收錄于合集#院士說(shuō)12個(gè)
劉中民，男，1964年9月出生，于2015年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士，我國(guó)石油化工、煤化工專(zhuān)家。1983年畢業(yè)于鄭州大學(xué)化學(xué)系，1990年在中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所獲博士學(xué)位�，F(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所所長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所所長(zhǎng)、甲醇制烯烴國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)家能源低碳催化與工程研發(fā)中心主任。他長(zhǎng)期從事能源化工領(lǐng)域催化新過(guò)程研究與開(kāi)發(fā)，完成多項(xiàng)創(chuàng)新成果并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，發(fā)表了研究論文300余篇，負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)了甲醇制烯烴（DMTO）技術(shù)，并率先在世界上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，還牽頭開(kāi)發(fā)了甲醇制乙醇（DMTE）技術(shù)，完成了世界首套10萬(wàn)t/a煤基乙醇工業(yè)示范項(xiàng)目，為百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)裝置建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。
《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》指出，到2025年，綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系初步形成，重點(diǎn)行業(yè)能源利用效率大幅提升，并就推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型、深度調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加快構(gòu)建清潔低碳安全高效能源體系、加強(qiáng)綠色低碳重大科技攻關(guān)和推廣應(yīng)用等方面提出了具體要求。碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)將會(huì)給我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)怎樣的挑戰(zhàn)？應(yīng)該如何穩(wěn)步走好能源低碳轉(zhuǎn)型之路？轉(zhuǎn)型過(guò)程又將帶動(dòng)和促進(jìn)哪些行業(yè)和領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展？近日，《環(huán)境保護(hù)》雜志記者視頻連線(xiàn)中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所所長(zhǎng)劉中民，就上述問(wèn)題對(duì)他進(jìn)行了專(zhuān)訪(fǎng)。
實(shí)現(xiàn)碳中和需要構(gòu)建多能融合新型能源體系
《環(huán)境保護(hù)》：有專(zhuān)家認(rèn)為，碳中和目標(biāo)會(huì)給我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。您對(duì)此如何看待？
劉中民：碳中和目標(biāo)對(duì)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)提出更高要求，需頂層超前謀劃，構(gòu)建多能融合新能源體系，保障新經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下的能源安全與持續(xù)穩(wěn)定供給。中國(guó)的二氧化碳（CO2）排放總量已于2005年超過(guò)美國(guó)，中國(guó)由此成為全球第一大碳排放國(guó)家。隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，中國(guó)的CO2排放總量仍呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，到2020年占全球CO2排放總量的30%左右。能源利用是我國(guó)溫室氣體的主要來(lái)源。實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)意味著要進(jìn)行顛覆性的能源革命、科技革命和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，要顛覆從工業(yè)革命以來(lái)建立的以化石能源（如煤炭、石油、天然氣）為主導(dǎo)的能源體系，轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑腔茉礊橹鲗?dǎo)的能源體系。我認(rèn)為，規(guī)模性是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)必須要考慮的問(wèn)題。因?yàn)槲覈?guó)碳排放總量巨大，且從實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰到實(shí)現(xiàn)碳中和只有30年左右的時(shí)間，所以在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)如此巨大規(guī)模的碳減排任務(wù)艱巨。能源利用與工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)產(chǎn)生的CO2排放量約占CO2排放總量的40%。