“我國(guo)要實現(xian)碳中和(he)，首先要明(ming)晰碳排放主要來自(zi)于哪(na)里(li)？能源45%，工(gong)業(ye)39%，工(gong)業(ye)包括鋼(gang)鐵、有色、化工(gong)、建材等等，另外交通10%，建材5%，其他(ta)相對(dui)來說較少(shao)。”中國(guo)科學(xue)院院士、中國(guo)科學(xue)院過程(cheng)工(gong)程(cheng)研(yan)究(jiu)所所長、河南大學(xue)校長張(zhang)鎖江在(zai)5月20日~23日舉辦(ban)的2023大灣區科學(xue)論(lun)壇上指出，目前能源生(sheng)產(chan)和(he)工業(ye)生(sheng)產(chan)過程中的(de)碳(tan)(tan)(tan)排放量約占我(wo)國碳(tan)(tan)(tan)排放總量的(de)85%，工業(ye)碳(tan)(tan)(tan)減排是重中之(zhi)重，需從產(chan)能端(duan)、用能端(duan)和(he)碳(tan)(tan)(tan)匯端(duan)“三端(duan)”發力，通過技術變革實現碳(tan)(tan)(tan)中和(he)。

張鎖江院士分享了三個領域低碳技術的最新進展。首先是(shi)工業低(di)碳技術，他表示(shi)，工(gong)業領域里面最主要的(de)(de)行業是鋼鐵、有色、化工(gong)和建(jian)材，這一體(ti)系(xi)的(de)(de)“低(di)碳化”是要將原(yuan)來(lai)生產所用(yong)的(de)(de)熱碳驅(qu)動改成電氫驅(qu)動，將原(yuan)來(lai)用(yong)碳還原(yuan)的(de)(de)過程全部改成用(yong)氫還原(yuan)。第二是能(neng)源低碳變(bian)革。在鋰電(dian)池(chi)(chi)領域，中國(guo)科學院過程工程研究所的(de)研究團隊正在研發漿料(liao)電(dian)池(chi)(chi)，該電(dian)池(chi)(chi)技術(shu)兼具(ju)鋰電(dian)池(chi)(chi)和液(ye)流電(dian)池(chi)(chi)兩(liang)者的(de)優點。在氫能的(de)發展上，當前(qian)合成(cheng)氨排放約(yue)2億(yi)噸的(de)二(er)氧(yang)化碳，占我國(guo)總碳排約(yue)2%。將來，可以(yi)利用可再生(sheng)能源(yuan)通(tong)(tong)過電(dian)解水制(zhi)出“綠氫”，氫氣(qi)再與空氣(qi)膜(mo)分離(li)獲得的(de)氮氣(qi)通(tong)(tong)過電(dian)熱催化合成(cheng)氨，以(yi)降低碳排放。

第三(san)是(shi)碳捕集利用技(ji)術(shu)，即用物(wu)理(li)化(hua)學方法(fa)把二(er)氧化(hua)碳(tan)捕集起來，作為原料(liao)再(zai)與氫結合，通過熱(re)、光、電及(ji)生(sheng)物(wu)轉化(hua)的(de)方法(fa)來合成(cheng)化(hua)學品及(ji)材料(liao)，比(bi)如合成(cheng)乙醇等，真正(zheng)實現(xian)“變廢為寶”。

展(zhan)望未來(lai)，張鎖江院(yuan)士認為，實現碳中和目標，可以分“四(si)步走”：首先(xian)是(shi)控碳，即2030年前已有(you)(you)電力及工(gong)業裝(zhuang)置(zhi)(zhi)繼續(xu)運行，新建裝(zhuang)置(zhi)(zhi)碳(tan)排放量要低于現(xian)有(you)(you)水平的5%~10%；第二步(bu)是減(jian)碳，2040年前大幅降低新能(neng)源發電成(cheng)本，通過市場調節(jie)減(jian)少化石能(neng)源使用(yong)，推動工業結構減(jian)碳；第三步(bu)為(wei)低碳，2050年前新(xin)能源系統進一步推(tui)廣(guang)，大幅推(tui)進低碳(tan)工業再造，將碳(tan)排放降(jiang)低50%~60%；第(di)四步為碳中和(he)，到2060年新能源電力系統全面(mian)建(jian)成(cheng)，工業(ye)系統以低碳(tan)(tan)方(fang)式運行，逐步實現(xian)碳(tan)(tan)中(zhong)和。

