Acelerar la formación de nuevas fuerzas productivas cualitativas para restar las emisiones de carbono y agregar tecnología

La nueva productividad cualitativa es diferente de la productividad tradicional, que involucra nuevos campos y alto contenido tecnológico, y confiar en el impulso de la innovación es la clave. Desde el punto de vista económico, las nuevas fuerzas productivas cualitativas representan un salto en las fuerzas productivas, que son las fuerzas productivas en las que la innovación científica y tecnológica desempeña un papel de liderazgo, la eficiencia y la Alta calidad, que se distinguen del modo de desarrollo de las fuerzas productivas que depende de una gran inversión de recursos y un alto consumo de recursos y energía, las fuerzas productivas que se deshacen del camino de crecimiento tradicional y cumplen con los requisitos de desarrollo de alta calidad, y las fuerzas productivas más integradas y reflejan nuevas connotaciones en la era digital.

Desde la reforma y la apertura, el desarrollo económico de China ha experimentado una etapa de rápido crecimiento, pero a medida que entra en una etapa de desarrollo de alta calidad, la forma en que en el pasado se basaba principalmente en la inversión de elementos de recursos para promover el crecimiento económico ya no funciona.

La propuesta de nuevas fuerzas productivas cualitativas no solo significa promover la innovación industrial con la innovación científica y tecnológica, sino que también refleja la iniciativa de construir nuevas ventajas competitivas y ganar el desarrollo con la modernización industrial.

Las "industrias emergentes", "industrias futuras" y las "nuevas fuerzas productivas cualitativas" están interrelacionadas, con señales claras y connotaciones ricas: desarrollar activamente, cultivar industrias emergentes e industrias futuras, liderar la revitalización integral de la industria con la innovación científica y tecnológica y promover la aparición continua de nuevos puntos de crecimiento económico.

Bajo el objetivo de "doble carbono", la nueva productividad cualitativa ha recibido el Fondo de los tiempos "verde", combinando orgánicamente el desarrollo de la productividad y la protección del medio ambiente ecológico, y promoviendo la transformación verde de la economía industrial y la coexistencia armoniosa entre el hombre y la naturaleza se ha convertido en un consenso.

La Agencia Internacional de Energía publicó el informe de emisiones de dióxido de carbono 2022, que muestra que las emisiones de dióxido de carbono generadas por el consumo mundial de energía y los procesos industriales aumentaron un 0,9% en 2022, hasta 36.800 millones de toneladas, de las cuales las emisiones de dióxido de carbono generadas por el consumo de energía aumentaron en 423 millones de toneladas y las emisiones de dióxido de carbono generadas por los procesos industriales disminuyeron en 102 millones de toneladas. El Pico de carbono, el canal de neutralidad de carbono y la larga resistencia, los países de todo el mundo todavía están buscando la "solución óptima" en la ruta de reducción de emisiones de carbono.

La reducción de emisiones no es reducir la productividad ni no emitir, sino seguir el camino de la prioridad ecológica y el desarrollo verde y bajo en carbono. En la actualidad, la industria energética y química necesita urgentemente desarrollar nuevas fuerzas productivas cualitativas, deshacerse del camino tradicional de reducción de carbono y encontrar un camino verde y bajo en carbono de mayor eficiencia y calidad.

Nueva ruta de reducción de carbono I

Tecnología de captura, utilización y almacenamiento de dióxido de carbono

La captura, utilización y almacenamiento de dióxido de carbono (ccus) es un nuevo desarrollo de la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (ccs), es decir, la captura de dióxido de carbono emitido durante la producción y luego la inversión en nuevos procesos de producción para lograr el reciclaje en lugar de simplemente el almacenamiento; En comparación con ccs, ccus puede reciclar dióxido de carbono, generar beneficios económicos y ser más práctico. China tiene un tiempo apretado de reducción de emisiones de carbono, una gran intensidad y una alta proporción de energía fósil, por lo que debe adoptar una combinación de objetivos de garantía técnica para lograr. al mismo tiempo, en términos de optimización de la combinación con la nueva energía, ccus puede hacer que la energía fósil compita con la nueva energía. la energía fósil + ccus y la nueva energía se complementan entre sí, lo que puede proporcionar apoyo para el desarrollo económico y social, la seguridad energética y el logro de los objetivos de "doble carbono".

