Ускорение создания новых качественных производительных сил, сокращение выбросов углерода, сложение технологий.

Производительность нового качества отличается от традиционных производительных сил, включает в себя новые области, высокое техническое содержание, опираясь на инновационный драйвер является ключевым. С экономической точки зрения, производительные силы нового качества представляют собой скачок производительных сил, в котором научно - технические инновации играют ведущую роль в производительных силах, высокой энергии, высокого качества, в отличие от развития производительных сил, которые полагаются на значительные ресурсы и сильно потребляют ресурсы и энергию, производительные силы, которые избавились от традиционного пути роста и отвечают требованиям высококачественного развития, являются производительными силами, которые более интегрированы в цифровую эпоху и в большей степени отражают новую коннотацию.

После реформы и открытости экономическое развитие Китая прошло этап быстрого роста, но с переходом на этап высококачественного развития прежний подход, основанный главным образом на инвестициях ресурсных элементов для содействия экономическому росту, больше не работает.

Предложение новых качественных производительных сил означает не только продвижение промышленных инноваций с помощью научно - технических инноваций, но и воплощение инициативы по созданию новых конкурентных преимуществ с модернизацией промышленности и завоеванию развития.

« Новые индустрии», « отрасли будущего» и « производительные силы нового качества» взаимосвязаны, четкие сигналы, богатая коннотация - активное развитие, культивирование новых отраслей и отраслей будущего, с научно - техническими инновациями, ведущими к всестороннему омоложению промышленности, что приводит к постоянному появлению новых точек экономического роста.

В соответствии с целью « двойного углерода» производительным силам нового качества был дан « зеленый » фон эпохи, который органично сочетает развитие производительных сил и защиту экологической среды, способствует зеленой трансформации промышленной экономики и гармоничному симбиозу человека и природы, чтобы стать консенсусом.

Согласно докладу МЭА о выбросах CO2 за 2022 год, выбросы CO2 в результате глобального потребления энергии и промышленных процессов в 2022 году выросли на 0,9% до 36,8 млрд. тонн, из которых выбросы CO2 в результате потребления энергии выросли на 423 млн. тонн, а выбросы CO2 в результате промышленных процессов снизились на 102 млн. тонн. Карбоновые пики, углеродно - нейтральные пути и длинные, и в настоящее время страны по всему миру все еще ищут « оптимальное решение» на пути сокращения выбросов углерода.

Сокращение выбросов - это не сокращение производительности и не отсутствие выбросов, а путь экологического приоритета и зеленого низкоуглеродного развития. В настоящее время энергетическая и химическая промышленность срочно нуждается в развитии новых качественных производительных сил, избавлении от традиционного пути сокращения выбросов углерода и поиске более эффективного и высококачественного зеленого низкоуглеродного пути.

Новый путь сокращения выбросов углерода I

Технологии улавливания, использования и хранения диоксида углерода

улавливание, использование и хранение диоксида углерода (CCUS) - это новое развитие технологии улавливания и хранения углерода (CCS), то есть улавливание углекислого газа, выделяемого в процессе производства, а затем ввод в новый производственный процесс для реализации рециркуляции и повторного использования, а не простого хранения; По сравнению с CCS, CCUS может ресурсизировать CO2, генерировать экономические выгоды и быть более реалистичным в эксплуатации. Сокращение выбросов углерода в Китае является жестким во времени, интенсивным, доля ископаемых источников энергии высока, поэтому мы должны использовать комбинированную технологию для обеспечения достижения цели, в то же время, с точки зрения оптимизации комбинации с новой энергией, CCUS может сделать ископаемую энергию конкурентоспособной с новой энергией, ископаемая энергия + CCUS и новая энергия дополняют друг друга, могут обеспечить поддержку экономического и социального развития, энергетической безопасности и достижения цели « двойного углерода».

С выдвижением цели « двойного углерода» в Китае и продвижением работы по сокращению выбросов углерода, исследования и разработки и развертывание технологии CCUS получили большое внимание, находятся на стадии быстрого развития, и ожидается, что в будущем будут сформированы новые отрасли с технологической экономикой. Ли Ян, академик Китайской инженерной академии и специалист по геологии и разработке нефтегазовых месторождений, предложил, что CCUS является неизбежным выбором для глубокого сокращения выбросов углерода в промышленности, является опорной технологией для новых энергетических систем и важным техническим средством для эффективного снижения затрат на сокращение выбросов углерода.