能源消費(fèi)及CO2排放量受產(chǎn)品需求影響，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和結(jié)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，技術(shù)上難以通過(guò)替代進(jìn)行減排，屬于難脫碳行業(yè)，僅僅依靠自身技術(shù)進(jìn)步的減排空間小，減排成本高。實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，各個(gè)領(lǐng)域不僅要突破諸多關(guān)鍵技術(shù)門(mén)檻，還要破除各類(lèi)能源之間的壁壘，突破工業(yè)流程再造的瓶頸和關(guān)鍵核心技術(shù)，這也正是構(gòu)建我國(guó)新能源體系與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)方向和難點(diǎn)問(wèn)題。跨領(lǐng)域、系統(tǒng)化布局不僅有巨大的創(chuàng)新空間，還會(huì)產(chǎn)生巨大的總體節(jié)能減排效果。多能融合的新型能源體系能夠切實(shí)提高能源儲(chǔ)備和保障能力，保障我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的安全和穩(wěn)定。
煤化工彌補(bǔ)石油不足造成的結(jié)構(gòu)性缺陷
《環(huán)境保護(hù)》：請(qǐng)問(wèn)在“碳中和”的大背景下，我國(guó)化工領(lǐng)域會(huì)受到哪些影響？您認(rèn)為化工行業(yè)后續(xù)的發(fā)展方向是什么？如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與能源轉(zhuǎn)型？
劉中民：我國(guó)的資源稟賦決定了化石資源仍將在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)在能源生產(chǎn)及工業(yè)利用中發(fā)揮作用。煤化工的發(fā)展不僅要保障我國(guó)能源安全和產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的穩(wěn)定，還要彌補(bǔ)我國(guó)石油不足所造成的結(jié)構(gòu)性缺陷。煤化工在以技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)自身實(shí)現(xiàn)清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型的同時(shí)，還能夠促進(jìn)相關(guān)高能耗工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。現(xiàn)代煤化工是以煤為主要原料，能夠生產(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)。經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)代煤化工行業(yè)整體技術(shù)位于世界領(lǐng)先水平，一批標(biāo)志性的新技術(shù)在我國(guó)已首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。煤化工行業(yè)的發(fā)展對(duì)保障國(guó)家能源安全、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。我國(guó)現(xiàn)已形成較為完備的煤直接液化、煤間接液化、煤制甲醇、甲醇制烯烴、合成氣制乙二醇等關(guān)鍵工藝和工程體系，大型氣化爐等關(guān)鍵裝備已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，技術(shù)裝備水平也已總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。在我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)及能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的背景下，煤化工產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步與新能源融合，向清潔化、低碳化方向發(fā)展，重點(diǎn)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(gè)生產(chǎn)過(guò)程，最大限度地減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和碳排放，降低生產(chǎn)成本。煤化工作為保證國(guó)家能源安全和產(chǎn)業(yè)鏈完整的支柱型產(chǎn)業(yè)，應(yīng)該得到更多關(guān)注。煤化工的基本任務(wù)通常被認(rèn)為是“石油替代”，但不僅要用煤化工來(lái)填補(bǔ)石油資源及產(chǎn)品供應(yīng)的不足，更要實(shí)現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，由此形成更加合理的工業(yè)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，我特別要強(qiáng)調(diào)，僅僅依靠煤化工行業(yè)自身的技術(shù)進(jìn)步和效率提升實(shí)現(xiàn)低碳清潔發(fā)展仍然面臨一些挑戰(zhàn)，需要發(fā)揮國(guó)家體制優(yōu)勢(shì)，超越領(lǐng)域限制，將現(xiàn)代煤化工放在能源與工業(yè)變革的大格局下統(tǒng)籌考慮，打破各能源種類(lèi)相互獨(dú)立分割的局面，推動(dòng)各能源系統(tǒng)之間的資源整合，解決現(xiàn)代煤化工低碳清潔發(fā)展問(wèn)題。
煤炭正從能源向能源和原料并重的角色轉(zhuǎn)變
《環(huán)境保護(hù)》：據(jù)了解，煤炭可以通過(guò)煤化工技術(shù)生產(chǎn)煤制油來(lái)替代一些進(jìn)口石油，從而讓我國(guó)的能源對(duì)外依存度降下來(lái)。另外，燃煤發(fā)電的清潔度也在逐步提升。您如何看煤炭的問(wèn)題？煤炭又該何去何從，最好的出路是什么？
