12月28日呻率,CCTV-2央視財(cái)經(jīng)頻道《中國(guó)經(jīng)濟(jì)大講堂》特邀中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士包信和為您深度解讀呻引。
嘉賓簡(jiǎn)介
包信和礼仗,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士逻悠。他長(zhǎng)期從事催化基礎(chǔ)理論研究和新型催化材料的創(chuàng)制元践,以及能源清潔高效轉(zhuǎn)化過(guò)程的研發(fā),在納米催化基礎(chǔ)童谒、天然氣和煤基合成氣高效轉(zhuǎn)化等方面取得了一系列重要研究成果单旁,多次獲得國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)。面對(duì)我國(guó)“貧油饥伊、少氣象浑、相對(duì)富煤”的狀況,他立志未來(lái)能夠像加工石油那樣加工煤炭陈谜。為了這個(gè)目標(biāo)庸尚,他偏于一隅喇暴,甘坐15年冷板凳。研究成果顛覆了90多年來(lái)煤化工一直沿襲的傳統(tǒng)路線换乙,有望使煤化工水耗和能耗大幅降低冒瞎,被業(yè)界譽(yù)為煤轉(zhuǎn)化領(lǐng)域“里程碑式的重大突破”。
我們?nèi)绾纬浞职l(fā)掘煤炭的潛力杀终,保障能源安全?
世界上能源結(jié)構(gòu)的比例是三分之一左右是煤,三分之一左右是石油批先,再三分之一左右是天然氣息聪,大概還有一部分是可再生能源。但是對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)囤胯,情況就不一樣了员研。
中國(guó)在能源結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)期以來(lái)一直是以煤為主導(dǎo)的,甚至有些地方的煤可以達(dá)到80%蚪缚。但通過(guò)現(xiàn)在這幾年的變化阶质,我們使用煤的情況在能源結(jié)構(gòu)里面的占比逐步降低了,去年煤的使用大概就占到60%左右米苹。按照現(xiàn)在石油開(kāi)采的量糕伐,中國(guó)探明的可開(kāi)采的石油大概可以采十二年,天然氣大概是三十年左右蘸嘶,煤多一點(diǎn)良瞧,大概就是四、五十年的樣子训唱,或者是更多一點(diǎn)褥蚯。
而從對(duì)外依存度來(lái)看,比如現(xiàn)在我去加一箱油况增,70%左右是進(jìn)口的赞庶,30%是我們中國(guó)自己開(kāi)出來(lái)的;天然氣大概45%左右是進(jìn)口的, 50%左右是我們自己開(kāi)出來(lái)的澳骤。中國(guó)的能源強(qiáng)度非常高歧强,能源強(qiáng)度是什么意思呢?一萬(wàn)美元的GDP(國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值),我們中國(guó)消耗的能源跟國(guó)外消耗的能源不是可比的宴凉。本世紀(jì)初的時(shí)候誊锭,我們消耗的能源大概是日本的8—10倍。也就是說(shuō)蓄帐,我們生產(chǎn)一萬(wàn)美元的GDP(國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值)市砍,我們消耗比如說(shuō)是8份的煤,日本人可能就消耗1份的煤警钥。所以我們的效率確實(shí)是非常之差的射疤,再加上由于燒煤這個(gè)事兒符殊,對(duì)我們的空氣、水的污染非常之大倾桩。
