财富娱乐官方网站登入:工业过程绿色低碳技术

财富娱乐官方网站登入:发布时间:2022-06-01 10:15:55 | 来源:中国网·中国发展门户网 | 作者:张锁江、张香平、葛蔚、石春艳 | 责任编辑:孔令瑶

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中国网/中国发展门户网讯 碳中和是国家重大战略,财富娱乐官方网站登入:工业碳中和是我国实现“双碳”目标的重中之重。2022年1月,习近平总书记在中共中央政治局第三十六次集体学习中指出,要下大气力推动钢铁、有色、石化、化工、建材等传统产业优化升级,加快工业领域低碳工艺革新和数字化转型。我国是工业大国,工业产值占世界总量的约30%。在我国的工业领域中,钢铁、有色、化工、建材四大行业占我国国内生产总值(GDP)的约20%,占全国工业产值的一半左右;但同时,工业领域也是二氧化碳(CO2)排放的主要来源,其碳排放占我国总碳排放约39%(不包括工业用电间接排放)。工业碳减排任务艰巨,迫切需要从理论到技术的系统性变革。

本文在调研和分析我国工业过程不同行业用能及碳排放情况基础上,提出了绿氢/绿电替代、原料/产品结构调整、工艺流程再造、数字化和智能化的4个低碳化策略。论述了工业碳中和技术现状和发展趋势,列举了若干需要重点突破的绿色低碳变革性技术,提出了相关建议和举措,展望了工业碳中和的愿景。

工业碳排放现状及低碳技术

工业碳中和不是孤立的,而是一个系统工程(图1),不仅要考虑工业用能,如供热、供电等间接排放的CO2,还要考虑工业原料的加工和转化过程中直接排放的CO2。工业过程流程复杂、物流能流体系庞大,各产业往往孤立运行、集成度不够,要实现工业碳中和需要从3方面发力:变革现有高物耗、高能耗、高碳排放的工业发展模式,如采用绿氢/绿电替代现有化石资源为主的能源供给系统,调整原料/产品结构等,实现传统工业模式的低碳升级;加强理论创新和原创技术突破,通过技术创新、产业结构调整、工艺流程重构等,开发新一代绿色低碳变革性技术;高度重视钢铁、有色、化工、建材等行业间的协同联动和耦合减碳集成技术研究,以及绿色低碳智能化数字化。

远古时代,人们100%利用可再生能源,是一种自然的碳平衡状态。工业革命以来,化石能源的使用比例迅速提高,导致了碳排放与自然界消纳的不平衡,造成碳失衡。假设100%采用化石能源,这种碳失衡的状况会越来越严重。目前人类使用可再生能源的比例约占20%,仍然依赖于化石能源,离碳中和的要求还有很大差距。未来逐步提高可再生能源使用达到一定比例后(如x=80%),就可以实现碳排放与自然界消纳的动态平衡。最理想的状态是未来有一天,人类重归100%利用可再生能源时代,这样就回到自然的碳中和。但这不是一个简单的过程,人类需要克服系列重大挑战。因为未来社会与远古时代有很大的不同,人类的生活方式不一样,不可能像过去那样日出而作、日落而息,生活采用柴薪,需要的能量总量要多得多,对能量供应的方式要求也高的多。为此,需要可再生能源生产和消费技术的根本性变革,而且能源要智能化、数字化、网络化,方能满足人类高质量生活的需要,这也是全人类共同奋斗的目标。

(作者:张锁江、张香平、葛蔚、石春艳,中国科学院过程工程研究所。《中国科学院院刊》供稿)

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