Согласно докладу Международного энергетического агентства, ожидается, что к 2050 году сталелитейная промышленность примет обычные программы сокращения выбросов, такие как совершенствование процессов, повышение эффективности, замена энергии и сырья, и сохранит 34% выбросов углерода, а оставшиеся выбросы углерода превысят 8%, даже если будет достигнут значительный прорыв в технологии прямого восстановления железа водородной энергией; После того, как цементная промышленность приняла обычную программу сокращения выбросов, оставшиеся 48% выбросов углерода остаются. CCUS является неизбежным выбором для глубокого сокращения выбросов углерода в этих отраслях.

Какую роль играет технология CCUS в « двойном углероде» процессе? Ли Ян сказал, что мы должны начать с потребительской стороны, проанализировать характеристики выбросов углерода, в соответствии с национальной стратегией развития энергетики и промышленности, создать модель взаимодействия между энергетикой, промышленностью и CCUS, построить метод расчета поглощения углерода CCUS, оценить вклад CCUS в достижение углеродной нейтральности. Согласно текущим технологическим разработкам, ожидается, что к 2050 году вклад CCUS в сокращение выбросов достигнет 1 млрд. тонн в год, сокращение выбросов на 10 - 15%.

Китайская нефтехимическая компания ранее провела исследования и демонстрацию технологий улавливания, использования и хранения углекислого газа и в настоящее время вступила в стадию исследований и разработок по всей технологической цепочке и крупномасштабной демонстрации. Общая идея исследования заключается в систематическом изучении пяти измерений улавливания, транспортировки, использования, хранения и безопасности, и был достигнут ряд важных результатов.

Во - первых, формирование трех основных технологий улавливания источников выбросов и демонстрационное применение, технический уровень синхронизирован с международным, имеет хорошие перспективы применения. Во - вторых, сформировалась технология дренажа и хранения низкопроницаемых и высоководосодержащих нефтяных залежей, эти два типа нефтяных залежей являются важными областями для увеличения запасов и производства в нашей стране, технология дренажа углекислого газа решает проблему « неуправляемого и не извлекаемого » развития низкопроницаемых нефтяных залежей, эффективно способствует увеличению запасов и производства; Старые нефтяные месторождения с высоким содержанием воды составляют более 60% от общей добычи нефти в стране, углекислыйгаз имеет эффект « водонепроницаемого замещения нефти», может эффективно вытеснить остатки нефти из высоководных нефтяных месторождений, продлить жизненный цикл нефтяных месторождений. Благодаря исследованиям, проведенным в последние годы, была сформирована вспомогательная технология для хранения нефти из углекислого газа, и была создана технология оценки потенциала хранения углерода и проверки сокращения углерода, а также оценки безопасности на протяжении всего жизненного цикла, чтобы достичь « беспроигрышных» увеличения и хранения. Согласно исследованиям, Китай подходит для геологических запасов углекислого газа почти 20 миллиардов тонн, может увеличить добычу сырой нефти более чем на 2 миллиарда тонн, хранить более 10 миллиардов тонн углекислого газа, в то время как увеличение добычи сырой нефти для обеспечения безопасности поставок нефти и газа в страну, но также и для реализации хранения углекислого газа. Эти возросшие объемы сырой нефти выбрасывают меньше углекислого газа при добыче, переработке, использовании и транспортировке, чем при хранении, и поэтому могут быть названы "зеленым маслом". В - третьих, технология минерализации и преобразования углекислого газа имеет множество сценариев применения, как для обработки твердых отходов, так и для извлечения специальных ресурсов, в то же время для достижения сокращения выбросов углерода, для достижения использования твердых отходов и производства высокоценных продуктов. Китайская нефтехимическая компания разработала технологию минерализации фосфорного гипса углекислого газа на газовом месторождении Пугуан, чтобы отреагировать на углекислыйгаз и фосфорный гипс из выхлопных газов, образующихся на газовом месторождении Пугуан, и преобразовать его в композитные удобрения на основе карбоната кальция и серы для достижения высокой утилизации кальция и серы в фосфорном гипсе.

Новый путь сокращения выбросов углерода II

Биопроизводство

Использование ископаемых источников энергии в значительной степени способствовало развитию материальной цивилизации, но кризис ресурсов, энергетики и окружающей среды, вызванный их массовым использованием, ставит новые задачи перед человеческим обществом, и ожидается, что в будущем будут изменены новые модели производства и образ жизни. Академик Китайской инженерной академии, профессор Нанкинского технологического университета, директор Национального научно - исследовательского центра биохимической инженерии Инь Ханьцзе предложил, что развитие « солнечной экономики» (биоэкономики) является важным решением для смягчения кризиса человеческого общества, а биотехнология стала новой стратегической промышленной технологией, которая конкурирует за развитие всех стран после информационных технологий.

