專訪全國政協(xié)委員、中國工程院院士劉中民：多角度發(fā)展煤化工，緩解石油對外依存度過高難題，在構(gòu)建能源創(chuàng)新體系方面加強頂層設(shè)計

每經(jīng)記者 李明明    每經(jīng)編輯 陳旭    

2021年夏秋之際，在一些地方大幅度“去煤炭化”后，部分地區(qū)遭遇“拉閘限電”，這也在一定程度上表明，當(dāng)前煤炭在我國能源安全穩(wěn)定供應(yīng)中仍具有“壓艙石”的作用。

今年的政府工作報告提出，要加強煤炭清潔高效利用，有序減量替代，推動煤電節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造。

2022年，處于低碳綠色轉(zhuǎn)型中的煤炭行業(yè)如何才能確保能源安全穩(wěn)定供應(yīng)？煤炭行業(yè)的定位未來會發(fā)生怎樣的變化？我國在煤化工領(lǐng)域的最新研究成果如何？

針對這一系列焦點話題，全國兩會期間，《每日經(jīng)濟新聞》（以下簡稱NBD）記者對全國政協(xié)委員、中國工程院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所所長劉中民進行了專訪。

劉中民告訴記者，我國的資源稟賦決定了煤化工在能源生產(chǎn)及工業(yè)利用中仍將發(fā)揮較長期作用。隨著需求的增加，煤炭原材料化的比例會逐漸增加，煤炭將由單純的能源，向能源與原料并重的方向發(fā)展。

全國政協(xié)委員、中國工程院院士、中科院大連化物所所長劉中民 受訪者供圖

減煤的同時利用方式也要變革 科技創(chuàng)新為煤炭加工轉(zhuǎn)化帶來巨大空間

NBD：2022年全國兩會期間，您能透露一下提交了關(guān)于哪些方面的提案嗎？

劉中民：我一共準(zhǔn)備了三個提案，一個是關(guān)于“雙碳”的，另外兩個是關(guān)于科技創(chuàng)新的。第一個提案是建議在典型區(qū)域先期開展“雙碳”的綜合示范；第二個提案是建議設(shè)立一個顛覆性科技創(chuàng)新的國家專項基金；第三個提案是建議探索科技成果證券化來促進科技研究與資本的對接。

NBD：當(dāng)前煤炭在我國能源消費中占比大約是57%，長遠看，您認(rèn)為煤炭行業(yè)和化石能源會趨于消失嗎？煤炭行業(yè)未來是否還有機遇？

煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的占比近年來持續(xù)降低

劉中民：人類社會實際上是一個以碳物質(zhì)為基礎(chǔ)的社會，莊稼、森林以及人體等都含了大量的碳，這些碳可以用不排放二氧化碳的方式去利用它。

雖然有機構(gòu)預(yù)測我國在2060年實現(xiàn)碳中和的情形下，煤炭消費量將降至約3億~5億噸/年的水平，但真正的碳利用量絕不只有這個數(shù)，實際上要多很多。因此我們要減煤降碳，但并不是要完全“去煤化”。

之所以要減煤，是因為目前煤炭的利用方式主要是燃燒發(fā)電，這一過程必然會排放二氧化碳。但如果是采用另外的利用方式，也未必一定就會產(chǎn)生那么多污染物，關(guān)鍵是利用的方式需要變革。我們不太可能用現(xiàn)在的技術(shù)來做40年后的推論， 在40年間，科技創(chuàng)新會帶來巨大的空間。

當(dāng)前二氧化碳產(chǎn)生的環(huán)境問題和氣候問題，隨著科技進步，有些問題會逐步得到解決。只要人類對碳有需求，我并不認(rèn)為煤炭和化石能源行業(yè)會逐漸消失。

煤炭也不是只能用來發(fā)電，它還可以用作原料，后者的二氧化碳排放會更少一些。

現(xiàn)代煤化工是以煤為主要原料生產(chǎn)多種清潔燃料和基礎(chǔ)化工原料的煤炭加工轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)，目前，我國現(xiàn)代煤化工行業(yè)技術(shù)整體位于世界領(lǐng)先水平。