張鎖(suo)江院士同時表示，還有三個問題需要深入研(yan)究：第一，AI如(ru)何深刻影響未來能(neng)源及工業(ye)系統；第二，將來生物質(zhi)和(he)風(feng)光(guang)電到(dao)底能(neng)做(zuo)成多大的(de)規模(mo)，其經濟性怎么(me)樣，我國到(dao)底該怎么(me)發展，這(zhe)需要頂層設計和(he)戰略研(yan)究；第三，儲能(neng)及氫能(neng)到(dao)底怎么(me)發展，氫能(neng)的(de)輸送(song)和(he)天(tian)然氣的(de)輸送(song)完全是(shi)不同的(de)材料，也需要戰略層面的(de)研(yan)究。

部分發言(yan)實錄

尊敬的梁主席、白院長(chang)、王省(sheng)長(chang)、丁(ding)院士(shi)，各位院士(shi)專家和朋(peng)友們(men)：

今天(tian)向(xiang)大(da)家匯(hui)報(bao)一下關(guan)于《碳(tan)中和：工(gong)業(ye)技術(shu)變革及(ji)系統重構》的思考。氣候變暖(nuan)威脅人類生存。工(gong)業(ye)革命以來，特別是近年來碳(tan)排(pai)放量(liang)激增(zeng)，大(da)氣中的二氧化(hua)碳(tan)濃(nong)度(du)接近400 ppm，比工(gong)業(ye)革命前提高(gao)約50%，將溫度(du)變化(hua)控制在2攝氏度(du)以內(nei)成為全(quan)世界(jie)的共(gong)識，所以碳(tan)中和也(ye)成為了全(quan)球關(guan)注的重大(da)問題。

我國要(yao)實(shi)現(xian)碳中和，首先(xian)要(yao)明晰碳排放主要(yao)來(lai)自(zi)于(yu)哪里？能源45%，工(gong)(gong)業39%，工(gong)(gong)業包括(kuo)鋼鐵、有色、化工(gong)(gong)、建(jian)材等等，另外(wai)交通10%，建(jian)材5%，其他相對來(lai)說較少，比如農業1%左右，所以(yi)碳排放的重(zhong)點(dian)是能源生產和工(gong)(gong)業過程，總共約占到85%。

我(wo)國(guo)目前(qian)碳(tan)排放大約100億噸(dun)，達(da)峰之(zhi)前(qian)還(huan)會增加一(yi)些。如果(guo)我(wo)們仍然采用(yong)傳統的(de)(de)方式(shi)且不加以控制(zhi)，碳(tan)中和(he)是(shi)不可能實現(xian)的(de)(de)。如果(guo)采用(yong)新的(de)(de)政(zheng)策(ce)嚴格控制(zhi)，碳(tan)達(da)峰、碳(tan)中和(he)就(jiu)有(you)可能提前(qian)實現(xian)，所以必須要有(you)相應的(de)(de)政(zheng)策(ce)，通過技術(shu)變革來推動實現(xian)碳(tan)中和(he)。

碳(tan)中和是(shi)一個(ge)大(da)系統。丁仲禮(li)副委員長提出了(le)“三(san)端(duan)發力”，包(bao)括(kuo)產能(neng)端(duan)、用(yong)(yong)能(neng)端(duan)和碳(tan)匯端(duan)。從(cong)這個(ge)系統可以看到，未來(lai)能(neng)源(yuan)(yuan)系統中化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)要逐步減少，特別(bie)是(shi)汽柴油的(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)，未來(lai)石(shi)油主(zhu)要用(yong)(yong)來(lai)做化(hua)學品。新能(neng)源(yuan)(yuan)發電要和煤炭(tan)燃燒發電配合(he)起來(lai)，構(gou)成多能(neng)互補的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)系統。在(zai)新能(neng)源(yuan)(yuan)系統中，最重要的(de)(de)是(shi)新能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)儲存，包(bao)括(kuo)儲氫和儲電等技術。在(zai)工(gong)(gong)業(ye)用(yong)(yong)能(neng)端(duan)，鋼(gang)鐵、有(you)(you)(you)色、化(hua)工(gong)(gong)、建材這幾個(ge)行業(ye)是(shi)相互銜接的(de)(de)，各個(ge)過程耦合(he)起來(lai)，鋼(gang)鐵、有(you)(you)(you)色等金屬使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)后(hou)可回收處理后(hou)作為原料再次使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)，廢棄(qi)塑料等也(ye)可再循環利(li)用(yong)(yong)起來(lai)，還(huan)需結合(he)CCUS技術，才有(you)(you)(you)可能(neng)實現(xian)碳(tan)中和，所以要“三(san)端(duan)”發力。那么，我今天主(zhu)要匯報三(san)個(ge)方面的(de)(de)技術進展。