Con la propuesta del objetivo de "doble carbono" de China y el avance de la reducción de emisiones de carbono, la investigación y el desarrollo y el despliegue de la tecnología ccus han sido muy valorados y se encuentran en una etapa de rápido desarrollo, y se espera que formen industrias emergentes con economía tecnológica en el futuro. Li yang, académico de la Academia China de ingeniería y experto en geología y Ingeniería de desarrollo de petróleo y gas, propuso que ccus es una opción inevitable para la reducción profunda de carbono en la industria industrial, una tecnología de punto de apoyo para el nuevo sistema energético y un medio técnico importante para reducir eficazmente el costo de la reducción de carbono.

El informe de la Agencia Internacional de energía muestra que se espera que para 2050, después de que la industria siderúrgica adopte programas convencionales de reducción de emisiones como la mejora de procesos, la mejora de la eficiencia y la sustitución de energía y materias primas, todavía quede el 34% de las emisiones de carbono, incluso si se logra un gran avance en la Tecnología de reducción directa de hierro por hidrógeno, las emisiones restantes de carbono superarán el 8%; Después de que la industria del cemento adoptó el plan convencional de reducción de emisiones, todavía queda el 48% de las emisiones de carbono. Ccus es una opción inevitable para reducir profundamente el carbono en estas industrias.

¿¿ qué papel juega la tecnología ccus en el proceso de "doble carbono"? Li Yang dijo que es necesario comenzar desde el lado del consumo, analizar las características de las emisiones de carbono, establecer un modelo de relación interactiva entre la energía, la industria y ccus de acuerdo con la estrategia nacional de desarrollo energético e industrial, construir un método de cálculo del secuestro de carbono de ccus y evaluar la contribución de ccus a la neutralidad del carbono. Según el desarrollo tecnológico actual, se espera que para 2050, la contribución de reducción de emisiones de ccus alcance los mil millones de toneladas por año, con una reducción de emisiones del 10% al 15%.

Sinopec llevó a cabo la investigación y demostración de la tecnología de captura, utilización y almacenamiento de dióxido de carbono antes, y ahora ha entrado en la etapa de investigación y desarrollo de toda la cadena tecnológica y demostración a gran escala. La idea general de la investigación es llevar a cabo una investigación sistemática en torno a las cinco dimensiones de captura, transporte, utilización, sellado y seguridad, y se han logrado una serie de resultados importantes.

El primero es formar tres tecnologías principales de captura de fuentes de emisión y aplicarlas de demostración. el nivel técnico está sincronizado con el internacional y tiene buenas perspectivas de aplicación. En segundo lugar, se han formado tecnologías de expulsión y sellado de petróleo en depósitos de baja permeabilidad y alto contenido de agua. estos dos tipos de depósitos son áreas importantes para aumentar las reservas y la producción en china. la tecnología de expulsión de petróleo de dióxido de carbono ha resuelto el problema de que el desarrollo de inyección de agua en depósitos de baja permeabilidad "no se puede inyectar ni producir" y ha promovido efectivamente el aumento de las reservas y la producción. Los campos petroleros antiguos con alto contenido de agua representan más del 60% de la producción total de petróleo del país, y el dióxido de carbono tiene el efecto de "permeabilidad al agua para reemplazar el petróleo", que puede expulsar eficazmente el petróleo restante de los campos petroleros con alto contenido de agua y prolongar el ciclo de vida de los campos petroleros. A través de la investigación clave en los últimos años, se ha formado una tecnología de apoyo para el almacenamiento de inundaciones de dióxido de carbono, y se han establecido tecnologías de evaluación del potencial de almacenamiento de carbono y verificación de reducción de carbono, evaluación de Seguridad de todo el ciclo de vida, logrando una "situación beneficiosa para todos" para el aumento y almacenamiento de petróleo. Según el estudio, las reservas geológicas adecuadas para la expulsión de petróleo por dióxido de carbono en China son de casi 20 mil millones de toneladas, lo que puede aumentar la producción de petróleo crudo en más de 2 mil millones de toneladas y sellar más de 10 mil millones de toneladas de dióxido de carbono. al tiempo que aumenta la producción de petróleo crudo para garantizar la seguridad del suministro nacional de petróleo y gas, también se logra el almacenamiento de dióxido de carbono. Estos crudos que aumentan la producción emiten menos dióxido de carbono que los sellados durante su extracción, procesamiento, utilización y transporte, por lo que se puede decir que son "verdes". En tercer lugar, la tecnología de transformación de mineralización de dióxido de carbono, con una variedad de escenarios de aplicación, no sólo puede tratar y utilizar residuos sólidos, sino también extraer recursos especiales, al tiempo que realiza la reducción de emisiones de carbono, realiza la utilización de recursos de residuos sólidos y la producción de productos de alto valor. Sinopec ha desarrollado la tecnología de fosfoyeso mineral de dióxido de carbono en el campo de gas de puguang, que reacciona con el dióxido de carbono producido en el gas de escape del campo de gas de Puguang y lo convierte en carbonato de calcio y fertilizantes compuestos a base de azufre para lograr el reciclaje de alto valor de los recursos de calcio y azufre en el fosfoyeso.

