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技術(shù)路徑的優(yōu)劣順序應(yīng)該依次為：節(jié)能提效、降低碳排放強(qiáng)度、增加低碳能源和減少高碳能源、通過植樹造林強(qiáng)化自然碳匯，以及二氧化碳捕集、封存和利用（CCUS）。超前部署高效CCUS、二氧化碳制烯烴等技術(shù)，難度高、投資大，現(xiàn)階段干不起且解決不了根本問題。
中國(guó)將嚴(yán)控煤電項(xiàng)目，“十四五”時(shí)期嚴(yán)控煤炭消費(fèi)增長(zhǎng)、“十五五”時(shí)期逐步減少——這是在減排大勢(shì)之下，我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的必由之路。受此影響，煤炭及相關(guān)產(chǎn)業(yè)面臨前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)。
在近日舉行的2021中國(guó)能源金三角“十四五”區(qū)域協(xié)同發(fā)展論壇上，中國(guó)工程院院士謝克昌表示，煤炭在保障國(guó)家能源安全中起著兜底作用，我國(guó)基本國(guó)情和發(fā)展階段，決定了能源轉(zhuǎn)型的立足點(diǎn)和首要任務(wù)是做好煤炭清潔高效利用。而今，新形勢(shì)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出新的要求，積極應(yīng)對(duì)碳排放政策、推進(jìn)多產(chǎn)業(yè)融合示范、高碳產(chǎn)業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型迫在眉睫。
煤炭主體能源地位短期難改變
“相比拓展二氧化碳資源化利用途徑，節(jié)能提效才是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的第一優(yōu)選”
“有些觀點(diǎn)認(rèn)為，碳中和就是二氧化碳零排放。實(shí)際上，絕對(duì)零排放是不可能的。”在謝克昌看來，首先需要糾正錯(cuò)誤理解。“碳中和是將人為活動(dòng)排放的二氧化碳及其對(duì)自然產(chǎn)生的影響，通過節(jié)能提效、植樹造林、技術(shù)創(chuàng)新等，降到幾乎可以忽略的程度，從而實(shí)現(xiàn)排放源和碳匯之間的平衡。”
謝克昌認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的技術(shù)路徑有著優(yōu)劣之分。其順序應(yīng)該依次為節(jié)能提效、降低碳排放強(qiáng)度、增加低碳能源和減少高碳能源、通過植樹造林強(qiáng)化自然碳匯，以及二氧化碳捕集、封存和利用。“不少地方都在積極探索，超前部署高效CCUS、二氧化碳制烯烴等技術(shù)。但其難度高、投資大，現(xiàn)階段我們干不起，而且也解決不了根本性問題。因此，應(yīng)該以科學(xué)的態(tài)度和方法，研究二氧化碳過量排放問題的系統(tǒng)性解決方案，需要進(jìn)行‘順治’，而不是事倍功半地封存‘逆治’。”
為何這樣說？謝克昌稱，2020年，我國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)的比重為15.8%，剩余仍是化石能源。“在84.2%的比例中，煤炭就占了56.8%。這個(gè)數(shù)據(jù)很快就能倒過來嗎？根據(jù)中國(guó)工程院的戰(zhàn)略研究，到2030年，煤炭比重仍將在50%左右，依然是主體能源。我國(guó)基本國(guó)情和發(fā)展階段，決定了能源轉(zhuǎn)型的立足點(diǎn)和首要任務(wù)是切實(shí)做好煤炭清潔高效開發(fā)利用，這是當(dāng)務(wù)之急。”
在此背景下，我國(guó)還面臨能源利用效率偏低的現(xiàn)實(shí)。謝克昌指出，我國(guó)單位GDP能耗是世界平均水平的1.4-1.5倍。“若能達(dá)到世界平均，每年可少用13億噸標(biāo)準(zhǔn)煤、減排34億噸二氧化碳，約占2020年碳排放總量的1/3。因此，相比拓展二氧化碳資源化利用途徑，節(jié)能提效才是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的第一優(yōu)選。”
現(xiàn)代煤化工是重要途徑
“現(xiàn)代煤化工面臨的第一大挑戰(zhàn)就是高碳排放。只有在清潔低碳、安全高效的框架之下，發(fā)展才能符合新要求”
基于上述現(xiàn)實(shí)，如何用好煤？謝克昌提出，現(xiàn)代煤化工是推進(jìn)煤炭清潔高效利用、保障國(guó)家能源安全的重要途徑。“‘十四五’規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要的第20個(gè)專欄里，明確將煤制油氣基地作為‘經(jīng)濟(jì)安全保障工程’之一，提出穩(wěn)妥推進(jìn)內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西榆林等煤制油氣戰(zhàn)略基地建設(shè)，‘建立產(chǎn)能和技術(shù)儲(chǔ)備’。原來是技術(shù)和產(chǎn)能儲(chǔ)備，現(xiàn)在調(diào)過來了，說明一定要在產(chǎn)能上保障國(guó)家能源安全。”