第一是工業低(di)碳技術。工(gong)(gong)業領域里面最主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)是(shi)鋼鐵(tie)、有色、化(hua)(hua)工(gong)(gong)和(he)建材。而(er)我國是(shi)一個(ge)發展(zhan)中大(da)國，又不(bu)得不(bu)發展(zhan)重工(gong)(gong)業，所以(yi)(yi)工(gong)(gong)業過程(cheng)是(shi)碳(tan)(tan)減排(pai)(pai)的(de)(de)(de)重中之重，因為它支撐了國家(jia)約20%的(de)(de)(de)GDP。工(gong)(gong)業過程(cheng)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)原理是(shi)什(shen)么呢？所有的(de)(de)(de)礦物質，如鐵(tie)和(he)鋁(lv)，在自然(ran)界都(dou)是(shi)以(yi)(yi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物形式存在的(de)(de)(de)，用(yong)(yong)碳(tan)(tan)還(huan)(huan)原生(sheng)(sheng)產鐵(tie)、鋁(lv)就(jiu)要(yao)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)大(da)量二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)。第二個(ge)是(shi)建材行業，碳(tan)(tan)酸鈣加(jia)熱分解生(sheng)(sheng)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈣，就(jiu)必然(ran)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)。化(hua)(hua)工(gong)(gong)生(sheng)(sheng)產過程(cheng)中主(zhu)要(yao)做油品(pin)和(he)化(hua)(hua)學品(pin)，工(gong)(gong)藝過程(cheng)也會(hui)(hui)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)，高(gao)溫高(gao)壓的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產條件也會(hui)(hui)增加(jia)碳(tan)(tan)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)。另(ling)外一個(ge)是(shi)化(hua)(hua)工(gong)(gong)過程(cheng)的(de)(de)(de)合成氨技(ji)術(shu)，它排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)了2億噸左右(you)的(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)。整(zheng)個(ge)體(ti)系的(de)(de)(de)變革就(jiu)是(shi)要(yao)從原來的(de)(de)(de)熱碳(tan)(tan)驅動改成電氫(qing)驅動，原來用(yong)(yong)碳(tan)(tan)還(huan)(huan)原的(de)(de)(de)過程(cheng)要(yao)改成用(yong)(yong)氫(qing)或電來還(huan)(huan)原。比如氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵(tie)由碳(tan)(tan)來還(huan)(huan)原會(hui)(hui)產生(sheng)(sheng)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)，改成用(yong)(yong)氫(qing)還(huan)(huan)原或者用(yong)(yong)電還(huan)(huan)原，就(jiu)可以(yi)(yi)避(bi)免二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)。另(ling)外，鋁(lv)的(de)(de)(de)還(huan)(huan)原也要(yao)低(di)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)，這些(xie)都(dou)要(yao)進行技(ji)術(shu)變革，以(yi)(yi)實現減少碳(tan)(tan)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)，具(ju)體(ti)我就(jiu)不(bu)一一展(zhan)開了。

下(xia)面我講幾個(ge)(ge)例子。一個(ge)(ge)是氫冶金(jin)替代碳冶金(jin)。這(zhe)個(ge)(ge)系統中的一個(ge)(ge)重(zhong)要(yao)變化，就是原(yuan)來(lai)用(yong)碳作為還原(yuan)劑(ji)，現在可以用(yong)富氫氣(qi)、合成氣(qi)來(lai)作為還原(yuan)劑(ji)，將來(lai)要(yao)完全用(yong)氫作還原(yuan)劑(ji)，我們國家已(yi)經在做萬噸(dun)級(ji)的示(shi)范，過(guo)程所也取得了一些非常重(zhong)要(yao)的進展。

