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《中國石油企業(yè)》雜志:中國科學(xué)院院士,、石油化工專家徐春明:以科技創(chuàng)新推動“雙碳”目標(biāo)穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)

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記者:徐院士,,您好!烏克蘭危機(jī)已持續(xù)一年多了,,全球能源格局發(fā)生了巨大改變。您認(rèn)為這會給我國“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程將帶來哪些影響,?

徐春明:自2022年2月以來爆發(fā)的俄烏沖突,,進(jìn)一步加劇了因?yàn)槟茉崔D(zhuǎn)型帶來的歐洲能源危機(jī),,國際石油和天然氣價格持續(xù)暴漲,給全球能源安全帶來了巨大沖擊,,甚至延伸到了民生和社會領(lǐng)域,。呼吁綠色能源轉(zhuǎn)型最激進(jìn)的歐洲意識到,在可再生能源方興未艾的時候,,傳統(tǒng)化石能源對保障能源安全仍然至關(guān)重要,。對于處在發(fā)展中的中國來說,俄烏沖突更加堅(jiān)定了我們一個認(rèn)識,,就是在推動“雙碳”目標(biāo)的進(jìn)程中,,應(yīng)該更加科學(xué)、冷靜,、客觀地分析,,實(shí)事求是地規(guī)劃我國能源轉(zhuǎn)型路徑,不論是中央政府,、地方政府還是企業(yè),,絕對不能冒進(jìn),不能進(jìn)行運(yùn)動式的,、口號式減碳,。

自從2020年我國提出“雙碳”目標(biāo)以來,它一直是一個熱門話題,。這不僅是一個科技問題,,更涉及政治、經(jīng)濟(jì),、教育,、文化等方方面面。其中,,對我國帶來最長遠(yuǎn)的根本性變化就是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,。

2021年,國務(wù)院發(fā)布《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》提出,,2030年我國非化石能源消費(fèi)比重要達(dá)25%左右,,2060年這一占比要達(dá)到80%以上。這意味著化石能源占比要大幅下降,。

十年來,,我國能源結(jié)構(gòu)以煤炭、石油和天然氣等化石能源為主,。國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,,2022年,煤炭占我國能源消費(fèi)總量的比重由2012年的69%降至56.2%,;石油占比由2012年17%升至18%,;天然氣占比由2012年的4.8%升至8.5%,。目前,化石能源消費(fèi)量仍占能源消費(fèi)總量的80%以上,。雖然,,十年來煤炭在能源消費(fèi)總量中的占比降幅較大,但仍是基礎(chǔ)性能源,??墒菑摹半p碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)來講,又不得不去從根本上調(diào)整這一能源結(jié)構(gòu),。這意味著煤炭作為能源屬性的話,,在能源消費(fèi)中的占比還要繼續(xù)大幅降低,騰出來的空間會留給天然氣和可再生能源,;作為資源來講的話,,煤炭還有很大的發(fā)展空間,比如從煤制油到現(xiàn)代煤化工,。

十年來,,石油在我國能源消費(fèi)中的占比幾乎沒變。從目前演變的趨勢來看,,未來10到20年,,石油占比變化不會太大,上下最多相差一兩個百分點(diǎn),。2021年12月,,中國石油發(fā)布的《世界與中國能源展望》預(yù)計(jì),中國的石油消費(fèi)將在2030年達(dá)峰,,消費(fèi)總量是7.8億噸,。2021年,中國的石油消費(fèi)量為7.2億噸,。這意味著在相當(dāng)一段時間,,石油還將保持一定的消費(fèi)比例,。對此,,我們應(yīng)該保持樂觀態(tài)度。

未來,,天然氣在能源消費(fèi)中的占比肯定會繼續(xù)上升,。根據(jù)政府規(guī)劃,到2030年天然氣占比預(yù)計(jì)提至15%以上,。天然氣的消費(fèi)峰值預(yù)計(jì)在2040年,,即還有近20年的發(fā)展黃金期。這種能源結(jié)構(gòu)是由我國資源稟賦決定的,,短時間內(nèi)很難做出根本性調(diào)整,,否則就容易出問題,。過去兩年,多地出現(xiàn)的“運(yùn)動式減碳”“一刀切式減碳”所帶來的“煤荒”“拉閘限電”等極端現(xiàn)象,,就說明了這一點(diǎn),。國家相關(guān)政府機(jī)構(gòu)也認(rèn)識到了這些問題,并及時做出了調(diào)整,。比如去年中央多次強(qiáng)調(diào),,煤炭仍是我國能源安全的“壓艙石”。雖然和煤炭相比,,我國油氣占比不高,,但仍然有著不可替代的作用。

記者:您如何評價這兩年來我國在推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程中取得的成績,?