劉中民：從能源產(chǎn)業(yè)鏈安全穩(wěn)定的角度考慮，煤炭利用正從能源燃料向燃料和原料并重的角色轉(zhuǎn)變。我國(guó)能源資源稟賦具有“富煤貧油少氣”的特征，在全國(guó)已探明的化石能源資源儲(chǔ)量中，煤炭占比為94%左右，石油、天然氣對(duì)外依存度偏高，存在供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)；可再生能源產(chǎn)能難以滿(mǎn)足全國(guó)14億人口的用能需求，仍需要煤炭、石油等化石能源保障供需平衡和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基本需求。
煤炭具有能源和原料雙重屬性，提升其作為原料的利用比例是重要的發(fā)展方向。在世界能源發(fā)展歷史中，煤炭的能源化利用方式主要是通過(guò)燃燒過(guò)程為人們提供熱量、電力。而煤炭的原料化利用是指煤經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)化為化學(xué)產(chǎn)品。與煤燃燒相比，原料化利用的碳元素更多地留在了產(chǎn)品中，CO2排放到自然中的量也少一些。能源從高碳向低碳甚至無(wú)碳轉(zhuǎn)變是國(guó)際大趨勢(shì)，但是，地球上的生物及生命活動(dòng)本來(lái)就是基于以碳元素為基礎(chǔ)的物質(zhì)系統(tǒng)，隨著社會(huì)不斷發(fā)展，人們對(duì)有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品及材料的需求仍將繼續(xù)增加。
當(dāng)前，煤炭的原料利用是推動(dòng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要舉措，也是實(shí)現(xiàn)石化產(chǎn)品原料多元化、保障我國(guó)能源安全的重要途徑。近些年興起的現(xiàn)代煤化工以煤熱解、氣化為基礎(chǔ)，以一碳化學(xué)為主線(xiàn)，以新型催化劑和工藝過(guò)程為核心，以工藝流程裝備為保障，產(chǎn)品主要有合成油、天然氣、烯烴、乙醇、乙二醇、芳烴、精細(xì)化學(xué)品等，人們生活中常用的塑料、合成橡膠、合成纖維等都離不開(kāi)這些原料�，F(xiàn)代煤化工不僅可緩解我國(guó)石油依存度過(guò)高的局面，還可以實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源化學(xué)品生產(chǎn)的多元化，提高我國(guó)應(yīng)對(duì)國(guó)際原油價(jià)格波動(dòng)的能力，同時(shí)也可彌補(bǔ)現(xiàn)有石油加工與石油化工行業(yè)的結(jié)構(gòu)性缺陷，促進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，特別是在緊急情況下還可以成為保障油氣供應(yīng)的重要支柱，為國(guó)家的能源安全提供支撐。
《環(huán)境保護(hù)》：在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整過(guò)程中，您對(duì)哪種能源有較高的期待？從專(zhuān)業(yè)的角度來(lái)看，推進(jìn)減污降碳協(xié)同增效，后續(xù)還需要在哪些方面做出更多努力？劉中民：發(fā)揮氫能、儲(chǔ)能在新能源體系中的紐帶作用，協(xié)同解決風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等新能源大規(guī)模應(yīng)用和化石能源清潔低碳發(fā)展問(wèn)題。當(dāng)下我國(guó)正處于新舊能源交替的關(guān)鍵時(shí)期。以風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能為代表的新能源儲(chǔ)量豐富，具備豐富的能源供給手段以及替代傳統(tǒng)能源供應(yīng)的巨大潛力。習(xí)近平主席在氣候雄心峰會(huì)上提出了到2030年，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億kW以上的愿景目標(biāo)。目前，新能源（如風(fēng)能、太陽(yáng)能等）普遍存在能量密度低及低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性差等問(wèn)題，難以自成體系或通過(guò)自身技術(shù)進(jìn)步提供穩(wěn)定的能源供應(yīng)。鑒于此，建議要從國(guó)家層面協(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(wèn)題，重點(diǎn)發(fā)揮氫能、儲(chǔ)能等在整個(gè)新能源體系中的紐帶作用。國(guó)家和地方需要加大對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度，營(yíng)造有利于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的電力市場(chǎng)機(jī)制，明確儲(chǔ)能應(yīng)用的市場(chǎng)準(zhǔn)入條件和主體地位，同時(shí)借助人工智能驅(qū)動(dòng)大電網(wǎng)安全辨識(shí)與控制，提升電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和靈活性。氫能作為二次能源，相比太陽(yáng)能、風(fēng)能等更便于儲(chǔ)備、運(yùn)輸，是“能源互聯(lián)網(wǎng)”中的重要紐帶，也是新能源的“搬運(yùn)工”。通過(guò)新能源電解水制氫技術(shù)實(shí)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CO2催化轉(zhuǎn)化制取油品和大宗化學(xué)品、氫能汽車(chē)、氫能發(fā)電、氫能冶煉等綠色工業(yè)體系。