第二個是(shi)電解鋁。我們國(guo)家有色(se)的(de)碳排放中(zhong)，電(dian)解(jie)鋁(lv)(lv)(lv)占(zhan)了(le)約60%，電(dian)解(jie)鋁(lv)(lv)(lv)耗(hao)的(de)電(dian)占(zhan)全(quan)國(guo)總用電(dian)的(de)7%左右，相當于兩到(dao)(dao)三個(ge)三峽(xia)發電(dian)量。電(dian)解(jie)鋁(lv)(lv)(lv)中(zhong)最重(zhong)要的(de)幾個(ge)環節(jie)是(shi)鋁(lv)(lv)(lv)土礦到(dao)(dao)三氧化(hua)(hua)二鋁(lv)(lv)(lv)，再就是(shi)用三氧化(hua)(hua)二鋁(lv)(lv)(lv)往后去做鋁(lv)(lv)(lv)的(de)還原過程(cheng)。現在(zai)主要發展兩個(ge)技(ji)(ji)術(shu)，一(yi)個(ge)是(shi)惰性陽極技(ji)(ji)術(shu)，一(yi)個(ge)是(shi)離子液(ye)體電(dian)解(jie)鋁(lv)(lv)(lv)技(ji)(ji)術(shu)。

在(zai)(zai)石(shi)化(hua)行業中最(zui)重要的(de)是(shi)油(you)品(pin)。石(shi)油(you)如果(guo)不做汽柴油(you)，以(yi)后就要與(yu)綠氫相結合，通過流化(hua)床反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)來(lai)做成化(hua)學品(pin)。這(zhe)里(li)最(zui)主(zhu)要的(de)一個科(ke)學問題(ti)(ti)，就是(shi)小分子裂(lie)解溫(wen)度(du)比較(jiao)高，大分子裂(lie)解溫(wen)度(du)比較(jiao)低，都要在(zai)(zai)流化(hua)床反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)中的(de)非(fei)常小的(de)空(kong)間(jian)里(li)面(mian)實現反(fan)(fan)應(ying)(ying)，所(suo)以(yi)提出了反(fan)(fan)應(ying)(ying)微區和整個反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)如何來(lai)調控的(de)問題(ti)(ti)。

現在我們(men)國家在這(zhe)方面(mian)的(de)進展非常快，已經(jing)完成了中試規模的(de)研究，三烯(xi)收(shou)(shou)率(lv)可(ke)達到50%以(yi)(yi)(yi)上，化學(xue)品收(shou)(shou)率(lv)可(ke)達到60%以(yi)(yi)(yi)上。如果石油全部來做(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)烯(xi)烴(jing)、芳烴(jing)以(yi)(yi)(yi)后，進一步(bu)還可(ke)以(yi)(yi)(yi)制備(bei)一系列化學(xue)品。烯(xi)烴(jing)做(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)到α-烯(xi)烴(jing)可(ke)以(yi)(yi)(yi)做(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)潤滑油，上海高研院在這(zhe)方面(mian)有一些突破；也可(ke)以(yi)(yi)(yi)做(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)MMA，即(ji)有機玻璃原料；C4可(ke)以(yi)(yi)(yi)再做(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)尼龍，或進一步(bu)發(fa)展光刻(ke)膠等等；還有芳烴(jing)可(ke)以(yi)(yi)(yi)做(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)均(jun)酐，是電子信息(xi)材料的(de)原料，所以(yi)(yi)(yi)應該以(yi)(yi)(yi)石化行業的(de)工藝創新(xin)為源頭，來引領整個石化行業的(de)變革。

我們在大亞(ya)(ya)灣做了幾個(ge)工業示范(fan)裝置(zhi)，其(qi)中包括離子液體催化二氧化碳合成鋰(li)電(dian)池(chi)電(dian)解(jie)液溶劑(ji)等。大亞(ya)(ya)灣里面的石化園(yuan)區是非常完整的產業鏈，它(ta)的產值超過了3000億。