我國的資源稟賦決定了煤炭在能源生產(chǎn)及工業(yè)利用中仍將發(fā)揮較長期的作用，不僅要起到保障我國能源安全和產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈穩(wěn)定的作用，也要注重彌補我國石油不足所造成的結(jié)構(gòu)性缺陷?；诖耍?dāng)前最重要的是以技術(shù)創(chuàng)新促進自身清潔化、低碳化的同時，也要促進相關(guān)高能耗工業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

在我國“雙碳”目標(biāo)及能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的背景下，煤化工產(chǎn)業(yè)將進一步向清潔化、低碳化發(fā)展，重點發(fā)展與新能源制氫耦合技術(shù)、煤炭/合成氣直接轉(zhuǎn)化制燃料與化學(xué)品技術(shù)等，將綠色理念貫穿于整個生產(chǎn)過程，最大程度減少對生態(tài)環(huán)境的污染和碳排放，降低生產(chǎn)成本。

多角度發(fā)展煤化工可緩解我國石油對外依存度過高的局面

NBD：去年，我國局部地區(qū)出現(xiàn)拉閘限電現(xiàn)象，該如何解決能源轉(zhuǎn)型過程中化石能源短缺的問題？

劉中民：我國“富煤貧油少氣”的能源資源稟賦導(dǎo)致除煤炭以外，化石能源對外依存度偏高。

在目前地緣政治背景下，化石能源進口不排除存在斷供的風(fēng)險，而可再生能源的產(chǎn)能又難以滿足全國14億人的用能，因此我國仍需要煤炭、石油等化石能源來保障能源供需的平衡，以及經(jīng)濟社會發(fā)展的基本需求。在全國已探明的化石能源資源儲量中，煤炭占94%左右，仍然是當(dāng)前我國能源供應(yīng)中的“壓艙石”和“穩(wěn)定器”。

需要引起注意的是，作為原料的煤炭占我國煤炭消費量的比例仍然較低。隨著需求的增加、煤化工技術(shù)的進步、控煤政策、碳減排壓力及環(huán)保要求不斷提高，我認(rèn)為煤炭原材料化的比例會逐漸增加，煤炭將由單純的能源，向能源與原料并重的方向發(fā)展。

如圖所示，除2021年以外，近年來我國原油進口均呈現(xiàn)逐年升高的趨勢

從這些角度發(fā)展煤化工，也可緩解我國石油對外依存度過高的局面，還可以實現(xiàn)我國能源化學(xué)品生產(chǎn)的多元化。

煤化工領(lǐng)域處于大規(guī)模推廣應(yīng)用期 需加速清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)突破

NBD：能源結(jié)構(gòu)低碳化發(fā)展是一項重要任務(wù)。煤炭產(chǎn)業(yè)未來如何才能發(fā)揮優(yōu)勢，生產(chǎn)適合煤化工特點的產(chǎn)品？

劉中民：我國在煤化工領(lǐng)域已經(jīng)形成了一批核心技術(shù)，正處于完成工業(yè)示范并大規(guī)模推廣應(yīng)用的有利時期。同時，需要通過技術(shù)創(chuàng)新加強新產(chǎn)品開發(fā)，通過延伸產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展高附加值、精細化、差異化的產(chǎn)品。

我認(rèn)為，未來煤化工領(lǐng)域的重點是以甲醇轉(zhuǎn)化為平臺，耦合石油基原料（苯、甲苯、石腦油等），實現(xiàn)烯烴、芳烴和含氧化合物大宗化學(xué)品/燃料的合成技術(shù)變革，踐行煤化工與石油化工的協(xié)調(diào)發(fā)展，構(gòu)建合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

近年來，我國煤化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模實現(xiàn)快速增長。2018年，煤制油、煤制烯烴、煤制氣、煤制乙二醇產(chǎn)能分別達到1138萬噸/年、1112萬噸/年、51億立方米/年、363萬噸/年。

