《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”目標穩(wěn)步實現(xiàn)
發(fā)布時間:2023-04-23 | 來源：《中國石油企業(yè)》 | 瀏覽量：
記者：徐院士,，您好！烏克蘭危機已持續(xù)一年多了,，全球能源格局發(fā)生了巨大改變,。您認為這會給我國“雙碳”目標的實現(xiàn)與能源轉(zhuǎn)型的進程將帶來哪些影響,？
徐春明：自2022年2月以來爆發(fā)的俄烏沖突，進一步加劇了因為能源轉(zhuǎn)型帶來的歐洲能源危機,，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,，俄烏沖突更加堅定了我們一個認識，就是在推動“雙碳”目標的進程中,，應(yīng)該更加科學(xué),、冷靜、客觀地分析,，實事求是地規(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,，不能進行運動式的、口號式減碳,。
自從2020年我國提出“雙碳”目標以來,，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,、教育、文化等方方面面,。其中,，對我國帶來最長遠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)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》提出,，2030年我國非化石能源消費比重要達25%左右，2060年這一占比要達到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)計局數(shù)據(jù)顯示，2022年,，煤炭占我國能源消費總量的比重由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,，化石能源消費量仍占能源消費總量的80%以上。雖然,，十年來煤炭在能源消費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”目標的實現(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,。2021年12月，中國石油發(fā)布的《世界與中國能源展望》預(yù)計,，中國的石油消費將在2030年達峰,，消費總量是7.8億噸,。2021年,，中國的石油消費量為7.2億噸。這意味著在相當一段時間,，石油還將保持一定的消費比例,。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)計提至15%以上,。天然氣的消費峰值預(yù)計在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,。國家相關(guān)政府機構(gòu)也認識到了這些問題,，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“雙碳”目標實現(xiàn)過程中取得的成績？
徐春明：這兩年我國圍繞“雙碳”目標展開的工作,，成績顯著,。很多地方政府就此制定了“十四五”目標，有些地方和企業(yè)甚至提出提前完成2030年“碳達峰目標”,。此外,，我覺得有更深層次的成績需要給予關(guān)注。比如在實現(xiàn)“雙碳”目標過程中,，既要努力爭取“雙碳”目標的實現(xiàn),，又要發(fā)展經(jīng)濟,，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度調(diào)控,，重點控制化石能源消費,，逐步轉(zhuǎn)向碳排放總量和強度“雙控”制度。從“能耗雙控”轉(zhuǎn)向“碳排放雙控”,，這是很大的成績,。這項政策調(diào)整就是未來能源發(fā)展的指揮棒，意味著認可經(jīng)濟發(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總量控制,，也不納入節(jié)能目標責(zé)任評價考核,。這是完善能源消耗總量和強度調(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)機制作用，實現(xiàn)了預(yù)期目標,。
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)電新增裝機突破1.2億千瓦,；可再生能源裝機突破12億千瓦,，首次超過全國煤電裝機，占全國發(fā)電總裝機的47.3%,；可再生能源發(fā)電量達到2.7萬億千瓦時,，占全社會用電量的31.6%。
在“雙碳”人才培養(yǎng)方面,，也有不錯進展?，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)新平臺項目正式獲批,，建設(shè)周期計劃為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)油國家重點實驗室相關(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,，會帶來很多深遠的變化，會使經(jīng)濟發(fā)展更有后勁兒,。
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)展面臨的機遇和挑戰(zhàn),？
徐春明：在目前全球能源危機下,，我認為重油產(chǎn)業(yè)面臨的機遇多于挑戰(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2025年成品油消費量為3.76億噸,。其中,，汽油需求維持低速增長，預(yù)計2025年前汽油消費將達峰,，峰值為1.6億噸左右,；柴油需求進入峰值平臺期，未來將穩(wěn)中趨降,，預(yù)計2025年約1.7億噸,；煤油需求仍保持較快增長，預(yù)計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)量和標準滿足新需求,。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,，需要更先進的工藝和裝備。在石油仍將在相當長時期內(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)油國家重點實驗室（簡稱國重）重組，依然保留了“重質(zhì)油”這一名稱,，就是因為未來較長時間內(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)油國家重點實驗室在科技創(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)油國家重點實驗室為主,，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)新認識,，引領(lǐng)了國際重油化學(xué)基礎(chǔ)研究。現(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,、大氣中的有機物質(zhì),、海水里的有機質(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?，F(xiàn)在,，國重實驗室除了做重油研究外，合作伙伴還擴展到了海洋有機質(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,。鋰離子電池正極負極需要很多材料，針狀焦是鋰電池負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)濟社會發(fā)展提供了高質(zhì)量超清潔汽油,。
記者：作為中國石油大學(xué)重質(zhì)油國家重點實驗室和碳中和未來技術(shù)學(xué)院的負責(zé)人,，請您介紹下該實驗室和學(xué)院研究的重點課題涵蓋哪些方面？
徐春明：目前,，重質(zhì)油國家重點實驗室正在重組,，我們對定位進行了較大調(diào)整。此前,，該實驗室主要定位在學(xué)科領(lǐng)域,，偏重應(yīng)用基礎(chǔ)研究；重組后,，將改為全國重點實驗室,，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)路線為主布局實驗室的發(fā)展。
對于重質(zhì)油國家重點實驗室,，我們確定了三個重點任務(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,，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，否則無法達成高層次人才培養(yǎng)的目標?，F(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,，非常重要的一點是要有自己的研究團隊。現(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,，甚至是一個團隊都不行,，至少需要一個集團軍。這次重質(zhì)油國家重點實驗室重組的調(diào)整之一,，就是希望將全國重點實驗室打造為一支國家戰(zhàn)略科技力量,，從而通過集團軍作戰(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,，基本都是團隊作戰(zhàn)為主。所以,，團隊之間的支撐很重要,。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、儲能研究的團隊進行合作,。最后,，一旦選準了研究方向，就要持之以恒,?？蒲泄ぷ骺雌饋砗茌p松，其實并非如此?，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,，堅持不下去,，就放棄了；可是如果能堅持下來,，也許再進一步,，就是柳暗花明。
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,，可以再加一點,，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,，因為關(guān)鍵時刻得熬夜,、加班。旺盛的精力和強壯的體魄,，可以使我們走得更遠,。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,。
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（編輯 李昕陽）
