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石化行业“双碳”之路如何走,院士专家建言——多能互补 清洁高效 数实融合
更新时间:2022/12/19 来源:中国化工报
  

  作为国民经济的支柱产业,石油化工行业产业链长、产品种类多、关联覆盖广,减碳降耗‍‍绝非易事。面对日渐增加的环保压力,以及新一轮科技革命引领的科研范式和管理模式变革,石化行业的“双碳”之路该如何走?在12月10日线上举行的“双碳”目标下石化行业高质量发展高峰论坛上,与会专家给出了建议。

  构建多能互补能源体系

  炼化行业既是化工产品和能源的提供者,也是能量消费大户、碳排放大户。据介绍,在石化生产过程中,约25%的化石能源用于提供热量、过程烧焦和驱动设备。这部分碳排放会随着化石原料生产的产品延伸到终端消费领域。因此,构建石化行业多能互补的能源耦合体系将是行业实现“双碳”目标的必由之路。

  中国工程院院士、中石化炼化工程(集团)股份有限公司董事长孙丽丽认为,行业构建多能互补的能源耦合体系,一是要突破传统加工思路,实现跨领域多过程融合;二是要打破行业间用能壁垒,实现资源系统统筹优化;三是要构建行业间循环体系,实现能量利用最优配置;四是要优化能源管控体系,实现能源清洁低碳转型。

  孙丽丽建议,石化行业可在多行业聚集的化工园区探索横向多源互补、纵向多能协同的新能源发展与节能高效融合一体化用能模式的构建,并开展基于多能耦合的短流程再造技术的研究。

  “可再生能源的多能互补与规模化应用是实现‘双碳’目标的首要条件,但存在并网消纳的问题,需要大力发展储能技术,提高能源利用率。”中国工程院院士、中国科学院‍‍大连化学物理研究所所长刘中民表示,电池等新能源化工产业或是实现可再生能源大规模融合利用的关键,大连已经启动‍‍了100兆瓦级全钒液流电池的储能调峰电站示范项目,将助力电网实施用电调峰,逐渐实现化石能源的替代。

  开发清洁高效石化技术

  中国工程院院士、中国石化股份有限公司原高级副总裁曹湘洪指出,过去,我国炼油化工技术开发长期‍‍以投资成本和效益为导向。落实“双碳”目标,行业技术开发和装置设计必须转变思路,从投资成本和效益导向转变成‍‍节能减排导向,研发低能源投入和低过程碳排放的技术,将资源高效转化成社会需要的产品,争取实现节能和效益目标的统一。‍‍

  “当前石化行业发展有六大关键科学与技术问题待解。”中国科学院院士、中国石化股份有限公司总工程师谢在库说,“一是提高碳—碳键和碳—氢键转化选择性的催化材料表界面活化机制,二是精准碳—碳链多尺度结构的可控聚合机制,三是具有快速、精准传质通道的膜分离材料结构设计与构建,四是加工成型与高分子结构和性能的相互作用机制及调控规律,五是新工艺匹配的装备和控制系统研制,六是重大工业应用示范的学科交叉。”

  中国工程院院士、国家开发投资集团有限公司首席科学家岳国君表示,生物化工技术将是石化行业实现“双碳”目标的重要助力,将成为未来大规模化学品产业碳源的重要解决方案。当前已有纤维素乙醇、生物基己二胺等25种生物基化学技术正在研发或商业化进程当中,预计工业生物技术市场规模将达到1.2万亿~1.5万亿元。

  中国科学院院士、北京大学副校长‍‍张锦表示,合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大合成材料的创新发展,也将推动石化行业高质量发展和“双碳”目标的实现。纳米碳材料是引领未来高科技产业的战略新兴材料,实现轻质、高强、高韧、功能性、智能化纤维材料的国产化势在必行。

  数实融合助力高质运营

  “制造业数字化转型是制造业降本增效、提升价值的核心,其内涵是为了实现石化工业制造过程资源、能源的高效利用,生产的绿色低碳以及价值链的最大化。”谈及石化行业如何以管理变革推动碳减排,中国工程院院士、华东理工大学教授钱锋作出如上判断。他还认为,应当将制造流程、资源能源利用与人工智能等现代信息技术深度融合,以绿色化低碳化、高端化价值化、数字化智能化为目标,形成物质转化中物质流、能量流、价值流的自主智能协同调控机制,实现生产、管理、营销模式的变革,推进流程制造产业基础高级化和产业链现代化。

  中国工程院院士,中国机械工业集团有限公司副总经理、总工程师陈学东提出,现代信息技术是赋能压力容器与工艺设备安全节能的重要手段,针对已知失效规律,在容器高风险部位安装传感器,实时监测特征参量变化,能够更好地保障设备服役安全,通过最大限度延长设备使用寿命实现“双碳”目标。

  陈学东还表示,未来石化行业可以构建压力容器设计、制造、维护一体化云服务平台,实现设计制造与维护、设备与工艺、绿色与智能的协同,以及设备长寿命与长运行周期、操作工艺与安全能耗优化,同时实现设备设计制造过程和运行维护过程的碳减排。

  “今天的数字化就像一百年前的电气化,将重塑经济社会的发展方向,互联网、数据、计算等数字化资源的利用,将降低我们对自然资源的消耗,加快工业的碳减排进程。”中国工程院院士、阿里云创始人王坚这样认为。

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