第二方(fang)面，簡單匯報一下能源的低碳變(bian)革。能(neng)源的(de)(de)(de)(de)(de)低碳(tan)變革就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)要(yao)依靠風光電(dian)，還有非常重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)一塊，就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)如(ru)果(guo)能(neng)做乙醇，進一步生(sheng)(sheng)產(chan)烯烴。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)做乙醇可以靠生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)方法，也可以靠化學的(de)(de)(de)(de)(de)方法。另外(wai)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)如(ru)何儲存的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)，一個(ge)(ge)是(shi)(shi)(shi)儲電(dian)，一個(ge)(ge)是(shi)(shi)(shi)儲氫。氫的(de)(de)(de)(de)(de)另外(wai)一個(ge)(ge)儲存方式就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)合(he)(he)(he)成氨，或者(zhe)合(he)(he)(he)成甲醇（液(ye)態陽光）。我這(zhe)里介紹幾個(ge)(ge)最新的(de)(de)(de)(de)(de)進展，一個(ge)(ge)是(shi)(shi)(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)做乙醇。這(zhe)是(shi)(shi)(shi)美國的(de)(de)(de)(de)(de)一個(ge)(ge)工(gong)廠圖，我們(men)國內也在做，現在最重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)發(fa)酵過程的(de)(de)(de)(de)(de)酶太貴，生(sheng)(sheng)產(chan)1噸產(chan)品要(yao)耗費3000~5000元，只有把酶的(de)(de)(de)(de)(de)價格降下來，才可能(neng)解(jie)決生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)。現在正(zheng)在發(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)技術，是(shi)(shi)(shi)在實(shi)驗(yan)室從二氧化碳(tan)直接碳(tan)碳(tan)重構合(he)(he)(he)成乙醇，這(zhe)個(ge)(ge)在實(shi)驗(yan)室中已經(jing)走通了(le)。其中我們(men)提出了(le)一個(ge)(ge)概念叫離(li)子(zi)(zi)酶，因(yin)為我們(men)主要(yao)做離(li)子(zi)(zi)液(ye)體(ti)，這(zhe)個(ge)(ge)過程如(ru)果(guo)能(neng)夠(gou)實(shi)現產(chan)業化或者(zhe)能(neng)夠(gou)在科技上有所突破以后(hou)，它的(de)(de)(de)(de)(de)意義是(shi)(shi)(shi)非常重大的(de)(de)(de)(de)(de)，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)鏈就(jiu)(jiu)打通了(le)。

在(zai)能源存儲使用方面，我們(men)通常做的(de)(de)電(dian)(dian)池(chi)都是(shi)正(zheng)負極固定的(de)(de)，比如(ru)現(xian)有的(de)(de)鋰電(dian)(dian)池(chi)。我們(men)承擔(dan)了科(ke)技部的(de)(de)一個變革(ge)性項目，國外也在(zai)做，就(jiu)是(shi)使正(zheng)負極能流動(dong)起(qi)來。正(zheng)負極流動(dong)起(qi)來以(yi)(yi)后，就(jiu)形成了鋰漿(jiang)料電(dian)(dian)池(chi)或者(zhe)鈉漿(jiang)料電(dian)(dian)池(chi)。如(ru)果能解決(jue)化工上漿(jiang)料順暢流動(dong)的(de)(de)問題，將來的(de)(de)汽車就(jiu)可以(yi)(yi)灌注液(ye)(ye)體了，電(dian)(dian)量用完以(yi)(yi)后把液(ye)(ye)體抽出來，然后再把新(xin)液(ye)(ye)體灌進去，就(jiu)可以(yi)(yi)繼續(xu)使用，這作(zuo)為新(xin)一代的(de)(de)技術，兼(jian)具了鋰電(dian)(dian)池(chi)和液(ye)(ye)流電(dian)(dian)池(chi)兩(liang)者(zhe)的(de)(de)優點。