重點(diǎn)突破電解水制氫，氫能綜合利用、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)跨能源系統(tǒng)、跨產(chǎn)業(yè)的融合或替代。這不僅能有效地解決新能源電量消納問(wèn)題，還可解決新能源的儲(chǔ)存、再分配問(wèn)題，同時(shí)降低化石能源帶來(lái)的大量CO2排放。我國(guó)東北、西北、西南地區(qū)擁有豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能和水能等，可積極推進(jìn)可再生能源電解水制氫、儲(chǔ)氫、用氫的先行示范，以點(diǎn)帶面，促進(jìn)大規(guī)模、系統(tǒng)性的技術(shù)落地。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(guó)家政策紅利，激勵(lì)氫能相關(guān)的先進(jìn)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(jìn)程。高能耗工業(yè)是產(chǎn)生系統(tǒng)性變革的重點(diǎn)領(lǐng)域《環(huán)境保護(hù)》：我國(guó)的減碳事業(yè)可能會(huì)帶動(dòng)哪些領(lǐng)域的發(fā)展和行業(yè)創(chuàng)新？請(qǐng)談?wù)勀目捶ā?/span>劉中民：在減碳大形勢(shì)下，能夠?qū)崿F(xiàn)高碳行業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展的可行性手段和技術(shù)研究，將是重點(diǎn)發(fā)展方向。電力工業(yè)、高能耗工業(yè)將是產(chǎn)生行業(yè)創(chuàng)新與系統(tǒng)性變革的重點(diǎn)領(lǐng)域。能源革命與工業(yè)革命歷來(lái)交互發(fā)展，共同作用促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變革。全球能源發(fā)展正處于從高碳到低碳再到無(wú)碳的關(guān)鍵過(guò)渡期。我國(guó)的能源革命已經(jīng)拉開(kāi)了序幕，碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的牽引也必然會(huì)促進(jìn)我國(guó)工業(yè)革命的迅速開(kāi)展。比如，電力行業(yè)減排最為困難，需要全新的發(fā)電方式；鋼鐵行業(yè)低碳化需要流程再造，破除焦炭煉鋼的舊模式；水泥行業(yè)需要顛覆性的新概念、新流程。我認(rèn)為，在發(fā)電方面，可充分利用大規(guī)模儲(chǔ)能平臺(tái)，推進(jìn)可再生能源大規(guī)模、高比例發(fā)展，降低煤電機(jī)組的發(fā)電、調(diào)峰需求，降低電煤消費(fèi)。在煤炭轉(zhuǎn)化方面，要大力推進(jìn)可再生能源、高溫核能等制取氫氣，從源頭上降低煤炭消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的零碳化、負(fù)碳化。在產(chǎn)業(yè)融合方面，基于合成氣平臺(tái)，推進(jìn)鋼鐵與化工行業(yè)融合，推進(jìn)含碳尾氣的資源化利用，基于共性產(chǎn)品，推進(jìn)煤化工與石油化工融合。我國(guó)已積極進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與攻關(guān)部署。中科院針對(duì)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用完成了“低階煤清潔高效梯級(jí)利用關(guān)鍵技術(shù)與示范”先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)，同時(shí)還圍繞國(guó)家潔凈能源體系構(gòu)建，成立了潔凈能源創(chuàng)新研究院，啟動(dòng)實(shí)施了“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)了一些碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)和多能融合共性支撐技術(shù)的創(chuàng)新。例如，氫能及儲(chǔ)能技術(shù)、先進(jìn)安全核能技術(shù)、CO2捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)等。2020年10月，千噸級(jí)“液態(tài)陽(yáng)光”合成示范項(xiàng)目成功運(yùn)行。該項(xiàng)目利用太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電、電解水生產(chǎn)“綠色”氫能，并將CO2加氫轉(zhuǎn)化為“綠色”甲醇等液體燃料。2019年9月，中科院原創(chuàng)的千噸級(jí)合成氣直接轉(zhuǎn)化制烯烴技術(shù)工業(yè)中試裝置投料一次成功，快速實(shí)現(xiàn)成果從科學(xué)論文走進(jìn)工廠(chǎng)，引領(lǐng)了高效、節(jié)水煤化工的發(fā)展方向。該技術(shù)被列為國(guó)家能源技術(shù)短板清單任務(wù)。總體上，我們正處于能源革命、工業(yè)革命、科技革命與人工智能互相疊加的大變革的初期。我國(guó)以化石能源為基礎(chǔ)的能源生產(chǎn)與工業(yè)結(jié)構(gòu)將向綠色低碳的方向快速轉(zhuǎn)變，既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。國(guó)家已經(jīng)作出了全面部署和安排，近期一些與雙碳工作相關(guān)的規(guī)劃也陸續(xù)出臺(tái)，這些規(guī)劃的一個(gè)共同點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新的重要性。我們有理由相信，通過(guò)科技創(chuàng)新的引領(lǐng)作用，不僅我國(guó)一些傳統(tǒng)高能耗工業(yè)將發(fā)生變革性變化，也將快速催生一些新的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。
文/本刊記者 郭媛媛 于寶源
