應(yīng)對氣候變化能否與經(jīng)濟(jì)發(fā)展實現(xiàn)雙贏？“雙碳”目標(biāo)下，煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型之路該怎么走，煤化工行業(yè)的空間有多大？中國工程院院士、清華大學(xué)化工科學(xué)與技術(shù)研究院院長金涌教授日前在接受《能源評論》專訪時，認(rèn)為化石能源終將成為歷史，能源轉(zhuǎn)型呼喚顛覆性技術(shù)，也要結(jié)合現(xiàn)實激發(fā)創(chuàng)新思維。
在提到我國確定的“雙碳”目標(biāo)對能源行業(yè)，尤其是煤炭的轉(zhuǎn)型發(fā)展意味著什么？金涌認(rèn)為：實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，絕對不是單純的能源行業(yè)或應(yīng)對氣候變化的事情，而是一場深刻、廣泛的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)變革，事關(guān)人類生態(tài)文明建設(shè)、中華民族永續(xù)發(fā)展等宏大深遠(yuǎn)的主題。可以說，碳中和將是主導(dǎo)未來我國經(jīng)濟(jì)增長和能源轉(zhuǎn)型的最大驅(qū)動力。接下來，我國的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、投資建設(shè)、生產(chǎn)消費(fèi)，一直到物流運(yùn)輸、循環(huán)利用，全部決策都需要以此為依據(jù)。
碳中和的時間節(jié)點(diǎn)就是化石能源時代的終結(jié)。當(dāng)然，也有智庫認(rèn)為，即使到2060年，還是會有一定比例的化石能源，但那時的電力系統(tǒng)應(yīng)該是零碳排放，因此2060年應(yīng)該是一個標(biāo)志性的時間節(jié)點(diǎn)。
在談到煤炭行業(yè)有哪些新技術(shù)值得期待？金涌認(rèn)為：煤炭的顛覆性技術(shù)非常難開發(fā)?？缃缂夹g(shù)，尤其是生物技術(shù)值得關(guān)注。探索新的技術(shù)突破方向，既能將煤炭從燃料變?yōu)椴牧?，還要少排二氧化碳，這就成為新的課題。
我們做了很多讓煤炭從燃料變成材料的嘗試，包括煤制烯烴（MTO）、煤基甲醇轉(zhuǎn)化制芳烴（MTA）以及最新的煤制氫。目前我國的煤化工產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到千萬噸級。此外，這些技術(shù)的二氧化碳排放太多，還要消耗大量的水資源，例如煤制烯烴、煤制氫項目，每噸產(chǎn)品的二氧化碳排放分別達(dá)到17.4噸、11.3噸。
在關(guān)于怎么看待傳統(tǒng)的煤化工技術(shù)，我國現(xiàn)有的超千萬噸煤制油產(chǎn)能該怎么辦？金涌認(rèn)為：傳統(tǒng)煤化工技術(shù)的工藝路線亟待優(yōu)化提高。煤化工產(chǎn)品往傳統(tǒng)的汽柴油方向發(fā)展，現(xiàn)在絕對不合適。煤化工技術(shù)現(xiàn)在最尷尬的地方在于：市場上油價在降低，煤價在提高；項目方開工會賠錢，停產(chǎn)也賠錢。
但還是有辦法的。煤制油的成分和石油不同，其中富含的α-烯烴可以通過幾步化學(xué)反應(yīng)變成高碳醇，進(jìn)一步作為材料與苯二甲酸酐反應(yīng)就變成了非常好的增塑劑。同時，高碳醇還可以生成聚合級α-烯烴和乙烯，最終形成高質(zhì)量的聚乙烯。這種聚乙烯可以代替我們大量進(jìn)口的產(chǎn)品，其強(qiáng)度、性能也得到大幅度改善。
還有一種思路，就是將煤氣化后的氣體，尤其是一氧化碳，不用于制備油品，而是用于生產(chǎn)酒精。這一工藝的發(fā)酵過程會產(chǎn)生很多菌絲，也就是飼料蛋白。這樣，我們就有了三個高附加值的好產(chǎn)品：氫氣、乙醇和飼料蛋白。
這需要顛覆性技術(shù)，也要重視已有利用方式的更新升級。
關(guān)鍵要更新一個思想認(rèn)識：煤不是碳，而是碳?xì)浠衔?，是稠環(huán)。每個碳原子伴有0.8個氫原子，后者是寶貴的化學(xué)元素。我們可以通過分質(zhì)利用技術(shù)把煤里面的碳元素和氫元素分開：一個產(chǎn)物是固體的半焦，將煤里的碳變成固體存在；另一個產(chǎn)物就是氫氣。按照我國煤炭年產(chǎn)量40億噸計算，含氫量約2.64億噸。半焦和氫氣都是還原劑，為進(jìn)一步加工利用二氧化碳提供了可能性。
關(guān)于煤炭行業(yè)面臨的轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)？金涌認(rèn)為：以我國的碳達(dá)峰目標(biāo)為例，未來10年，我們的煤炭利用量和碳排放量可能還要增加。原因在于我們需要一個預(yù)備期，等待技術(shù)和產(chǎn)業(yè)成熟，另外還要統(tǒng)籌考慮產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但我們一定不要再去上馬傳統(tǒng)高耗能的項目，不要再建設(shè)火電廠，不要再投資傳統(tǒng)的煤化工項目，這些都是將來的不良資產(chǎn)。我們要把新增加的碳排放量給那些附加值高的、先進(jìn)的、高質(zhì)量的產(chǎn)業(yè)去使用，只有這樣，才能保證順利實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和全社會高質(zhì)量發(fā)展。
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