根據(jù)條件不同，謝克昌進(jìn)一步將現(xiàn)代煤化工發(fā)展劃分為三種情景——在水資源、環(huán)境容量、碳減排等約束下，國(guó)家對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模和布局制約的稱為“謹(jǐn)慎情景”；按照“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要，實(shí)現(xiàn)有序發(fā)展的是“基準(zhǔn)情景”；鑒于技術(shù)日臻成熟、裝備自主化率提高，生產(chǎn)規(guī)模加大、項(xiàng)目示范增多及投產(chǎn)率提升的則為“積極情景”。
“當(dāng)前，產(chǎn)業(yè)就處于謹(jǐn)慎情景，主要反映是規(guī)模和項(xiàng)目投產(chǎn)率偏低。”謝克昌坦言，“‘十四五’期間，現(xiàn)代煤化工面臨的第一大挑戰(zhàn)就是高碳排放。只有在清潔低碳、安全高效的框架之下，發(fā)展才能符合新要求，我們才能拍著胸脯說現(xiàn)代煤化工是煤的清潔化。”
謝克昌還稱，由于欠缺技術(shù)的創(chuàng)新和突破，以及部分重大裝備和關(guān)鍵性材料的制約，產(chǎn)業(yè)自身能源利用率與資源轉(zhuǎn)化率偏低。這不僅導(dǎo)致碳排放成為現(xiàn)代煤化工的軟肋，還大大影響產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)水平。“具體表現(xiàn)是初級(jí)產(chǎn)品多，精細(xì)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(shì)不明顯、競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。加上技術(shù)集成度和生產(chǎn)管理等水平存在差距，產(chǎn)品成本偏高，整體能效有待提高。除了煤制烯烴外，現(xiàn)代煤化工所有產(chǎn)業(yè)都在虧錢。”
從基礎(chǔ)研究出發(fā)加強(qiáng)創(chuàng)新
“減排要有所為、有所不為，不能一股腦偏激去做。共性關(guān)鍵技術(shù)和顛覆性技術(shù)是引領(lǐng)創(chuàng)新的關(guān)鍵所在”
“現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)不能只是做幾個(gè)產(chǎn)品、賺多少利潤(rùn)，而是要從基礎(chǔ)研究出發(fā)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。”談及下一步發(fā)展，謝克昌表示，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新目標(biāo)在于節(jié)能提效、低碳節(jié)水以及低成本、高質(zhì)量。“煤基能源化工減排要有所為、有所不為，不能一股腦偏激去做。共性關(guān)鍵技術(shù)和顛覆性技術(shù)是引領(lǐng)創(chuàng)新的關(guān)鍵所在，需要加大支持和儲(chǔ)備。”
謝克昌舉例，提高煤炭作為原料資源的利用率和轉(zhuǎn)化率，以新方法調(diào)節(jié)煤基合成氣的碳?xì)浔戎亍?shí)現(xiàn)可再生能源與煤的耦合轉(zhuǎn)化，均是從源頭克服高碳排放瓶頸的有效途徑。“當(dāng)然，這不是盲目的。要先了解煤的轉(zhuǎn)化過程，從分子層面理解煤化工反應(yīng)，研究發(fā)展清潔高效的新型集成技術(shù)與過程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。要多產(chǎn)業(yè)融合，推動(dòng)現(xiàn)代煤化工與可再生能源聯(lián)合起來制氫、制材料和化學(xué)品等，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精細(xì)化、差異化、綠色化。”
謝克昌還指出，現(xiàn)代煤化工戰(zhàn)略定位長(zhǎng)期不清晰，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)政策多變、發(fā)展忽上忽下。“基于豐富的煤炭資源，現(xiàn)代煤化工可形成長(zhǎng)遠(yuǎn)自主可控的、緩解油氣對(duì)外依存度的能力。其替代效果已開始初步顯現(xiàn)，現(xiàn)已分別降低我國(guó)石油、天然氣對(duì)外依存度1.7和1.3個(gè)百分點(diǎn)，即便在謹(jǐn)慎情景下，到2030年還可進(jìn)一步降低2.5和5.8個(gè)百分點(diǎn)。建議合理配置煤炭緩解油氣對(duì)外依存度所需的‘資源-產(chǎn)能-產(chǎn)品’儲(chǔ)備，布局與之相配套的上游煤炭產(chǎn)品和下游儲(chǔ)存能力。”
“發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，一定要有戰(zhàn)略頭腦。以戰(zhàn)略儲(chǔ)備有限彌補(bǔ)紅線需求缺口，以政策扶持適度彌補(bǔ)基本需求缺口，以前瞻引領(lǐng)技術(shù)支撐長(zhǎng)遠(yuǎn)接續(xù)替代——這是對(duì)產(chǎn)業(yè)提出的戰(zhàn)略任務(wù)。”謝克昌說。
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