В последние годы крупнейшие экономики мира сосредоточили свое внимание на биообрабатывающей промышленности, сформулировали соответствующую политику и активно развернули индустрию биопроизводственных технологий. В « Перспективе промышленной биотехнологии» Европейского союза предлагается, что к 2030 году сырье на биологической основе заменит 6 - 10% химического сырья, а 30 - 60% тонких химических веществ будут получены на биологической основе. В дорожной карте США по биомассе говорится, что к 2030 году продукты на основе биомассы заменят 25% органических химических веществ и 20% ископаемого топлива.

По сравнению с прямым использованием углекислого газа через улавливание углерода и другие методы, биопроизводство - это косвенное использование углекислого газа через биомассу, снижение выбросов углерода путем использования углерода, сокращения выбросов углерода, замены углерода и конвергенции углерода, обеспечение более качественной материальной базы и среды обитания для человеческой жизни, содействие « индустриализации сельского хозяйства, индустриализации зеленых», содействие развитию новых промышленных состояний в направлении зеленой, эффективной и высокой стоимости.

По данным Всемирной организации экономического сотрудничества (ОЭСР), в 2018 году около 3% химических веществ в мире были получены из биопроизводства, и ожидается, что около 35% химических веществ на основе углерода и других промышленных продуктов будут получены из биопроизводства в 2030 году и достигнут более 50% к 2060 году. По словам Ханьцзе, биопроизводство откроет новые исходные материалы и маршруты для зеленого производства химических веществ и материалов, что позволит преобразовать и модернизировать традиционные химические продукты и производственные процессы и будет способствовать углеродной нейтральности.

Например, "трифенил" является важным базовым сырьем в традиционной промышленности и может быть получен в процессе биопроизводства. В процессе биологической реакции молочная кислота, фурфурол, янтарная кислота, лайкановая кислота, акриловая кислота, капронамид и другие платформенные соединения могут производить большое количество продуктов ниже по течению нефтехимии.

Этилен является основным химическим сырьем с наибольшим объемом производства и является ядром нефтехимической промышленности. В настоящее время крупные мировые производители биополиэтилена, такие как Braskem в Бразилии, DuPont в Соединенных Штатах, Saudi Basic Industries Corporation, Mitsubishi в Японии и другие, постепенно открывают завод биоэтилена и процесс производства биополиэтилена. По сравнению с традиционными химическими процессами технология производства сахарного тростника - этилена позволяет сократить потребление энергии примерно на 60% и выбросы парниковых газов на 40%; Биологическая основа 1, 4 - бутадианол (BDO) может сократить выбросы парниковых газов более чем на 70%; Вклад полиоксижирных кислот на основе целлюлозы (PHA) в сокращение выбросов парниковых газов даже превышает 90%. Успешное массовое производство биоэтилена обеспечивает новые возобновляемые источники сырья и новые методы производства для производства этилена, предлагая наиболее перспективные модели для устойчивого развития традиционной химической промышленности.

Новый путь сокращения выбросов углерода III

Крупномасштабные возобновляемые источники энергии

Производство водорода и эффективное хранение водорода

В соответствии с целью « двойного углерода» водородная энергия является неизбежным выбором для достижения глубокой декарбонизации нефтехимической промышленности. По данным агентства, спрос на водород в Китае в 2021 году составит около 33 миллионов тонн, из которых более 28 миллионов тонн будут использованы в нефтехимической промышленности. В настоящее время водород в Китае в основном поступает из ископаемых источников энергии, 64% от производства водорода из угля и 14% от производства водорода из природного газа. По приблизительным оценкам, для производства 28 миллионов тонн водорода требуется около 500 миллионов тонн углекислого газа. Продвижение « зеленого водорода вместо серого водорода» разумным образом (возобновляемые источники энергии разлагают воду для производства водорода вместо производства водорода из ископаемых источников) может значительно снизить выбросы углерода в отрасли, что, в свою очередь, приведет к поглощению углерода или даже отрицательному выбросу углерода.

