構(gòu)建新型能源體系,不是要馬上將化石能源排除掉,而是要以綠色低碳轉(zhuǎn)型為發(fā)展方向。
煤炭清潔高效利用可分為三個階段。第一階段要解決煤炭高效轉(zhuǎn)化中耗水量大、環(huán)境污染嚴重的問題,第二階段要從本質(zhì)上解決煤化工二氧化碳高排放的問題,第三階段要在分子水平上將煤炭精準轉(zhuǎn)化為市場需要的各種化學品。
假如未來通過技術(shù)創(chuàng)新,綠氫價格能夠控制在15元/公斤以內(nèi),那么綠氫在煤化工領(lǐng)域?qū)泻艽蟮睦每臻g。
——包信和
黨的二十屆四中全會提出“加快建設(shè)新型能源體系”“建設(shè)能源強國”。今年政府工作報告強調(diào),加強化石能源清潔高效利用。
在新型能源體系中,煤炭等化石能源扮演著什么角色?如何真正做好加強化石能源清潔高效利用這篇大文章?
在新型能源體系中,可再生能源與化石能源應(yīng)該能夠很好地融合起來。”全國人大代表、中國科學院院士包信和表示。
可再生能源與化石能源具有明顯互補性
我國的能源資源稟賦是貧油、少氣,相對富煤。我國經(jīng)濟快速發(fā)展,對能源的需求量越來越大。
“馬上就徹底拋棄化石能源、完全依靠可再生能源,現(xiàn)在看來還不現(xiàn)實。在一定時期內(nèi),煤炭還要發(fā)揮能源安全兜底保障的‘壓艙石’作用。”包信和說,構(gòu)建新型能源體系,不是要馬上將化石能源排除掉,而是要以綠色低碳轉(zhuǎn)型為發(fā)展方向
2025年10月,國家能源局印發(fā)《關(guān)于推進煤炭與新能源融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出推進煤炭與新能源融合發(fā)展,加快煤炭礦區(qū)新能源資源開發(fā)利用,推動構(gòu)建傳統(tǒng)能源與新能源協(xié)調(diào)發(fā)展新格局。
在包信和看來,可再生能源與化石能源在兩大方面具有明顯互補性。
一是光伏、風電等可再生能源連續(xù)性和穩(wěn)定性不夠、資源比較分散、能量密度較低,煤炭、石油等化石資源比較集中、能量密度高、相對穩(wěn)定。二是化石能源在使用中會釋放大量二氧化碳,耗水量較大;光伏、風電等可再生能源在獲取過程中不排放二氧化碳。從這兩個方面來看,可再生能源與化石能源存在天然互補性,實現(xiàn)融合發(fā)展是可行的、重要的。
分階段推進煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化
作為化石能源,煤炭正持續(xù)推進清潔高效發(fā)電。在包信和看來,未來,隨著可再生能源的發(fā)展,煤炭會更多從能源屬性轉(zhuǎn)變?yōu)樘假Y源屬性。新型煤化工則是煤炭作為碳資源利用的主要途徑。
20多年來,包信和和他的同事專注于煤化工科技研究。他將自己的研究總結(jié)為三項主要工作:一是如何少用水,二是如何少排二氧化碳,三是如何更加精準地獲得各種煤化工產(chǎn)品。
基于這三項工作,包信和提出了煤炭清潔高效利用三個階段。
第一階段要通過技術(shù)創(chuàng)新,解決煤炭高效轉(zhuǎn)化中耗水量大、環(huán)境污染嚴重的問題;第二階段要通過與綠電和綠氫的耦合,從本質(zhì)上解決煤化工二氧化碳高排放的問題;第三階段要通過催化劑和工藝創(chuàng)新實現(xiàn)“分子煉煤”,在分子水平上將煤炭精準轉(zhuǎn)化為市場需要的各種化學品。