從企業(yè)的經(jīng)濟效益來看，目前煤制烯烴占有優(yōu)勢。從發(fā)展態(tài)勢上看，煤制乙二醇、乙醇等含氧化合物最近關(guān)注度較高。2018年10月，全球首套焦?fàn)t尾氣制乙二醇裝置在鄂托克經(jīng)濟開發(fā)區(qū)開工建設(shè)。2019年6月13日，全球首套50萬噸/年煤基乙醇項目在陜西榆神工業(yè)區(qū)全面開工建設(shè)。

2018年，中國科學(xué)院啟動了“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項，由中科院大連化物所牽頭，聯(lián)合中科院內(nèi)多個能源領(lǐng)域研究所具體實施。

該項目從“清潔低碳、安全高效”國家能源體系頂層設(shè)計的角度，布局一批潔凈能源領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)及示范項目，推動構(gòu)建與我國能源資源相適應(yīng)的“中國特色”能源結(jié)構(gòu)。

平煤神馬集團打通了從煤焦到尼龍化工、碳材料、硅材料和氫能等多條全球一流的煤基產(chǎn)業(yè)鏈 圖片來源：新華社

NBD：您此前建議，在國家層面設(shè)立跨領(lǐng)域綜合交叉的碳中和重大科技專項，加快形成全面支撐我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的技術(shù)體系，這方面您有何具體的設(shè)想？

劉中民：建議國家成立專門的領(lǐng)導(dǎo)小組，加強全局性頂層設(shè)計，充分發(fā)揮舉國體制優(yōu)勢，構(gòu)建新型創(chuàng)新體系，在一盤棋下繪制能源發(fā)展路線。具體包含以下幾個方面：

首先要跨領(lǐng)域系統(tǒng)化部署碳達峰、碳中和重大科技研發(fā)任務(wù)，推進跨領(lǐng)域綜合交叉，打破能源與其他行業(yè)、能源內(nèi)各分系統(tǒng)間相互獨立分割的局面，解決控煤問題中依靠單個領(lǐng)域科技發(fā)展難以突破的跨系統(tǒng)問題，遠近結(jié)合，明確戰(zhàn)略高地，謀劃關(guān)鍵核心技術(shù)的突破路線。

其次，在“十四五”期間，要加速發(fā)展大規(guī)模儲能技術(shù)和現(xiàn)代電網(wǎng)智能調(diào)控技術(shù)，解決大規(guī)模新能源和分布式發(fā)電并網(wǎng)消納問題，形成以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，適應(yīng)新能源電力生產(chǎn)、輸送、并網(wǎng)和消納環(huán)節(jié)的大規(guī)模、高比例特性。

第三，要加速煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)突破與集中示范，突破合成氣一步法轉(zhuǎn)化高值化學(xué)品、煤制芳烴、煤炭分級分質(zhì)利用關(guān)鍵核心技術(shù)。

第四，中遠期要加快推進實現(xiàn)煤炭減量發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，突破鋼鐵、化工、水泥、有色等難減排行業(yè)的零碳/低碳流程再造技術(shù)；部署前沿性和顛覆性技術(shù)，如先進核能、光電催化制氫、跨系統(tǒng)耦合集成與優(yōu)化、大規(guī)模低成本二氧化碳捕集利用和封存（CCUS）等技術(shù)的創(chuàng)新、研發(fā)與突破，為深度減煤提供技術(shù)支撐。

建議開展能源、產(chǎn)業(yè)、社會綜合發(fā)展示范區(qū) 同時加大對儲能支持力度

NBD：此前陜西省榆林市曾經(jīng)作為試點地區(qū)創(chuàng)建國家級能源革命創(chuàng)新示范區(qū)，以充分發(fā)揮能源富集地區(qū)對國家能源安全的保障作用。您認(rèn)為還有哪些地區(qū)適合開展這樣的示范區(qū)?