再進一(yi)(yi)步是氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)發(fa)展，氫(qing)(qing)在化(hua)工上(shang)最重要的(de)(de)(de)用途就是合成(cheng)(cheng)(cheng)氨，合成(cheng)(cheng)(cheng)氨排(pai)放了約2億(yi)噸的(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)碳，占總碳排(pai)的(de)(de)(de)約2%。我國(guo)7成(cheng)(cheng)(cheng)以上(shang)的(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)(cheng)氨工藝采用煤炭(tan)制氫(qing)(qing)，將(jiang)來(lai)如(ru)果(guo)綠氫(qing)(qing)出來(lai)以后(hou)，再通過(guo)空氣(qi)(qi)膜分離出來(lai)氮氣(qi)(qi)，氮氣(qi)(qi)和氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)通過(guo)電熱催(cui)化(hua)合成(cheng)(cheng)(cheng)氨。同時，反(fan)應后(hou)氣(qi)(qi)體(ti)中氨的(de)(de)(de)濃度只(zhi)有(you)10%~20%，原(yuan)料(liao)氣(qi)(qi)需要循環(huan)，我們已經在努力解決(jue)這(zhe)方面的(de)(de)(de)問題了。這(zhe)一(yi)(yi)項技(ji)術的(de)(de)(de)未(wei)來(lai)就是氮氣(qi)(qi)加水(shui)合成(cheng)(cheng)(cheng)氨，如(ru)果(guo)這(zhe)個課題突破了，整個合成(cheng)(cheng)(cheng)氨工業將(jiang)發(fa)生一(yi)(yi)個大的(de)(de)(de)變革(ge)。工業過(guo)程創(chuang)新現在面臨(lin)著前所未(wei)有(you)的(de)(de)(de)大機遇。

第三方面，我(wo)將(jiang)匯報(bao)碳(tan)捕集利用。關于碳(tan)(tan)捕集(ji)利(li)用，我們在討論的(de)(de)時(shi)候，認為自然(ran)界最重要的(de)(de)是(shi)碳(tan)(tan)匯，靠生態來(lai)(lai)固碳(tan)(tan)，但是(shi)我們可以用物(wu)理或(huo)化(hua)學的(de)(de)方(fang)法把它(ta)捕集(ji)起來(lai)(lai)，然(ran)后再和氫(qing)結合，就可以通過熱、光、電、生物(wu)轉化(hua)的(de)(de)方(fang)法來(lai)(lai)合成(cheng)(cheng)化(hua)學品(pin)，比如合成(cheng)(cheng)乙醇、甲醇等(deng)。我們還可以適當考慮(lv)碳(tan)(tan)的(de)(de)封(feng)(feng)存(cun)(cun)，但是(shi)碳(tan)(tan)封(feng)(feng)存(cun)(cun)實際上(shang)只(zhi)能作(zuo)為一(yi)項儲備技術(shu)，因為封(feng)(feng)存(cun)(cun)是(shi)不具(ju)有經濟性(xing)的(de)(de)。

在(zai)(zai)這里(li)我(wo)想跟大家匯報的是，我(wo)們在(zai)(zai)大亞灣跟新宙邦合作，用二氧化碳和環氧乙(yi)烷生產碳酸酯，在(zai)(zai)2021年建成了(le)10萬(wan)噸(dun)裝置(zhi)，現(xian)在(zai)(zai)又新建了(le)15萬(wan)噸(dun)裝置(zhi)，總共是25萬(wan)噸(dun)。碳酸酯的量(liang)我(wo)們估算需要300~400萬(wan)噸(dun)，隨著鋰電池和鈉電池的飛速發展(zhan)，能夠真正(zheng)地實現(xian)較大規模的“變廢為寶”。

目前，二(er)氧化碳的(de)進一步轉(zhuan)化有兩(liang)個大(da)突破(po)：一是(shi)通(tong)過(guo)酶(mei)來(lai)做液體燃料，如合(he)(he)成(cheng)甲(jia)醇。另(ling)外是(shi)天津工(gong)生所做的(de)合(he)(he)成(cheng)淀粉，它(ta)為我們提供了新的(de)路線、新的(de)希望。當然從化工(gong)的(de)角度(du)來(lai)講，要實現經濟(ji)性還有很(hen)長的(de)路要走，這個工(gong)藝的(de)第一步甲(jia)醇合(he)(he)成(cheng)是(shi)通(tong)過(guo)化學的(de)方(fang)法(fa)，未來(lai)可能是(shi)生物(wu)與化學轉(zhuan)化相結合(he)(he)的(de)方(fang)法(fa)，這樣才可能開發出來(lai)具(ju)有大(da)規模經濟(ji)性的(de)技術。

