來源：《中國科學(xué)報》第1版 要聞
發(fā)布時間：2019-12-17
■本報見習(xí)記者 韓揚(yáng)眉
近年來，陜西時代能源化工有限公司在推動兗礦榆林400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目建設(shè)，這是以高溫費(fèi)托合成技術(shù)為核心的生產(chǎn)高端化工品為主的煤炭清潔利用項(xiàng)目。在其推進(jìn)過程中，該公司副總經(jīng)理、總工程師董滿祥越發(fā)覺得，如果加強(qiáng)行業(yè)之間的相互融合，可以少走許多彎路，也能提高整體效益。
“大家各干各的。以煤化工行業(yè)為例，要提升煤制油產(chǎn)業(yè)的效益，就必須加強(qiáng)下游高附加值化工產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，這就要與石油煉化行業(yè)結(jié)合。而一些關(guān)鍵技術(shù)國外公司對我們實(shí)施封鎖，其實(shí)國內(nèi)石油煉化行業(yè)有相關(guān)或相近的技術(shù)，只是我們過去沒有很好地融合。”董滿祥告訴《中國科學(xué)報》。
事實(shí)上，這并不是一家公司的困擾。長久以來，我國能源體系中各分系統(tǒng)相對獨(dú)立，且存在結(jié)構(gòu)性矛盾，已成為我國構(gòu)建國家能源新體系之路的一大障礙。正如中國工程院院士、中國科學(xué)院潔凈能源創(chuàng)新研究院院長、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所所長劉中民所說，“已經(jīng)到了不得不融合的階段。”
近日，中科院與陜西省攜手共建能源革命創(chuàng)新示范區(qū)，打造大型多能融合集成示范基地，為構(gòu)建我國清潔低碳、安全高效的能源體系先行示范。
沒有選擇，不融合不行
煤炭、石油、天然氣、可再生能源與核能……我國能源類型多樣，體系構(gòu)成復(fù)雜。過去，相對獨(dú)立的各分系統(tǒng)為保障國家發(fā)展和能源安全發(fā)揮了重要作用。然而，隨著國際能源形勢的發(fā)展，系統(tǒng)間發(fā)展的不協(xié)調(diào)性日益凸顯。
事實(shí)上，給董滿祥造成困擾的背后，體現(xiàn)出現(xiàn)代煤化工與石油化工兩大行業(yè)亟待協(xié)調(diào)發(fā)展、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的必要性。
縱觀全球，能源結(jié)構(gòu)正處于從高碳到低碳、無碳的過渡期，能源清潔化已是國際趨勢。新興能源技術(shù)正以前所未有的速度加快對傳統(tǒng)能源技術(shù)的替代，以清潔能源、智慧電網(wǎng)、多能融合等為核心的系統(tǒng)性技術(shù)革新引領(lǐng)著未來能源格局之變。
然而，我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭等化石能源為主，且這種現(xiàn)狀在一定時間內(nèi)將持續(xù)下去。面對碳排放總量高居世界第一的巨大減排壓力，探索一條“曲線救國”之路勢在必行。
“可以說，多種能源融合是被‘逼’出來的，我們沒有選擇?！眲⒅忻癖硎?，相對新能源，化石能源利用起來會更便捷，但必定會產(chǎn)生二氧化碳，“我們發(fā)展更多的新能源，并不意味著化石能源的使用會按比例減少，可能有些新能源技術(shù)短期內(nèi)未必用得上，比如目前太陽能、風(fēng)能發(fā)電并網(wǎng)率還比較低”。
劉中民解釋，多能融合就是通過不同能源相對優(yōu)勢的互補(bǔ)融合，對沖消除各種能源種類劣勢，形成整體優(yōu)勢和巨大技術(shù)創(chuàng)新。
比如，利用可再生能源、高溫核能等制取的氫，可以補(bǔ)充煤化工、石油化工之所缺，也可以與二氧化碳通過催化耦合而制取油品和大宗化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)能源總體上的低碳化。
區(qū)域融合先行先試
“相對整個國家來說，區(qū)域能源體系分割的局面并沒有那么嚴(yán)重，我們選擇資源聚集的典型區(qū)域先行開展試驗(yàn)示范，形成經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)先進(jìn)的系統(tǒng)解決方案，探索區(qū)域能源整體轉(zhuǎn)型的發(fā)展路徑與模式，進(jìn)而引領(lǐng)和帶動全國能源系統(tǒng)性轉(zhuǎn)型和變革發(fā)展。”劉中民說。
那么，怎樣融合才能發(fā)揮最大效益？這需要突破能源種類之間互補(bǔ)及耦合利用的核心技術(shù)。