劉中民：我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是一個系統(tǒng)性的事情，每個地區(qū)都要作出自己的貢獻，雖然目標(biāo)一致，但是貢獻的路徑可能是不一樣的。

榆林地區(qū)煤炭、石油、天然氣、風(fēng)能、光能都很豐富，所以這些能源的耦合就可以既支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展，又能實現(xiàn)低碳化。

還有一些地區(qū)，比如遼寧既有海上風(fēng)電的潛力，又有核電以及強大的工業(yè)體系，既是東北重工業(yè)基地，又是能源的輸出省份，它的綜合碳減排，不僅牽涉到能源結(jié)構(gòu)的變革，也牽涉到我國主要高能耗工業(yè)的流程再造和變革性的升級。

所以在遼寧示范的意義，就是在“雙碳”的大背景下，走出能源工業(yè)高度耦合的一條綠色發(fā)展道路，它對別的類似場景也有很好的借鑒意義。

再比如青海，當(dāng)?shù)氐目稍偕娏Υ蟾耪剂穗娏ο到y(tǒng)的70%。在火電逐漸被替代、可再生電力逐漸增加的背景下，如果青海做了“雙碳”的綜合示范，為下一步全國發(fā)展也會帶來很廣泛的借鑒意義，所以我建議在有特色地區(qū)優(yōu)先開展能源、產(chǎn)業(yè)、社會綜合發(fā)展的示范區(qū)。

NBD：目前，可再生能源存在能量密度低、時空分布不均衡、不穩(wěn)定、成本較高等特點，成為其規(guī)?；瘧?yīng)用的瓶頸，您認(rèn)為要如何應(yīng)對和解決這些問題？

劉中民：新能源如風(fēng)能、太陽能等普遍存在能量密度低，在低負荷運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性差等問題，難以自成體系或通過自身技術(shù)進步提供穩(wěn)定的能源供應(yīng)。

因此我建議通過頂層統(tǒng)籌部署，打破現(xiàn)有能源領(lǐng)域行業(yè)板塊壁壘，推動各能源系統(tǒng)間資源優(yōu)勢的合并，協(xié)同解決新能源大規(guī)模應(yīng)用和化石能源清潔低碳發(fā)展問題，重點發(fā)揮氫能、儲能等在整個新能源體系中的紐帶作用。

國家和地方需要加大對儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度，營造有利于儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的電力市場機制，明確儲能應(yīng)用的市場準(zhǔn)入條件和主體地位。同時借助人工智能驅(qū)動大電網(wǎng)安全辨識與控制，提升電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和靈活性。

相比太陽能、風(fēng)能等，氫能作為二次能源更便于儲備、運輸，是“能源互聯(lián)網(wǎng)”中的重要紐帶。通過新能源電解水制氫技術(shù)實現(xiàn)零碳排放制取綠氫，利用氫的能量和物質(zhì)雙重屬性，構(gòu)建綠氫與煤化工耦合、綠氫與二氧化碳催化轉(zhuǎn)化制取油品和大宗化學(xué)品、氫能汽車、氫能發(fā)電、氫能冶煉等綠色工業(yè)體系。

此外，還要重點突破電解水制氫、氫能綜合利用（存儲、運輸、使用等環(huán)節(jié)）關(guān)鍵技術(shù)，推進跨能源系統(tǒng)、跨產(chǎn)業(yè)的融合或替代，不僅有效地解決新能源電量消納問題，還可實現(xiàn)解決新能源的儲存、再分配問題，同時降低化石能源利用帶來的大量二氧化碳排放。

我國東北、西北、西南地區(qū)擁有豐富的風(fēng)能、太陽能和水能等，可積極推進可再生能源電解水制氫、儲氫、用氫的先行示范，以點帶面促進大規(guī)模、系統(tǒng)性的技術(shù)落地。

與此同時，要發(fā)揮高等院校及科研院所在原理創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等方面的作用，充分釋放國家政策紅利，激勵氫能相關(guān)的先進技術(shù)成果在高碳排放地區(qū)的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，加快高碳地區(qū)的低碳化發(fā)展進程。

封面圖片來源：新華社