寫稿
投稿
要實現(xiàn)“雙碳”的目標，最終需要對能源結(jié)構(gòu)進行根本性的調(diào)整。這意味著在未來40年里，能源不僅要繼續(xù)穩(wěn)定經(jīng)濟，還要不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)，以滿足碳中和的要求。這對于能源消費將繼續(xù)增長的中國來說是一項艱巨的任務。
在現(xiàn)實條件下，如何保證“雙碳”目標的實現(xiàn)？主要從四個方面發(fā)力。
首先，提高能源利用效率，即大力實施節(jié)能減排。未來10年，我國能源消耗強度（單位GDP能耗）仍需保持每年10%以上的下降速度。這就要求我們充分利用新技術(shù)、新工藝、新設備、新材料、新介質(zhì)、信息化、智能化、數(shù)字化等手段，不斷節(jié)能減排。
二是高效清潔利用寶貴化石能源。“雙碳”目標的實現(xiàn)需要能源結(jié)構(gòu)的根本調(diào)整。但未來5-10年，煤炭將占一半左右，石油份額基本保持在17%-18%。因此，煤炭和石油的高效清潔和利用仍然是未來很長一段時間的重要任務。
第三，二氧化碳的處理和應用。業(yè)界公認，2030年碳達峰，中國二氧化碳絕對排放值約為105億噸。其中，電力碳排放量仍然最高，占40%以上，工業(yè)碳排放量約為38%，交通和建筑量約為10%。如何消納105億噸二氧化碳？方案不超過兩類：一是物理法，利用巖水層埋存或二氧化碳驅(qū)油，這是最直接的手段；二是化學法，二氧化碳加氫或二氧化碳和甲烷的干重整技術(shù)可以使用一定量的二氧化碳，應重視這些產(chǎn)品和技術(shù)。
第四，利用綠電綠氫降低二氧化碳排放強度。雖然未來10年中國的能源結(jié)構(gòu)無法從根本上進行調(diào)整，但我們可以依靠綠電和綠氫組成的二次能源來降低能源結(jié)構(gòu)的二氧化碳排放強度。
要實現(xiàn)碳中和，沒有氫是不可能的。保守估計，到2050年，中國氫能消費比例將達到10%以上，氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過10萬億元，包括加氫站、燃料電池、固定電源/電站。事實上，氫作為一種能源并不新鮮。早在七八十年前，中國石化就大力發(fā)展催化加氫技術(shù)。該技術(shù)包括制氫、加氫、化學儲氫和氫氣使用，與今天流行的氫能產(chǎn)業(yè)鏈相比，燃料電池只有一個環(huán)節(jié)。然而，短期內(nèi)，以燃料電池為主的綠氫產(chǎn)業(yè)鏈還有很長的路要走。
值得注意的是，美國計劃在2025年之前主要依靠中東便宜的天然氣，然后通過天然氣制氫和CCS（碳捕捉和儲存技術(shù)）將制氫成本降至1.2美元/公斤。同時，借助油田和氣田大規(guī)模封存二氧化碳，實現(xiàn)減排。對中國來說，煤制氫+CCS將是滿足氫需求快速增長的重要途徑。
面對雙碳目標，我們可以利用綠電綠氫快速重建以化石燃料為主的傳統(tǒng)工藝產(chǎn)業(yè)。這不僅促進了雙碳目標的實現(xiàn)，而且有利于經(jīng)濟發(fā)展，但這一過程需要改革技術(shù)的支持，這是綠色低碳技術(shù)的重要方向。
例如，在冶金方面，多年來，我國煉鋼仍采用較傳統(tǒng)的長工藝，如果將長工藝轉(zhuǎn)化為以還原氣為主的還原鐵短工藝，可減排70%以上的二氧化碳。另一個例子是，傳統(tǒng)石化工業(yè)的蒸汽裂解制烯烴工藝是依靠加熱爐，每噸產(chǎn)品大約需要半噸化石燃料(天然氣、油)，會有二氧化碳排放。而且如果用綠電代替化石燃料，可以大大減少排放。當然，這需要合理的電價，同時將傳統(tǒng)的加熱爐轉(zhuǎn)化為新的電磁加熱，需要開發(fā)核心關(guān)鍵設備。另一個例子是，合成氨是一個重要的傳統(tǒng)化工工藝，以煤、石油、天然氣等為原料，通過氣化產(chǎn)生一氧化碳和氫，然后利用氫氣產(chǎn)生氨。而且如果用綠電電解水制綠氫，煙氣通過變壓吸附，分離成氮和二氧化碳，再將氫加氮轉(zhuǎn)化為合成氨，將氨加二氧化碳轉(zhuǎn)化為尿素，這種生產(chǎn)綠色尿素的工藝不僅沒有二氧化碳排放，而且可以消耗二氧化碳，使之成為綠色二氧化碳轉(zhuǎn)化利用過程。
往期精選回顧：