到底中國(guó)怎么發(fā)展?從2000年到2018年中國(guó)石油倘秸、天然氣的對(duì)外依存度數(shù)據(jù)來(lái)看,所謂依存度眼骗,就是我們到底要進(jìn)口多少?2018年我們進(jìn)口的天然氣大概是45%轨皮,進(jìn)口的石油依存度大概是70%。但我們現(xiàn)在一年開(kāi)發(fā)多少油呢?大概最大的產(chǎn)出量不到2億噸方秤,現(xiàn)在差不多1.9億噸這個(gè)樣子燎厘,但我們要用到6億噸這樣的油。接下來(lái)我們肯定是開(kāi)發(fā)不了這么多益锻,但對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)蠢琳,真正資源占比比較大的,相對(duì)來(lái)講就是煤镜豹。
自然界有它的一個(gè)安排傲须,中東那一塊油多,中國(guó)這一塊相對(duì)來(lái)講就是煤多趟脂。有些煤礦里面泰讽,十幾米全是煤,就堆在那個(gè)地方散怖,我們?cè)儆脵C(jī)器去把它挖出來(lái)就是煤菇绵,而且就是好煤。所以對(duì)我們中國(guó)來(lái)講镇眷,有一件事情是很有必要做的咬最,而且是戰(zhàn)略性的,就是怎么把我們已有的資源欠动,把我們的煤變成我們少有的油永乌、天然氣或者我們的化學(xué)品。這塊東西美國(guó)人不做具伍,因?yàn)樗麄兊挠统岢⑻烊粴夂芏啵静粫?huì)要用煤來(lái)做這個(gè)事兒枉俗。歐洲人做不做呢?歐洲人也不做咒娶。所以實(shí)際上這一塊東西,就是非常有中國(guó)特色的营俘,我們是一定要將此作為我們戰(zhàn)略的儲(chǔ)備吗罪。
但做完以后是不是馬上就開(kāi)成工廠大量生產(chǎn)?這個(gè)不一定,要看經(jīng)濟(jì)情況毛凶。經(jīng)濟(jì)有需求我就用它话贯,經(jīng)濟(jì)沒(méi)有需求我就不去用篡搓,但是我們一定要知道怎么做能把煤變成油,或者變成化學(xué)品露使,這個(gè)是我們一直在做的页镜。我想我們?cè)谧目赡芤灿泻芏嗳艘苍谧鲞@件事,而且這件事情還是中國(guó)人做得最好答肤。比如煤制油這一塊纸牌,我們中國(guó)16萬(wàn)噸年產(chǎn)量,煤制油做了好多愧杯,我們中國(guó)最大的一個(gè)煤制油的工廠在寧夏的寧東這塊地方黄刚。最大的一個(gè)裝置一年可以供我們生產(chǎn)400萬(wàn)噸油,這個(gè)量就是很大的民效。
中國(guó)還做了一件事就是把煤先變成甲醇,然后再把甲醇變成烯烴涛救。烯烴是一種碳和氫組成的化合物畏邢,它是重要的化工基礎(chǔ)原料。廣泛用于生產(chǎn)塑料检吆、橡膠舒萎、服裝、汽車蹭沛、家具臂寝、裝飾材料、包裝材料等多種產(chǎn)品摊灭。在工業(yè)上咆贬,烯烴主要通過(guò)石油裂解來(lái)生產(chǎn),也可以通過(guò)甲醇帚呼、乙醇等其他原料等制取呆逼。如果能直接利用煤生產(chǎn)烯烴,可以大大降低石油的消耗皮向。
煤變成甲醇以后嘲陋,再把甲醇變成烯烴,然后再把它變成聚烯烴盘荸,整個(gè)這是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈铸烈。以前烯烴我們都是怎么來(lái)的呢?都是煉油過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的石腦油,把石腦油裂解變成烯烴售检。10噸的原油大概可以煉3噸的石腦油砰吻,3噸的石腦油可以煉一噸的烯烴,10噸的原油才能搞出一噸烯烴來(lái)恼稠。我們中國(guó)大概一年消耗烯烴大概就4000萬(wàn)噸左右苦旋,也就是說(shuō)煉油能力就要到4億噸才能夠做這樣一件事』鹪危現(xiàn)在大家可以看到,有1000多萬(wàn)噸我們可以從煤中來(lái)偏秦,這解決了很大的一個(gè)問(wèn)題了液珠,所以這個(gè)對(duì)中國(guó)人來(lái)說(shuō)是很重要的。
