全國(guó)人大常委會(huì)委員、中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng) 包信和
煤炭是我國(guó)的主體能源和重要工業(yè)原料。今年的政府工作報(bào)告再次強(qiáng)調(diào)“推進(jìn)煤炭清潔高效利用”。對(duì)此，全國(guó)人大常委會(huì)委員、中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng)包信和認(rèn)為，在未來(lái)能源體系中，煤炭應(yīng)盡量少用于燃燒發(fā)電、多實(shí)施高效轉(zhuǎn)化。解決碳排放、高水耗及廢水、廢氣、廢渣處理處置，是其中的關(guān)鍵問(wèn)題。
中國(guó)能源報(bào)：隨著能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程加速，當(dāng)前不乏“去煤化”呼聲。對(duì)此，您怎么看?
包信和：我國(guó)能源結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期以煤為主，但不少地方現(xiàn)在提到煤炭就打怵。這主要是因?yàn)?，煤在使用過(guò)程中排放大量二氧化碳，消耗大量水資源，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生大量污染。
受多重因素影響，今年國(guó)際能源市場(chǎng)充滿變數(shù)，給保障能源安全敲響警鐘。2019年，我國(guó)原油和石油對(duì)外依存度雙破72%，天然氣對(duì)外依存度突破46%。從已探明的開(kāi)采量來(lái)看，我國(guó)石油大概可采12年，天然氣大概可采30年，煤炭還可以采50年以上。在一定時(shí)期內(nèi)，真正靠得住的主體能源還是煤，煤炭是我國(guó)能源安全的“壓艙石”。
中國(guó)能源報(bào)：圍繞“清潔高效”，如何充分挖掘煤的潛力?
包信和：煤炭在我國(guó)有兩種主流利用方式。一是作為能源，燃燒發(fā)電;二是作為原料，制備化學(xué)品。
煤電在我國(guó)電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)中占比一直超50%，但隨著可再生能源技術(shù)發(fā)展、成本降低，煤炭應(yīng)該不再是發(fā)電的唯一選擇。風(fēng)電、光伏及核電等新能源逐步替代煤電，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的愿景和必然趨勢(shì)。未來(lái)，煤到底還要不要大比例用于發(fā)電，是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。
另一方面，我國(guó)對(duì)化學(xué)品的需求量非常大，現(xiàn)有獲得途徑主要依賴原油。在“貧油、少氣、相對(duì)富煤”的資源稟賦下，我們很難完全依賴石油化工，利用煤炭制備化學(xué)品是符合國(guó)情的現(xiàn)實(shí)之選。在可再生能源發(fā)展日漸成熟的基礎(chǔ)上，發(fā)電用煤能少盡少。把煤用作碳資源制備更多化學(xué)品，即發(fā)展現(xiàn)代煤化工，是未來(lái)清潔高效利用的主要途徑。
中國(guó)能源報(bào)：既然是主流途徑，現(xiàn)代煤化工為何長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議?
包信和：除了經(jīng)濟(jì)性考量外，目前對(duì)煤化工的詬病主要集中在三個(gè)方面，也是煤炭實(shí)現(xiàn)清潔高效利用必須徹底解決的三個(gè)問(wèn)題。
一是二氧化碳排放。煤的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)過(guò)程決定其燃燒一定會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，燃燒1噸煤排放3噸以上二氧化碳。碳減排是現(xiàn)實(shí)需求，也是我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)際承諾。但目前，真正的碳減排技術(shù)成本很高，一般企業(yè)難以承受。
二是耗水。煤化工項(xiàng)目往往是用水大戶，煤氣化、合成及后續(xù)產(chǎn)品純化、分離等環(huán)節(jié)均離不開(kāi)水。相應(yīng)地，合成轉(zhuǎn)化過(guò)程產(chǎn)生大量廢水。理論上，采用現(xiàn)代技術(shù)，煤化工過(guò)程中的廢水均可經(jīng)過(guò)處理循環(huán)利用，但費(fèi)用越來(lái)越高。
三是排放廢氣、廢渣。煤中雜質(zhì)燃燒產(chǎn)生的廢氣和固廢對(duì)環(huán)境造成很大壓力，無(wú)害化處理和資源綜合利用的費(fèi)用逐年攀升，企業(yè)壓力加大。
中國(guó)能源報(bào)：有沒(méi)有辦法解決上述問(wèn)題?
包信和：徹底解決的根本途徑在于技術(shù)突破，其中催化技術(shù)又被寄予厚望。石油化工正是利用催化劑這把“剪刀”，把原油中的大分子“剪裁”成大小不同的分子，從而得到所需的化學(xué)品。
90多年來(lái)，煤化工一直沿襲費(fèi)托合成技術(shù)，導(dǎo)致潔凈水進(jìn)、廢水排放。能否利用催化技術(shù)，把煤中的大分子像石油煉制一樣直接“剪開(kāi)”，少排二氧化碳，少用水甚至不用水，高效拿到我們需要的東西?這是催化研究的愿景和長(zhǎng)期目標(biāo)，但現(xiàn)在還很難達(dá)到。
我們正在研究一種新型催化技術(shù)，無(wú)需借助水循環(huán)，即可實(shí)現(xiàn)煤基合成氣一步轉(zhuǎn)化直接制烯烴，在保持二氧化碳排放量不變的情況下，降低水耗和能耗。該技術(shù)目前正在實(shí)施全流程開(kāi)車(chē)。一旦成功，有望推廣至煤制油、制含氧化合物等工藝過(guò)程，打造一個(gè)煤化工轉(zhuǎn)化新平臺(tái)。
評(píng)論