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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、建材行業的規模和產量均有驚人的發展。硫酸、燒堿、化肥等主要化工產品,合成纖維和焦炭、電石等煤化工產品產量,近幾年始終居世界首位;原油加工能力、乙烯、合成橡膠、合成樹脂等產品的產量居世界第二;粗鋼產量自1996年起已經連續14年居世界第一,2009年中國粗鋼產量占全球的46.6%;有色金屬自2002年起連續8年居世界第一;水泥產量自1985年起連續25年居世界第一,2009年中國水泥產量達16.5億噸,約占世界產量的一半;此外,平板玻璃、陶瓷磚、衛生陶瓷產量均為世界第一。
 
與此同時,化工、冶金和建材三大行業能耗持續走高。根據2007年的統計數據,三大行業占全國總能耗的41.83%,其占工業的比例達到58.41%。環境排放形勢不容樂觀:其中,二氧化硫排放,三大行業占工業的29.4%;廢水排放,三大行業占工業的34.3%;煙粉塵排放,三大行業占工業的62.8%;二氧化碳排放,三大行業占化石燃料引起排放的工業比例為56.46%。
 
在我國工業化發展的道路上,上述嚴峻挑戰已不容回避。在這一大背景下,流程制造業工程科技發展正在出現新的取向:構筑產業間的工業生態鏈,發展循環經濟,緩解資源、能源約束的矛盾,減少環境污染;應對全球氣候變化形勢,針對“行業排放”,把三大行業的發展和工藝技術進步的重點放在節能減排、適應低碳經濟方面;生產環境友好的生態產品,提高材料的性能、壽命和使用效率。
 
流程工業如何減排二氧化碳,實現可持續發展?思路之一是實施成本領先、綠色減量戰略。開發和集成高效率、低能耗、低排放的先進流程,建立資源節約、環境友好型的流程工業;拓展流程工業功能;經濟、規模地生產高性能的產品和材料。思路之二是實施重點跨越、打造精品戰略。開發能源、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境友好綠色材料。思路之三是實施引領導航、特色差異戰略。開發重大標志性與原創性工藝、技術、設備及產品,實現創新流程工業技術的產業化,引領未來全球流程工業新發展。
 
流程工業中長期總體戰略目標取向,一是到2015年,流程工業單位產品的二氧化碳等排放降低;以產業間生態鏈接為特點的循環經濟獲得示范。二是到2020年,流程工業的二氧化碳等總排放年增量遞減;以產業和社會間的循環經濟取得突破并推廣。三是到2030年,流程工業的二氧化碳排放總量降低;以產業和社會間的循環經濟取得全面進展。
 
據此,“十二五”流程工業間交叉的重大工程和關鍵技術建議包括:流程工業間及與社會構建循環經濟鏈的關鍵技術和示范,如重點突破行業間和與社會層次構建循環經濟的關鍵技術;流程工業的余熱余能和副產煤氣與發電行業的高效鏈接技術;燒結煙氣脫硫產品資源化高效升值與其他產業間的耦合利用技術;焦爐煤氣制氫與石化行業鏈接示范工程。
 
流程工業生產減排、回收和利用二氧化碳技術及其碳排放評價的方法學研究。如開發流程工業生產過程節能減排的集成技術;開發二氧化碳濃縮、分離、捕集、儲存及利用的技術及工藝技術;研發低碳生產工藝、低碳技術、低碳產品;開展流程工業碳排放評價的LCA等方法學研究。
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