Зеленый водород производится путем разложения воды с помощью возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и энергия ветра, и в основном не производит парниковых газов в процессе производства. Его промышленная цепочка в верхнем течении связана с новыми энергетическими отраслями, такими как фотоэлектричество и ветроэнергетика, а в нижнем течении применяется в химической, металлургической, транспортной и других отраслях промышленности, что играет важную роль в содействии зеленой трансформации современной промышленной системы.

30 августа был полностью завершен и введен в эксплуатацию крупнейший в Китае проект прямого производства зеленого водорода из фотоэлектрических источников - демонстрационный проект зеленого водорода на складе в Синьцзяне. Этот проект является первым крупномасштабным проектом по производству водорода с использованием фотоэлектрической энергии в Китае, мощность производства водорода в электролизной воде составляет 20 000 тонн в год, мощность хранения водорода - 210 000 стандартных кубических метров, пропускная способность водорода - 28 000 стандартных кубических метров в час, что позволяет сократить выбросы углекислого газа на 485 000 тонн в год. Все произведенные в рамках проекта зеленые водороды поставляются для переработки реки Тахэ и используются для производства водорода из природного газа, используемого в нефтепереработке, для реализации низкоуглеродного развития современной переработки нефтепродуктов и связи между зеленым и водородом, что позволяет крупномасштабному применению зеленого водорода в Китае достичь нулевого прорыва.

Столкнувшись с техническими проблемами производства водорода возобновляемыми волновыми источниками энергии, Petrochemic China самостоятельно разработала программное обеспечение для оптимизации конфигурации водорода для производства зеленой электроэнергии, Соответствие синхронной реакции оборудования управления электроэнергией и оборудования для производства водорода, реализовала « движение с зарядом», значительно улучшила адаптивность к колебаниям, проект также сформировал набор инновационных технологий для прогнозирования фотоэлектрической генерации, автоматизированного управления электроводородной связью, может в соответствии с фотоэлектрической ситуацией прогнозировать производство водорода и внешнюю передачу, осуществлять автоматический расчет и управление производством, хранением и передачей, всепогодный адаптивный и недорогой стабильной работой и реализовывать « производство интеллектуальной энергии». Кроме того, проект завершил 10 000 тонн электролитической воды для производства водорода и инженерного набора технологий, технологии хранения и транспортировки зеленого водорода, технологии выпрямления тиристоров, интеллектуальных систем управления и других инновационных достижений.

В настоящее время хранение и транспортировка водорода является ключевым узким местом, ограничивающим развитие водородной энергии. В настоящее время в мире существует серьезная нехватка эффективных и безопасных технологий хранения и транспортировки водорода, что приводит к избыточным мощностям водорода на переднем крае, недостаточному предложению водорода на заднем конце и низкой доле зеленого водорода. Водород трудно хранить при нормальных температурах и атмосферном давлении, как правило, с использованием газообразного хранения водорода высокого давления или низкотемпературного жидкого хранения водорода, трудно решить основную проблему безопасности.

Пан Фушэн, академик Китайской инженерной академии и член Азиатско - тихоокеанской академии материаловедения, предложил, что материалы для хранения энергии на основе магния имеют преимущества богатых запасов ресурсов, низкой стоимости и высоких характеристик безопасности, а также дружественной окружающей среды и являются перспективным новым поколением материалов для хранения энергии. Как только технология достигнет прорыва в индустриализации, рыночный потенциал может достигать более триллиона долларов. В настоящее время исследования Китая в области материалов для хранения энергии на основе магния находятся на переднем крае мира.

Магний является самым плотным металлическим материалом для хранения водорода из всех твердотельных материалов для хранения водорода, теоретически плотность хранения водорода может достигать 1000 раз плотности газообразного водорода и 1,5 раза плотности жидкого водорода. В то же время, поскольку хранение водорода в магнии является нормальной температурой и нормальным давлением, это может значительно снизить затраты, а безопасность намного выше, чем хранение водорода в газообразном и жидком состоянии высокого давления.

Тем не менее, в настоящее время твердотельные материалы для хранения водорода на основе магния сталкиваются с множеством проблем, таких как термодинамическая стабильность, динамические свойства и циклические свойства поглощения и выделения водорода. Как спроектировать состав материала, изменить путь реакции, значительно снизить температуру реакции, исследовать состав высокопроизводительного материала для хранения водорода; Как способствовать диссоциации, диффузии, связыванию водорода, повысить динамические свойства реакции, улучшить скорость всасывания и высвобождения водорода; Как улучшить стабильность химического состава и свойств самого материала после взаимодействия материала с водородом стало неотложной задачей.