但是一談到煤這件事辅甥,好多地方都打怵酝润,為什么打怵呢?因?yàn)槊阂粋€(gè)是有污染,一個(gè)就是中國(guó)還缺水璃弄。大家都知道要销,可能有些人對(duì)這個(gè)煤化工了解,要搞煤化工一定要用水夏块。我們到底怎么來(lái)解決這樣一個(gè)問(wèn)題?我先給大家看一看煤是一個(gè)什么樣的東西疏咐,別以為煤就是個(gè)炭,不是的脐供。你要把煤仔細(xì)看到里面浑塞,它有很多分子。自然界經(jīng)過(guò)光合作用政己,把二氧化碳跟水什么東西弄在一起酌壕,氫同碳弄在一起就變成不同的芳烴。這樣一個(gè)烴的分子后面再埋在地下去以后歇由,這些分子慢慢就在這個(gè)里面了卵牍,這些分子好多都是我們需要的。
那么大家在想桌懊,有沒(méi)有可能直接把煤用催化劑把它像剪刀一樣剪下來(lái)陋锚,變成我們需要的東西呢?大家知道,石油煉制它是用催化劑把這個(gè)油品剪斷以后英嬉,拿出我們需要的東西來(lái)液炼。那么那一天有沒(méi)有可能這個(gè)煤也找到一個(gè)催化劑,或者怎么樣把它剪斷雄工,不就是我們需要的東西了嗎?
1924年枕络,有兩個(gè)德國(guó)人,一個(gè)叫弗朗茲·費(fèi)歇爾番产,一個(gè)叫漢斯·托羅普施搜澈,他們就把這個(gè)過(guò)程弄出來(lái),叫“費(fèi)托過(guò)程”逞翰。九十多年來(lái)乏傀,一直是這樣一個(gè)過(guò)程。“費(fèi)托過(guò)程”是怎么做的呢?是用一個(gè)水跟一氧化碳反應(yīng)吝都,變成了氫氣加二氧化碳杆坪,就是水煤氣變化反應(yīng)淋袖。接下來(lái)再用氫氣把一氧化碳的氧給拿掉,變成了水锯梁,一氧化碳跟氫反應(yīng)就變成了CH2(低碳烯烴)即碗。我們現(xiàn)在做了個(gè)什么事呢?這十幾年我們就做了一件事兒,就是不用費(fèi)托反應(yīng)這個(gè)催化劑了陌凳,而用另外一種氧化物作為催化劑剥懒,直接用催化劑把這個(gè)一氧化碳跟這個(gè)氧反應(yīng),變成了二氧化碳合敦,這個(gè)碳跟這個(gè)氫反應(yīng)變成了這個(gè)東西初橘。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是不用水了,再循環(huán)是沒(méi)有了;還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是把這三步的反應(yīng)最后變成一步了充岛。
現(xiàn)在世界上做得最好的保檐,比如做烯烴,也就做到58%的轉(zhuǎn)化率崔梗。我們就用這個(gè)反應(yīng)去做展东,因?yàn)樗x擇性高了,它一下可以做到百分之九十幾的轉(zhuǎn)化率炒俱。大家知道,這個(gè)百分五十八同百分九十幾可是差別很大了估浴。這件事情出來(lái)以后没靖,我們不光是就做這樣一個(gè)反應(yīng),我們把這個(gè)概念進(jìn)一步推廣酒管,它實(shí)際上是一個(gè)平臺(tái)驱宴,最起碼可以少用水,少排二氧化碳拌艳,少耗能歧衡,因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程就節(jié)能,而且它的反應(yīng)選擇性高橙樟。所以這個(gè)過(guò)程也就是一個(gè)綠色的過(guò)程庸颂,我為什么講催化能夠來(lái)支撐綠色發(fā)展呢?支撐這個(gè)協(xié)調(diào)發(fā)展呢?那這個(gè)也就是我們做的一件事,就通過(guò)催化在煤化工當(dāng)中來(lái)支撐綠色發(fā)展這樣一件事沸稻。