从“化石燃料”走向“化石材料”是出路所在
碳达峰、
碳中和目标推动新能源产业加速发展,传统化石能源出路何在?“我们吃的是碳水化合物、用的是碳氢化合物,衣食住行都离不开碳元素,而化石能源恰恰含有丰富的碳。”金涌表示,由于长期被作为燃料使用,煤、油、气燃烧产生大量二氧化碳,尽可能把碳“留”在产品中不外排,即可化解高碳
问题。
怎么“留住碳”?金涌提出,应把“化石燃料”变为“化石材料”,用于生产
化工等高端产品。以石油化工标志性产品乙烯为例,我国原油加工量约6亿-7亿吨/年,其中乙烯产量为3000多万吨,仅5%左右的原油变为乙烯,尚有千万吨依赖进口。“该比例若能提高,在满足需求的同时,还可以减少排放量、提高附加值。按照传统炼油技术,每炼1吨原油,汽柴油等油品占比80%,使用燃烧即大量排碳;仅20%的产品为石脑油,进一步加工三烯三苯,用于生产塑料、橡胶、纤维等必需品。若能将炼油产品比例倒过来,80%的原油做成材料,那么就能实现石油高附加值利用,并且大大减少排放。”
被视为排放“最大元凶”的煤炭,问题同样出在利用方式上。“煤炭一烧就产生大量二氧化碳,如果不烧煤,用它做什么?”金涌认为,“按照现行技术路线,煤化工仍属于高碳产业,例如煤制烯烃、煤制氢的吨二氧化
碳排放分别达到17.4吨、11.3吨,因此现行煤化工并不是煤炭利用的最好选择。既要把煤从燃料变为材料,还要做到少排二氧化碳,才是真正理想出路。”
为此,既需要颠覆性技术,也要重视已有利用方式的更新。金涌举例说,在褐煤中,每个碳原子伴有0.8个氢分子,后者是宝贵的化学元素。“如果能在烧之前把碳、氢分开,也就是实现煤的分质利用,把其中的碳变成半焦进而生产化工品,剩余的氢拿出来利用,煤的利用率提升了,经济价值也有提高。氢、半焦都是还原剂,为进一步加工利用二氧化碳提供了可能性。”