徐春明:這兩年我國圍繞“雙碳”目標(biāo)展開的工作,,成績顯著。很多地方政府就此制定了“十四五”目標(biāo),,有些地方和企業(yè)甚至提出提前完成2030年“碳達(dá)峰目標(biāo)”,。此外,我覺得有更深層次的成績需要給予關(guān)注,。比如在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)過程中,,既要努力爭取“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),又要發(fā)展經(jīng)濟(jì),,這就對我們的管理和政策提出了更高要求,。在這方面我們也做出了很多調(diào)整和完善。比如,,二十大報告提出,,完善能源消耗總量和強(qiáng)度調(diào)控,重點(diǎn)控制化石能源消費(fèi),,逐步轉(zhuǎn)向碳排放總量和強(qiáng)度“雙控”制度,。從“能耗雙控”轉(zhuǎn)向“碳排放雙控”,這是很大的成績,。這項(xiàng)政策調(diào)整就是未來能源發(fā)展的指揮棒,,意味著認(rèn)可經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要能源,只是鼓勵大家從高碳能源轉(zhuǎn)向低碳,、零碳能源的使用,,這是更加科學(xué)的。

2022年11月,,國家發(fā)改委表示,,原料用能不納入能源消費(fèi)總量控制,也不納入節(jié)能目標(biāo)責(zé)任評價考核。這是完善能源消耗總量和強(qiáng)度調(diào)控的重要舉措,,是政策上大的調(diào)整,。此外,我國在綠色金融方面也做了積極探索,。2021年7月,,全國碳排放權(quán)市場上市,截至目前運(yùn)行平穩(wěn),。2022年全年全國碳市場碳排放配額(CEA)總成交量逾5088.9萬噸,,總成交額28.14億元。目前,,全國碳市場已經(jīng)建立了基本的框架制度,,打通了各關(guān)鍵流程環(huán)節(jié),初步發(fā)揮了碳價發(fā)現(xiàn)機(jī)制作用,,實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo),。

在綠色能源技術(shù)創(chuàng)新方面,成績也很突出,。比如利用綠電,、綠氫替代傳統(tǒng)化石能源發(fā)電。2022年,,全國風(fēng)電,、光伏發(fā)電新增裝機(jī)突破1.2億千瓦;可再生能源裝機(jī)突破12億千瓦,,首次超過全國煤電裝機(jī),,占全國發(fā)電總裝機(jī)的47.3%;可再生能源發(fā)電量達(dá)到2.7萬億千瓦時,,占全社會用電量的31.6%,。

“雙碳”人才培養(yǎng)方面,也有不錯進(jìn)展?,F(xiàn)今,,國家鼓勵復(fù)合型人才,未來要培養(yǎng)更多能夠完成“雙碳”目標(biāo)的人才,。為此,,中國石油大學(xué)(北京)成立了碳中和未來技術(shù)學(xué)院,就是為人才培養(yǎng)提前做謀劃,;今年2月初,,中國石油大學(xué)(北京)國家儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺項(xiàng)目正式獲批,建設(shè)周期計(jì)劃為3年,,將依托新能源與材料學(xué)院、碳中和未來技術(shù)學(xué)院、重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)領(lǐng)域教學(xué)科研師資力量,,圍繞電化學(xué)儲能,、氫能儲能、儲能系統(tǒng)應(yīng)用三個領(lǐng)域,,促進(jìn)儲能技術(shù)領(lǐng)域教育鏈,、人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的融合發(fā)展。

除了各地政府,、企業(yè)提出雙碳目標(biāo)規(guī)劃路線和時間表之外,,剛才談到的政策完善、綠色金融的探索,、綠色技術(shù)創(chuàng)新和雙碳人才的培養(yǎng)等,,這些是更深層次的成績,會帶來很多深遠(yuǎn)的變化,,會使經(jīng)濟(jì)發(fā)展更有后勁兒,。

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記者:作為我國重質(zhì)油高效轉(zhuǎn)化和清潔油品生產(chǎn)研究領(lǐng)域的權(quán)威專家,您如何看待目前全球能源地緣形勢下,,我國重油工業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn),?