作為國家戰(zhàn)略科技力量，中國科學(xué)院對此早有部署。中國科學(xué)院集成院內(nèi)20多個能源相關(guān)研究所，組建了潔凈能源創(chuàng)新研究院和先進(jìn)核能創(chuàng)新研究院，打造能源科技創(chuàng)新的“集團(tuán)軍”。
同時，中科院還啟動實(shí)施“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，提出了以化石資源清潔高效利用與耦合替代、清潔能源多能互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用、低碳化多能戰(zhàn)略融合為三條主線的多能融合互補(bǔ)的清潔能源發(fā)展策略，以期實(shí)現(xiàn)化石能源、可再生能源、核能的融合發(fā)展，構(gòu)建多能融合的新型能源體系，加快推進(jìn)能源革命。
首個多能融合示范區(qū)為什么落地榆林？
榆林作為我國能源重鎮(zhèn)，目前已探明8大類48種礦產(chǎn)資源，煤、油、氣、鹽資源富集，還有豐富的太陽能、風(fēng)能和生物質(zhì)資源，組合配置條件國內(nèi)外罕見，基礎(chǔ)條件得天獨(dú)厚。
經(jīng)過20多年發(fā)展，榆林已構(gòu)建起了以煤油氣鹽開發(fā)為基礎(chǔ)，電力、化工、載能工業(yè)為主導(dǎo)的較為完善的能源工業(yè)體系。此外，在資源綠色開采、深度轉(zhuǎn)化、清潔能源生產(chǎn)等方面也做了諸多探索。
在榆林市政府副秘書長高光耀看來，中科院潔凈能源創(chuàng)新院走在國內(nèi)乃至世界能化領(lǐng)域的最前沿，過去榆林與其有長久密切的良好合作，兩者可謂是“黃金搭檔”，示范區(qū)建設(shè)也必將為榆林建設(shè)世界一流高端能源化工基地插上“科技的翅膀”。
未來，中科院將負(fù)責(zé)能源產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計和戰(zhàn)略規(guī)劃，提供技術(shù)和人才支持，陜西省及榆林市將整合財政資金、能源資源和產(chǎn)業(yè)基金，加大投入力度，雙方共同打造大型多能融合集成示范基地，以期形成集前沿技術(shù)開發(fā)、人才集聚培育、科技創(chuàng)新服務(wù)、優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)資本等于一體的能源革命創(chuàng)新示范區(qū)。
“不忘遠(yuǎn)慮” 因地制宜
值得一提的是，在榆林能源革命創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)的同時，還配套建設(shè)了以中科院潔凈能源創(chuàng)新院榆林分院為龍頭的科研創(chuàng)新基地，以及以國科大能源學(xué)院榆林分院為基礎(chǔ)的科教融合基地，為當(dāng)?shù)匕l(fā)展培養(yǎng)人才。
“把大學(xué)教育辦好了利于千秋萬代。”劉中民說，過去資源枯竭型城市發(fā)展緩慢甚至停滯的案例時有發(fā)生，“城市在用好寶貴資源的同時，要想到?jīng)]有資源時該怎么辦。而人才，就是智囊，他們會知道怎么辦。”
構(gòu)建國家能源新體系是舉國之事，不過，不同地區(qū)資源稟賦條件各異，多能融合必須因地制宜。
目前，除陜西榆林外，中科院潔凈能源創(chuàng)新研究院還推動在山西大同、河北張家口、甘肅武威等區(qū)域建成不同類型多能融合綜合示范區(qū)，依托當(dāng)?shù)啬茉促Y源特色和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探索建立創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈相互貫通、政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新、成果知識產(chǎn)權(quán)互利共享的新型機(jī)制，逐步推廣構(gòu)建我國清潔低碳、安全高效的能源體系。
此外，劉中民還特別提到，多能融合技術(shù)路線要兼顧我國能源結(jié)構(gòu)發(fā)展過渡階段的需求，以及當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、新舊動能轉(zhuǎn)換的具體現(xiàn)實(shí)。同時，在確保供能安全的前提下，引導(dǎo)市場資源積極投入多能融合的清潔低碳能源新產(chǎn)業(yè)。
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