大的颠覆性技术中,高选择性合成气一步法生产大宗化工产品或高附加值专用精细化学品、高选择性煤炭转化制廉价生物可降解聚酯化合物等技术,均值得关注与创新。


“下一步,石油替代和醇、醚、醛、酸、芳烃、烯烃下游含氧化合物,是现代煤化工产品的合理发展选择。”以此为方向,谢克昌建议,按照现代化、大型化、分质联产化、多原料化、标准化和智能化的理念,高效利用、耦合替代、多能互补、规模应用的路线,大力发展中国能源体系下的现代煤化工。


(编辑:张艳  审校:寇建仁)
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