徐春明:在目前全球能源危機(jī)下,我認(rèn)為重油產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇多于挑戰(zhàn),。從石油本身發(fā)展趨勢看,,不管作為能源還是資源,石油在相當(dāng)一段時間依然不可替代,,汽油,、柴油和航空煤油作為三大動力燃料仍將占有很大權(quán)重。

2021年4月,,中國石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院發(fā)布的《國內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展報告》顯示,,預(yù)計(jì)2025年成品油消費(fèi)量為3.76億噸。其中,,汽油需求維持低速增長,,預(yù)計(jì)2025年前汽油消費(fèi)將達(dá)峰,峰值為1.6億噸左右,;柴油需求進(jìn)入峰值平臺期,,未來將穩(wěn)中趨降,預(yù)計(jì)2025年約1.7億噸,;煤油需求仍保持較快增長,,預(yù)計(jì)2025年我國煤油需求將增至5200萬噸。但在這一過程中,,石油行業(yè)需要未雨綢繆,,加快推動轉(zhuǎn)型升級,,以更高的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)滿足新需求。否則按照這個趨勢,,總有一天石油可能會被電和氫替代,。

近年來,石油行業(yè)開始布局各種轉(zhuǎn)型技術(shù),,煉油開始向化工品和新材料轉(zhuǎn)型,,業(yè)內(nèi)稱為“油頭化尾”,這樣石油的能源屬性和資源屬性都可以充分發(fā)揮出來,。從已經(jīng)探明的儲量來看,,重質(zhì)油在石油總儲量中占據(jù)很大比例,特別是加拿大油砂和委內(nèi)瑞拉超稠油為主的重質(zhì)油,,其儲量在全球位居前列,。美國《油氣雜志》于2022年12月發(fā)布的《全球油氣儲量報告》數(shù)據(jù)顯示,2022年委內(nèi)瑞拉石油儲量位居世界第一,,為415.7億噸,。我們所說的重油不只是天然重油,還包括常規(guī)原油加工過程中產(chǎn)生的渣油,。比如大慶油田,、勝利油田、新疆油田的原油等經(jīng)過粗加工后,,將近一半是渣油,,這也屬于重油范疇。所以,,我國的重油產(chǎn)量很大,。2022年,我國原油產(chǎn)量重回2億噸,,雖然天然重油在其中的占比不會太高,,但是渣油加工量應(yīng)該會增多,這對我們來說也是機(jī)會,。重油不僅可以生產(chǎn)汽油,、柴油和煤油,還可以生產(chǎn)特種潤滑油,、基礎(chǔ)油等,,甚至可以產(chǎn)生碳材料。

重油加工難度比較大,,需要更先進(jìn)的工藝和裝備,。在石油仍將在相當(dāng)長時期內(nèi)不可替代的背景下,重油的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展依然會有較大的發(fā)展空間,。這次中國石油大學(xué)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(簡稱國重)重組,,依然保留了“重質(zhì)油”這一名稱,,就是因?yàn)槲磥磔^長時間內(nèi),重質(zhì)油將依然是我們科技研發(fā)的主戰(zhàn)場之一,。

記者:近年來,,重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在科技創(chuàng)新方面取得了哪些重要突破,?