最(zui)后一部分(fen)是未來展望。實現零碳目標，可能需要分(fen)以(yi)下四步(bu)：

第(di)一階段是現(xian)在(zai)的(de)(de)系統要繼續運行，但(dan)新(xin)建的(de)(de)裝置(zhi)必須要控制為低(di)碳的(de)(de)，排放量要比(bi)現(xian)有水(shui)平(ping)低(di)5%~10%。碳的(de)(de)排放不(bu)能(neng)再增(zeng)加很多，要控制在(zai)5%以內(nei)；

第(di)二階段是(shi)減(jian)碳(tan)，新(xin)能源發電成本降低(di)以后(hou)，要大幅度通過市場調節來減(jian)少(shao)化石能源的使(shi)用，推(tui)動工(gong)業結構(gou)的減(jian)碳(tan)；

第三階段(duan)是低(di)碳，大規(gui)模(mo)的可再(zai)生發(fa)電成本(ben)越(yue)來越(yue)低(di)以(yi)后，我們就(jiu)可以(yi)大規(gui)模(mo)地(di)推進工業(ye)的試(shi)驗(yan)，把碳排放減(jian)少(shao)到(dao)50%甚至到(dao)60%；

最(zui)后(hou)才(cai)是(shi)(shi)碳(tan)(tan)(tan)中和(he)(he)(he)階段，碳(tan)(tan)(tan)中和(he)(he)(he)階段即新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)的電力系統成本(ben)必(bi)須非(fei)常(chang)低(di)且非(fei)常(chang)穩定，工業結構的調(diao)整必(bi)須按照低(di)碳(tan)(tan)(tan)的方式運行，CCUS必(bi)須發(fa)力。丁仲(zhong)禮副委員長(chang)曾領導開展“中國碳(tan)(tan)(tan)中和(he)(he)(he)框架路(lu)線(xian)圖研(yan)究”咨(zi)詢項目，據估算，自然界吸收的碳(tan)(tan)(tan)+CCUS最(zui)多能(neng)(neng)達到(dao)25億(yi)噸，碳(tan)(tan)(tan)排放必(bi)須要(yao)(yao)減少70%到(dao)80%才(cai)能(neng)(neng)實現真正(zheng)的碳(tan)(tan)(tan)中和(he)(he)(he)。所以碳(tan)(tan)(tan)中和(he)(he)(he)將催生(sheng)新(xin)(xin)一輪的科技(ji)革(ge)命，最(zui)早是(shi)(shi)蒸汽(qi)機，第(di)二次(ci)是(shi)(shi)電力，第(di)三次(ci)是(shi)(shi)信息，那么再(zai)往后(hou)的第(di)四次(ci)工業革(ge)命可能(neng)(neng)是(shi)(shi)能(neng)(neng)源(yuan)+人(ren)工智能(neng)(neng)+生(sheng)命健康的革(ge)命，這(zhe)個(ge)革(ge)命將徹底重(zhong)塑能(neng)(neng)源(yuan)和(he)(he)(he)工業體系。所以我(wo)們(men)的研(yan)發(fa)范(fan)式必(bi)須要(yao)(yao)改變，原來(lai)我(wo)們(men)的研(yan)發(fa)是(shi)(shi)在實驗(yan)室做完(wan)實驗(yan)再(zai)到(dao)企業，企業在使用我(wo)們(men)技(ji)術時還需要(yao)(yao)重(zhong)新(xin)(xin)理解生(sheng)產(chan)原理、核驗(yan)數據等，這(zhe)個(ge)周期特別長(chang)，一般需要(yao)(yao)10年到(dao)15年才(cai)能(neng)(neng)搞出一個(ge)大規模的應用。

