煤化工老專家方德巍談如何客觀認識當前能源化工戰略轉型

   科學能源觀，首先必須要承認事物客觀存在，“因地制宜”是唯物辮證法之根本。要切實依據中國經濟發展與中國能源資源稟賦之現實國情，“因地制宜”制定能源發展戰略。

上世紀七十年代“兩次石油危機”至今已近四十年，能源仍處在“跨越油氣時代”的發展階段。以化石能源為主體，是不可改變的客觀事實，很可能要延至本世紀末。

而以“化石能源(煤、石油、天然氣)為主體”，在戰略上必須要依據“物質及能量守恒”的基本科學原理，最大化實現資源高效、清潔、低碳、循環、綠色可持續利用，從“源頭”做起致力環境保護、生態友好。

當前化石能源發展的最主要問題是如何審時度勢，通過大舉創新、變革，實現“因地制宜”科學發展，絕不能“穿新鞋走老路”。 我們承認現行任何化石能源的利用方式都存在環境負面影響，也要承認其可依據各自不同特點最終實現高效清潔利用。

筆者認為，習主席提出的“能源革命”、走“新型工業化”之路，就是要摒棄舊有不符合現實發展需要的工業化技木路線，解決資源利用“能量和物質”分離問題，實現能化“共軌”、能源高效利用。

以燃煤發電為例，煤炭經鍋爐完全燃燒，再蒸汽發電，其能效僅為33%—41%(包括超超臨界機組在內)。煤炭既是能源又是物質資源，其客觀存在的物質結構包括“多環芳烴”化合物，因此在燃燒及熱加工(焦化、干餾、熱解)過程中，必然會產生對環境不友好的污染物質。上世紀四、五十年代發生的“霧倫敦效應”即證明燃煤發電客觀存在著C02、N0X、S0X、Hg、PM10、PM2.5(即多環芳經結構物質及揮發性有機物)等溫室效應氣體與環境負面影響巨大的污染物質。

筆者認為，當今中國的實體產業要走 “新型工業化”之路，就要努力通過體系創新和技術路線創新，走以 “能化共軌”技術為龍頭的、“甲醇經濟”戰略創新路線，最終實現煤炭的清潔高效利用。該戰略路線就是在遵守“物質及能量兩大恒”基本科學原理基礎上，既創新性地將煤炭資源利用與化工過程相結合，又集聚了熱、電、化等多元能量的綜合高效梯級利用，并創造性實現了物質轉化與相關產業的循環、耦合，最終可將煤炭的資源利用率分別從發電的33—41%與化工的53%，提高到大于80%的綜合利用率水平。同時現有技術路線體系下煤炭利用排放的污染物N0x、S0x、Hg、PM2.5等已基本不復存在，而CO2可通過“甲醇化”過程，實現“分子經濟”共軌及下游配套的高效利用，最終可實現330g/KWh排放水平，相比于常規發電的950g/KWh CO2排放水平，約可減排65%。換句話講，就是從傳統燃煤發電的“煙囪”中撿回碳、氫及相關產物。

實際上，在上世紀八九十年代，以煤為主的碳一化工及甲醇體系的創新研發戰略已經全面系統地開展。在當時化工部的統疇規劃基礎上，經過多年產學研結合，時至今天，全面創新引領的“碳池效應”能源化工新體系產業化工程技術，已系統化問世。其特色為：

其一，通過分子設計、定向催化技術，高收率、高選擇性獲得預定目標的石化產品，包括“三烯”(乙烯、丙烯、丙烯)、“三苯”(苯、甲苯、二甲苯);特殊碳四、碳五;長鏈烴類化學品及衍生物(包括高清潔油品及特種化學品)等 “碳池效應”新體系，全面提升傳統石油化工技術水平，提升石油化工產品附加值;

其二，發展“碳一化工”技木及產品新系列;

其三，與“能化共軌”相結合，實現甲醇尾氣循環利用。制備高純度的氣基還原“海棉鐵”，走資源節約、環境友好的創新發展新路。這對于振興我國鋼鐵產業，調整結構，提供優質合金鋼鑄、鍛胚料,振興我國裝備制造業具有重大作用。

其四，利用甲醇具有高度清潔燃燒的特性，應大力推廣、廣泛用于汽車、船舶、農機、工程機械、鍋爐燃料、燃氣輪機清潔發電及清潔民用燃料等。

創新體系技術是能源革命的基礎，需要國家的支持鼓勵。值得一提的是，去年工信部、財政部已聯合下發《工業領域煤炭清潔高效利用行動計劃》工信部聯節[2015]45號文，鼓勵在煤化工行業按照“能化共軌”理念，推進煤炭由單一原料向原料、燃料并重轉變，加大煤炭資源加工轉化深度，大力發展清潔能源、新材料等新型煤化工。

上述能源化工新體系符合中國當前國情發展特色，全面體現了當代能源化工領域高效、清潔、低碳、可持續的戰略原則。相信通過科學的頂層設計，通過踐行創新發展戰略，對現有產業逐步實施系統改造，大約只需20年健康發展，中國即可全面實現高效利用能源資源，從源頭上徹底解決因老工業化之路帶來的環境污染和生態破壞難題。