未來20年重大關鍵工程技術前瞻
2010-06-10 來源:科學時報
勾勒過程工程低碳減排路徑
近年來,我國化工、冶金、建材行業(yè)的規(guī)模和產(chǎn)量均有驚人的發(fā)展。硫酸、燒堿、化肥等主要化工產(chǎn)品,合成纖維和焦炭、電石等煤化工產(chǎn)品產(chǎn)量,近幾年始終居世界首位;原油加工能力、乙烯、合成橡膠、合成樹脂等產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界第二;粗鋼產(chǎn)量自1996年起已經(jīng)連續(xù)14年居世界第一,2009年中國粗鋼產(chǎn)量占全球的46.6%;有色金屬自2002年起連續(xù)8年居世界第一;水泥產(chǎn)量自1985年起連續(xù)25年居世界第一,2009年中國水泥產(chǎn)量達16.5億噸,約占世界產(chǎn)量的一半;此外,平板玻璃、陶瓷磚、衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)量均為世界第一。
與此同時,化工、冶金和建材三大行業(yè)能耗持續(xù)走高。根據(jù)2007年的統(tǒng)計數(shù)據(jù),三大行業(yè)占全國總能耗的41.83%,其占工業(yè)的比例達到58.41%。環(huán)境排放形勢不容樂觀:其中,二氧化硫排放,三大行業(yè)占工業(yè)的29.4%;廢水排放,三大行業(yè)占工業(yè)的34.3%;煙粉塵排放,三大行業(yè)占工業(yè)的62.8%;二氧化碳排放,三大行業(yè)占化石燃料引起排放的工業(yè)比例為56.46%。
在我國工業(yè)化發(fā)展的道路上,上述嚴峻挑戰(zhàn)已不容回避。在這一大背景下,流程制造業(yè)工程科技發(fā)展正在出現(xiàn)新的取向:構筑產(chǎn)業(yè)間的工業(yè)生態(tài)鏈,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,緩解資源、能源約束的矛盾,減少環(huán)境污染;應對全球氣候變化形勢,針對“行業(yè)排放”,把三大行業(yè)的發(fā)展和工藝技術進步的重點放在節(jié)能減排、適應低碳經(jīng)濟方面;生產(chǎn)環(huán)境友好的生態(tài)產(chǎn)品,提高材料的性能、壽命和使用效率。
流程工業(yè)如何減排二氧化碳,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?思路之一是實施成本領先、綠色減量戰(zhàn)略。開發(fā)和集成高效率、低能耗、低排放的先進流程,建立資源節(jié)約、環(huán)境友好型的流程工業(yè);拓展流程工業(yè)功能;經(jīng)濟、規(guī)模地生產(chǎn)高性能的產(chǎn)品和材料。思路之二是實施重點跨越、打造精品戰(zhàn)略。開發(fā)能源、交通等重大工程和裝備用高技術含量、高附加值和長壽的環(huán)境友好綠色材料。思路之三是實施引領導航、特色差異戰(zhàn)略。開發(fā)重大標志性與原創(chuàng)性工藝、技術、設備及產(chǎn)品,實現(xiàn)創(chuàng)新流程工業(yè)技術的產(chǎn)業(yè)化,引領未來全球流程工業(yè)新發(fā)展。
流程工業(yè)中長期總體戰(zhàn)略目標取向,一是到2015年,流程工業(yè)單位產(chǎn)品的二氧化碳等排放降低;以產(chǎn)業(yè)間生態(tài)鏈接為特點的循環(huán)經(jīng)濟獲得示范。二是到2020年,流程工業(yè)的二氧化碳等總排放年增量遞減;以產(chǎn)業(yè)和社會間的循環(huán)經(jīng)濟取得突破并推廣。三是到2030年,流程工業(yè)的二氧化碳排放總量降低;以產(chǎn)業(yè)和社會間的循環(huán)經(jīng)濟取得全面進展。
據(jù)此,“十二五”流程工業(yè)間交叉的重大工程和關鍵技術建議包括:流程工業(yè)間及與社會構建循環(huán)經(jīng)濟鏈的關鍵技術和示范,如重點突破行業(yè)間和與社會層次構建循環(huán)經(jīng)濟的關鍵技術;流程工業(yè)的余熱余能和副產(chǎn)煤氣與發(fā)電行業(yè)的高效鏈接技術;燒結煙氣脫硫產(chǎn)品資源化高效升值與其他產(chǎn)業(yè)間的耦合利用技術;焦爐煤氣制氫與石化行業(yè)鏈接示范工程。
流程工業(yè)生產(chǎn)減排、回收和利用二氧化碳技術及其碳排放評價的方法學研究。如開發(fā)流程工業(yè)生產(chǎn)過程節(jié)能減排的集成技術;開發(fā)二氧化碳濃縮、分離、捕集、儲存及利用的技術及工藝技術;研發(fā)低碳生產(chǎn)工藝、低碳技術、低碳產(chǎn)品;開展流程工業(yè)碳排放評價的LCA等方法學研究。
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