目前,已經(jīng)有很多科研工作者在從事第一階段的工作,并取得了顯著成績。
包信和說,針對煤制低碳烯烴過程工藝復(fù)雜、流程長、耗水量大等問題,他的團隊研發(fā)了煤基合成氣(一氧化碳和氫氣的混合氣)一步法直接制低碳烯烴技術(shù),讓催化反應(yīng)更加高效精準。與傳統(tǒng)技術(shù)相比,該技術(shù)可節(jié)約60%以上的工藝用水,反應(yīng)過程中基本不排放廢水,低碳烯烴的選擇性在80%以上。
煤化工與綠電綠氫耦合大有可為
“現(xiàn)在,我們團隊正在做的事情,就是把煤化工過程中的二氧化碳排放量減下來。”包信和說。在他看來,煤化工與綠電綠氫耦合大有可為
一方面,與石油和天然氣相比,煤炭本身含氫量較小,將煤炭轉(zhuǎn)化為化學品的煤化工過程,需要大量加氫。
近年來,煤化工行業(yè)一直在探索逐步增加反應(yīng)過程中的綠氫含量。包信和為記者算了一筆賬:在不考慮碳排放、碳交易價格的情況下,煤制氫的價格通常為8元/公斤到12元/公斤?,F(xiàn)有技術(shù)下,通過電解水制氫,以電價0.2元/千瓦時計算,加上純化和儲運等費用,綠氫價格在18元/公斤左右。但從實際情況看,綠氫生產(chǎn)企業(yè)很難穩(wěn)定獲得0.2元/千瓦時以內(nèi)的電價,一般需要支付超過0.3元/千瓦時的電價。
另一方面,綠電消納需要找到出口。
2025年9月,我國宣布了新一輪國家自主貢獻目標,明確提出,到2035年,風電和太陽能發(fā)電總裝機容量力爭達到36億千瓦。
“這36億千瓦裝機容量產(chǎn)生的綠電如何消納?通過技術(shù)創(chuàng)新,將綠電轉(zhuǎn)化為綠氫,用于煤化工、石油化工等化工領(lǐng)域,可能是一條切實可行和立竿見影的重要途徑?!卑藕驼f。
包信和認為,這一過程的關(guān)鍵是如何獲取大規(guī)模的廉價綠氫。這不僅要求有廉價綠電,而且要求綠氫制備裝置取得技術(shù)突破,實現(xiàn)高效規(guī)?;苽渚G氫。假如未來通過技術(shù)創(chuàng)新,綠氫價格能夠控制在15元/公斤以內(nèi),那么綠氫在煤化工領(lǐng)域?qū)泻艽蟮睦每臻g。
當前,包信和團隊正在嘗試采用綠電驅(qū)動的等離子體技術(shù),在氫氣氣氛下將煤粉直接變成重要化工原料乙炔。包信和表示,如果這項技術(shù)取得了突破,從原理上講,未來只要有足夠多的電能,煤化工就不會排放二氧化碳。
“盡管這項技術(shù)已經(jīng)有了很多不成功的嘗試,但我們還是有信心借助現(xiàn)代科技,與企業(yè)一起來啃這塊硬骨頭?!卑藕驼f,如果未來可再生能源足夠廉價,這項技術(shù)將會具有重要的經(jīng)濟優(yōu)勢和環(huán)境優(yōu)勢。那時候,煤轉(zhuǎn)化就會變得像石油煉制一樣清潔高效,煤炭也就變成了一種可以賦能綠色低碳能源體系的“香餑餑”。
作者:鄢麗娜 版面編輯:陶冉
來源:中國煤炭報
聲明:本文系轉(zhuǎn)載自互聯(lián)網(wǎng),請讀者僅作參考,并自行核實相關(guān)內(nèi)容。若對該稿件內(nèi)容有任何疑問或質(zhì)疑,請立即與鐵甲網(wǎng)聯(lián)系,本網(wǎng)將迅速給您回應(yīng)并做處理,再次感謝您的閱讀與關(guān)注。
不想錯過新鮮資訊?
微信"掃一掃"