但現在(zai)碳(tan)中和(he)的(de)(de)發展(zhan)趨勢(shi)，要(yao)求工(gong)藝的(de)(de)變革必(bi)須(xu)從一開(kai)始就(jiu)要(yao)產學研(yan)相結合(he)(he)，一開(kai)始就(jiu)要(yao)和(he)企業一起確定(ding)研(yan)發目(mu)標、研(yan)發產品和(he)研(yan)發方(fang)向(xiang)，產學研(yan)結合(he)(he)共同(tong)推進產業化。我(wo)認為(wei)這個研(yan)發范式(shi)必(bi)須(xu)從線性(xing)的(de)(de)改(gai)為(wei)立體的(de)(de)、協同(tong)攻關的(de)(de)模式(shi)。從工(gong)藝放大來講，這個過程(cheng)是多尺度的(de)(de)問(wen)題，它包括原(yuan)子層(ceng)次(ci)(ci)、微(wei)區層(ceng)次(ci)(ci)、反應器、系統層(ceng)次(ci)(ci)等(deng)等(deng)，我(wo)們所多尺度團隊一直在(zai)做這方(fang)面的(de)(de)工(gong)作。現在(zai)來看，傳統的(de)(de)熱力學理(li)論在(zai)納(na)微(wei)尺度層(ceng)次(ci)(ci)是不適用(yong)的(de)(de)，因(yin)此我(wo)們需(xu)要(yao)發展(zhan)新的(de)(de)理(li)論。

我們(men)前(qian)面(mian)聽了(le)丁肇中先生的報告(gao)以及(ji)幾位(wei)專(zhuan)家的報告(gao)，非常受啟發(fa)(fa)，一方面(mian)要(yao)發(fa)(fa)展(zhan)理論；另一方面(mian)要(yao)發(fa)(fa)展(zhan)人工智能(neng)技術，這兩方面(mian)結合起來，才能(neng)顛覆傳統的工業發(fa)(fa)展(zhan)模式。

還有(you)幾個(ge)非常值得思考的問題(ti)，前(qian)段時間我們跟發改委能(neng)源(yuan)所在(zai)交流的時候(hou)提到以(yi)下三個(ge)問題(ti)需(xu)要(yao)深(shen)入研究：第(di)(di)一，AI如何深(shen)刻影響未(wei)來(lai)能(neng)源(yuan)及工業系(xi)(xi)統。第(di)(di)二，將來(lai)生(sheng)物質和風光電到底(di)(di)能(neng)做成多大的規(gui)模，其(qi)經濟性(xing)怎么樣，我國到底(di)(di)該怎么發展？這(zhe)需(xu)要(yao)頂層設計和戰略研究。第(di)(di)三，儲(chu)能(neng)及氫能(neng)到底(di)(di)怎么發展，氫能(neng)的輸送和天然氣的輸送完全是不同的材(cai)料，這(zhe)樣一種(zhong)新體系(xi)(xi)是非常需(xu)要(yao)戰略層面的研究，不是一個(ge)兩個(ge)科學家可以(yi)解決(jue)的。

黨的二十大(da)(da)提出，實(shi)現碳(tan)達峰碳(tan)中(zhong)和(he)是一(yi)(yi)(yi)場廣(guang)泛而(er)深刻(ke)的經濟(ji)社(she)會(hui)(hui)系統性變革，我(wo)認為(wei)這對我(wo)們的影響(xiang)是非常大(da)(da)的。在(zai)此，希(xi)望利用這個(ge)機會(hui)(hui)，向社(she)會(hui)(hui)發出倡議(yi)：大(da)(da)家都要積極投入(ru)到(dao)碳(tan)中(zhong)和(he)當(dang)中(zhong)來，碳(tan)中(zhong)和(he)與(yu)每個(ge)人息息相關(guan)，不僅(jin)是一(yi)(yi)(yi)個(ge)學(xue)校、一(yi)(yi)(yi)個(ge)單位，所有人都和(he)碳(tan)中(zhong)和(he)有關(guan)。作(zuo)為(wei)一(yi)(yi)(yi)個(ge)科(ke)研工(gong)作(zuo)者，希(xi)望在(zai)科(ke)學(xue)院、科(ke)技部(bu)的指導下做出一(yi)(yi)(yi)些工(gong)作(zuo)，貢(gong)獻一(yi)(yi)(yi)些我(wo)的微(wei)薄力量。

謝謝大家！

聲明：本(ben)文(wen)(wen)轉自碳中和專委(wei)會，本(ben)文(wen)(wen)版權(quan)歸原作者所有，不代(dai)表本(ben)網(wang)站觀(guan)點，僅(jin)供學(xue)習交(jiao)流之用，不做商業用途(tu)。如文(wen)(wen)中的內容(rong)、圖片(pian)、音頻、視頻等存在第(di)三方(fang)的在先知識(shi)產權(quan)，請(qing)及時聯系我們刪除。