徐春明:這些年,,以中國石油大學(xué)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為主,包括中國石油,、中國石化和中國海油等相關(guān)研究機(jī)構(gòu),,為了順應(yīng)分子煉油的發(fā)展趨勢,在分子表征方面取得了一些成績,。

我們建立了重油“超臨界精細(xì)分離+高分辨質(zhì)譜表征”新方法,,取得了復(fù)雜多層次化學(xué)組成結(jié)構(gòu)新認(rèn)識,引領(lǐng)了國際重油化學(xué)基礎(chǔ)研究?,F(xiàn)在,,我們能夠把重油里面有多少分子個數(shù)數(shù)清楚,這在十多年前是不敢想象的,。我們甚至可以利用這種方法把煤焦油,、大氣中的有機(jī)物質(zhì)、海水里的有機(jī)質(zhì)等分子組成搞清楚,,這些將對資源化,、無害化處理提供最重要的分子信息。現(xiàn)在,,國重實(shí)驗(yàn)室除了做重油研究外,,合作伙伴還擴(kuò)展到了海洋有機(jī)質(zhì)分析、空氣和水污染治理,、煤制油等領(lǐng)域,。

我們開發(fā)了“重油梯級分離”新工藝,建成了世界首套20萬噸/年重油梯級分離工業(yè)裝置,;依托該工藝開發(fā)了催化裂化油漿生產(chǎn)高附加值針狀焦新技術(shù),,解決了我國針狀焦原料短缺及產(chǎn)品長期依賴進(jìn)口的“卡脖子”問題,為鋰離子電池行業(yè)的快速發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)負(fù)極材料,。近幾年,,新能源汽車發(fā)展迅速,鋰離子電池是核心組成部分,。鋰離子電池正極負(fù)極需要很多材料,,針狀焦是鋰電池負(fù)極必不可少的成分之一,是生產(chǎn)超高功率電極,、特種碳素材料,、碳纖維及其復(fù)合材料等高端碳素制品的原料,。目前,山東有家企業(yè)專門做針狀焦,,已經(jīng)成為亞洲最大,、世界第二的針狀焦生產(chǎn)企業(yè)。未來,,隨著新能源汽車,、鋰電池的快速發(fā)展,針狀焦的需求會保持快速增長,。

我們還建立了重油催化裂化反應(yīng)器的流動反應(yīng)耦合模型,,對工業(yè)反應(yīng)器及相關(guān)設(shè)備計(jì)算得到了大量以往未知的流場、溫度場和濃度場等工程信息,,指導(dǎo)開發(fā)了2項(xiàng)具有重要影響的“貫通性”工程技術(shù),,替代了國外產(chǎn)品;研發(fā)了“雙金屬復(fù)合陰離子”型離子液體碳四烷基化新技術(shù),,解決了清潔汽油生產(chǎn)的重大需求,,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品和工藝的雙綠色化,打破了國外公司清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)壟斷,,其最新一套工業(yè)裝置已于2022年8月在中國石油大港石化順利投產(chǎn),,為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供了高質(zhì)量超清潔汽油。

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記者:作為中國石油大學(xué)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和碳中和未來技術(shù)學(xué)院的負(fù)責(zé)人,,請您介紹下該實(shí)驗(yàn)室和學(xué)院研究的重點(diǎn)課題涵蓋哪些方面,?

徐春明:目前,重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正在重組,,我們對定位進(jìn)行了較大調(diào)整,。此前,該實(shí)驗(yàn)室主要定位在學(xué)科領(lǐng)域,,偏重應(yīng)用基礎(chǔ)研究,;重組后,將改為全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,,主要針對某一領(lǐng)域,、某一兩個方向里面核心的、終端性問題,,以技術(shù)路線為主布局實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展,。

對于重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,我們確定了三個重點(diǎn)任務(wù),。第一,,搞清楚重油里面所有的分子組成,這是基礎(chǔ)性任務(wù),;第二,,基于重油里面的分子組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn),,最大程度研制特種燃料。在這個過程中會根據(jù)行業(yè)需要,,滿足油品升級需求,,也要適應(yīng)轉(zhuǎn)型要求,比如針對高寒,、高空,、遠(yuǎn)海等地區(qū)特征研發(fā)特種燃料、新的化工品,、新材料等,。第三,,基于綠電應(yīng)用的工藝變革,。“雙碳”目標(biāo)推出后,節(jié)能,、電氣化等成為題中之義,。如果通過綠電供熱方式能夠替代傳統(tǒng)燒煤、燒油,、燒氣的加熱爐,,就會帶來新的變革,可以消耗同等能量,,但是沒有二氧化碳排放,。所以我們在這個階段也是跨行合作,跟有關(guān)行業(yè)合作開發(fā)新的供熱方式,,用綠電功能的專用裝備,,實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)加熱爐供熱方式的變革。這里面會有一些配套工藝和專業(yè)裝備來滿足綠電功能的需求,。