Nueva ruta de reducción de carbono II

Tecnología de fabricación biológica

El uso de la energía fósil ha promovido en gran medida el desarrollo de la civilización material, pero la crisis de recursos, energía y medio ambiente causada por su uso masivo está lanzando nuevos desafíos a la sociedad humana, y la gente espera un nuevo modelo de producción y cambio de estilo de vida en el futuro. Ying hanjie, académico de la Academia China de ingeniería, Profesor de la Universidad Tecnológica de Nanjing y Director del Centro Nacional de investigación de tecnología de ingeniería bioquímica, propuso que el desarrollo de la "economía del sol" (bioeconomía) es una solución importante para aliviar la crisis social humana, y la biotecnología se ha convertido en una nueva tecnología industrial estratégica que los países compiten por desarrollar después de la tecnología de la información.

En los últimos años, las principales economías del mundo se han centrado en la industria de fabricación biológica, han formulado políticas relevantes y han diseñado activamente la industria de tecnología de fabricación biológica. El plan a largo plazo de biotecnología industrial de la UE propone que para 2030, las materias primas a base biológica reemplazarán entre el 6% y el 10% de las materias primas químicas, y entre el 30% y el 60% de los productos químicos finos serán obtenidos por base biológica. La hoja de ruta de la tecnología de biomasa de Estados Unidos señala que los productos a base biológica reemplazarán al 25% de los productos químicos orgánicos y al 20% de los combustibles fósiles para 2030.

En comparación con el uso directo del dióxido de carbono a través de métodos como la captura de carbono, la fabricación Biológica utiliza indirectamente el dióxido de carbono a través de la biomasa para reducir las emisiones de carbono mediante el uso del carbono, la reducción de emisiones de carbono, el reemplazo de carbono y la convergencia de carbono, proporcionar una base material de mayor calidad y un entorno de vida para la vida humana, promover la "industrialización agrícola y la ecologización industrial" y promover el desarrollo de nuevos formatos hacia el verde, eficiente y de alto valor.

Según las estadísticas de la Organización Mundial para la cooperación y el Desarrollo Económicos (ocde), alrededor del 3% de los productos químicos del mundo provenían de la fabricación biológica en 2018, y se espera que alrededor del 35% de los productos químicos a base de carbono y otros productos industriales provengan de la fabricación biológica en 2030, alcanzando más del 50% en 2060. Ying hanjie dijo que la fabricación biológica abrirá nuevas materias primas y rutas para la fabricación verde de productos químicos y materiales, permitirá la transformación y mejora de los productos químicos tradicionales y los procesos de producción, y favorecerá la neutralidad del carbono.

Por ejemplo, el "trieno - triclorobenceno" es una materia prima básica importante en las industrias tradicionales y se puede obtener a través de procesos de fabricación biológica. Por su parte, los compuestos de plataforma como el ácido láctico, el furfural, el ácido succínico, el ácido itaconico, el ácido nucleico y el caproamida en el proceso de reacción biológica pueden derivar una gran cantidad de productos petroquímicos aguas abajo.

