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科学能源观,首先必须要承认事物客观存在,“因地制宜”是唯物辫证法之根本。要切实依据中国经济发展与中国能源资源禀赋之现实国情, “因地制宜”制定能源发展战略。
上世纪七十年代“两次石油危机”至今已近四十年,能源仍处在“跨越油气时代”的发展阶段。以化石能源为主体,是不可改变的客观事实,很可能要延至本世纪末。
而以“化石能源(煤、石油、天然气)为主体”,在战略上必须要依据“物质及能量守恒”的基本科学原理,最大化实现资源高效、清洁、低碳、循环、绿色可持续利用,从“源头”做起致力环境保护、生态友好。
当前化石能源发展的最主要问题是如何审时度势,通过大举创新、变革,实现“因地制宜”科学发展,绝不能“穿新鞋走老路”。我们承认现行任何化石能源的利用方式都存在环境负面影响,也要承认其可依据各自不同特点最终实现高效清洁利用。
笔者认为,习主席提出的“能源革命”、走“新型工业化”之路,就是要摒弃旧有不符合现实发展需要的工业化技木路线,解决资源利用“能量和物质”分离问题,实现能化“共轨”、能源高效利用。
以燃煤发电为例,煤炭经锅炉完全燃烧,再蒸汽发电,其能效仅为33%—41%(包括超超临界机组在内)。煤炭既是能源又是物质资源,其客观存在的物质结构包括“多环芳烃”化合物,因此在燃烧及热加工(焦化、干馏、热解)过程中,必然会产生对环境不友好的污染物质。上世纪四、五十年代发生的“雾伦敦效应”即证明燃煤发电客观存在着c02、n0x、s0x、hg、pm10、pm2.5(即多环芳经结构物质及挥发性有机物)等温室效应气体与环境负面影响巨大的污染物质。
笔者认为,当今中国的实体产业要走“新型工业化”之路,就要努力通过体系创新和技术路线创新,走以“能化共轨”技术为龙头的、“甲醇经济”战略创新路线,最终实现煤炭的清洁高效利用。该战略路线就是在遵守“物质及能量两大恒”基本科学原理基础上,既创新性地将煤炭资源利用与化工过程相结合,又集聚了热、电、化等多元能量的综合高效梯级利用,并创造性实现了物质转化与相关产业的循环、耦合,最终可将煤炭的资源利用率分别从发电的33—41%与化工的53%,提高到大于80%的综合利用率水平。同时现有技术路线体系下煤炭利用排放的污染物n0x、s0x、hg、pm2.5等已基本不复存在,而co2可通过“甲醇化”过程,实现“分子经济”共轨及下游配套的高效利用,最终可实现330g/kwh排放水平,相比于常规发电的950g/kwh co2排放水平,约可减排65%。换句话讲,就是从传统燃煤发电的“烟囱”中捡回碳、氢及相关产物。
实际上,在上世纪八九十年代,以煤为主的碳一化工及甲醇体系的创新研发战略已经全面系统地开展。在当时化工部的统畴规划基础上,经过多年产学研结合,时至今天,全面创新引领的“碳池效应”能源化工新体系产业化工程技术,已系统化问世。其特色为:
其一,通过分子设计、定向催化技术,高收率、高选择性获得预定目标的石化产品,包括“三烯”(乙烯、丙烯、丙烯)、“三苯”(苯、甲苯、二甲苯);特殊碳四、碳五;长链烃类化学品及衍生物(包括高清洁油品及特种化学品)等“碳池效应”新体系,全面提升传统石油化工技术水平,提升石油化工产品附加值;
其二,发展“碳一化工”技木及产品新系列;
其三,与“能化共轨”相结合,实现甲醇尾气循环利用。制备高纯度的气基还原“海棉铁”,走资源节约、环境友好的创新发展新路。这对于振兴我国钢铁产业,调整结构,提供优质合金钢铸、锻胚料,振兴我国装备制造业具有重大作用。
其四,利用甲醇具有高度清洁燃烧的特性,应大力推广、广泛用于汽车、船舶、农机、工程机械、锅炉燃料、燃气轮机清洁发电及清洁民用燃料等。
创新体系技术是能源革命的基础,需要国家的支持鼓励。值得一提的是,去年工信部、财政部已联合下发《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》工信部联节[2015]45号文,鼓励在煤化工行业按照“能化共轨”理念,推进煤炭由单一原料向原料、燃料并重转变,加大煤炭资源加工转化深度,大力发展清洁能源、新材料等新型煤化工。
上述能源化工新体系符合中国当前国情发展特色,全面体现了当代能源化工领域高效、清洁、低碳、可持续的战略原则。相信通过科学的顶层设计,通过践行创新发展战略,对现有产业逐步实施系统改造,大约只需20年健康发展,中国即可全面实现高效利用能源资源,从源头上彻底解决因老工业化之路帯来的环境污染和生态破坏难题。
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