中國石油大學(xué)(北京)碳中和未來技術(shù)學(xué)院于2021年9月成立,,以人才培養(yǎng)為主。但在人才培養(yǎng)過程中,,也需要科技的支撐,,否則無法達(dá)成高層次人才培養(yǎng)的目標(biāo)。現(xiàn)在,,碳中和未來技術(shù)學(xué)院設(shè)立了兩個專業(yè),,一個是儲能科學(xué)與工程,與綠電,、綠氫,、儲能密切相關(guān);第二個專業(yè)碳儲科學(xué)與工程,,以二氧化碳CCUS為主,。該學(xué)院志在服務(wù)于國家“碳達(dá)峰,、碳中和”的重大戰(zhàn)略需求,助力于能源行業(yè)向清潔低碳,、智能化等方向轉(zhuǎn)型升級,,打造引領(lǐng)未來技術(shù)科技發(fā)展和培養(yǎng)未來能源技術(shù)領(lǐng)軍人才的教學(xué)科研高地。

記者:您在治學(xué)和研究領(lǐng)域耕耘30多年,,最深刻的感想是什么,?

徐春明:首先要選準(zhǔn)研究方向。同樣努力情況下,,如果方向選擇不一樣,,研究成效可能存在較大差異。其次,,對于石油類學(xué)?;蛘呓鉀Q具體問題的院校來講,非常重要的一點(diǎn)是要有自己的研究團(tuán)隊(duì)?,F(xiàn)在簡單問題基本已經(jīng)解決完了,,剩下都是難啃的骨頭,越往后任務(wù)越艱巨,。這個過程中,,靠單槍匹馬是不可能的,甚至是一個團(tuán)隊(duì)都不行,,至少需要一個集團(tuán)軍,。這次重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重組的調(diào)整之一,就是希望將全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室打造為一支國家戰(zhàn)略科技力量,,從而通過集團(tuán)軍作戰(zhàn)來攻克更多任務(wù),。這么多年來,中國石油大學(xué)(北京)能取得較大成績,,基本都是團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)為主,。所以,團(tuán)隊(duì)之間的支撐很重要,。再次,,做研究需要有跨學(xué)科的視角,現(xiàn)在學(xué)科領(lǐng)域越來越多,,問題越來越復(fù)雜,,研究過程中把其他學(xué)科的優(yōu)勢特長拿來為我所用,這非常重要,。我們目前就在和做電力,、儲能研究的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作。最后,一旦選準(zhǔn)了研究方向,,就要持之以恒,。科研工作看起來很輕松,,其實(shí)并非如此?,F(xiàn)在科研問題越來越復(fù)雜,期間難免會有磕磕絆絆,。有些研究人員做了幾年,,堅(jiān)持不下去,就放棄了,;可是如果能堅(jiān)持下來,,也許再進(jìn)一步,就是柳暗花明,。

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徐春明院士和本刊記者親切交談

記者:對年輕一代石油學(xué)子,,您有哪些冀望?

徐春明:除了學(xué)術(shù)方面提到的上述幾點(diǎn),,可以再加一點(diǎn),,就是要勞逸結(jié)合。在科研領(lǐng)域要想持之以恒,,得有一副好身板,因?yàn)殛P(guān)鍵時刻得熬夜,、加班,。旺盛的精力和強(qiáng)壯的體魄,可以使我們走得更遠(yuǎn),。對個人而言,,如果健康出現(xiàn)了問題,所有的一切都失去了意義,。

詳情見鏈接:

https://mp.weixin.qq.com/s/zqmjCi3T4lvi8B0F_R6LQQ


(編輯  李昕陽)


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