El etileno es la materia prima química básica con mayor producción y el núcleo de la industria petroquímica. En la actualidad, los principales productores mundiales de polietileno a base biológica, como braskem en brasil, DuPont en los Estados unidos, Saudi Basic Industries Corporation y Mitsubishi en japón, han abierto gradualmente fábricas de etileno biológico y procesos de producción para la preparación de polietileno a base biológica. En comparación con los procesos químicos tradicionales, la tecnología de caña de azúcar y etileno puede reducir el consumo de energía en aproximadamente un 60% y las emisiones de gases de efecto invernadero en un 40%; El biogrupo 1, 4 - butanodiol (bdo) puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en más del 70%; La contribución de los polihidroxiácidos grasos a base de celulosa (pha) a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero incluso superó el 90%. El éxito de la producción a gran escala de etileno biológico proporciona nuevas materias primas renovables y nuevos métodos de producción para la fabricación de etileno, y proporciona el modelo más prometedor para el desarrollo sostenible de la industria química tradicional.

Nueva ruta de reducción de carbono 3

Energías renovables a gran escala

Tecnología de producción de hidrógeno y almacenamiento de hidrógeno de alta eficiencia

Bajo el objetivo de "doble carbono", la energía de hidrógeno es una opción inevitable para lograr una descarbonización profunda en la industria petroquímica. Los datos de las instituciones relevantes muestran que la demanda de hidrógeno de China en 2021 es de unos 33 millones de toneladas, de las cuales más de 28 millones de toneladas se utilizan en la industria petroquímica. En la actualidad, el hidrógeno de China proviene principalmente de la energía fósil, el 64% de la producción de hidrógeno a partir del carbón y el 14% de la producción de hidrógeno a partir del gas natural. según cálculos aproximados, la producción de 28 millones de toneladas de hidrógeno requiere casi 500 millones de toneladas de dióxido de carbono. Promover la "sustitución del hidrógeno Verde por el hidrógeno gris" de una manera razonable (la producción de hidrógeno por agua descompuesta por energías renovables en lugar de la producción de hidrógeno por energía fósil) puede reducir considerablemente las emisiones de carbono de la industria y, a su vez, obtener un efecto de fijación de carbono o incluso emisiones negativas de carbono.

El hidrógeno verde se obtiene descomponiendo el agua a través de fuentes de energía renovables como la energía solar y eólica. básicamente no se producen gases de efecto invernadero en el proceso de producción. la parte superior de su cadena industrial está conectada con nuevas industrias energéticas como la fotovoltaica y la energía eólica. la aplicación aguas abajo en industrias químicas, metalúrgicas y de transporte desempeña un papel importante en la promoción de la transformación verde del sistema industrial moderno.

El 30 de agosto, se completó y puso en funcionamiento el mayor proyecto de producción directa de hidrógeno verde de generación de energía fotovoltaica de china, el proyecto de demostración de hidrógeno verde de Xinjiang kuqa. Este proyecto es el primer gran proyecto de producción de hidrógeno fotovoltaico a gran escala en china, con una capacidad de producción de hidrógeno de agua electrolítica de 20000 toneladas por año, una capacidad de almacenamiento de hidrógeno de 210000 metros cúbicos estándar y una capacidad de transporte de hidrógeno de 28000 metros cúbicos estándar por hora, lo que puede reducir las emisiones de dióxido de carbono en 485000 toneladas por año. Todo el hidrógeno verde producido por el proyecto se suministra a la refinación y química de tahe para reemplazar la producción de hidrógeno a partir del gas natural utilizado en el refinamiento y procesamiento, lograr un desarrollo bajo en carbono de acoplamiento entre el procesamiento moderno de petróleo y el hidrógeno verde, y lograr un avance cero en la aplicación a escala industrial del hidrógeno verde en china.

Frente a los problemas técnicos de la producción de hidrógeno a partir de fuentes de energía volátiles renovables, Sinopec ha emparejado la respuesta síncrona de los equipos de control eléctrico con los equipos de producción de hidrógeno mediante el desarrollo independiente de software de optimización de la configuración de producción de hidrógeno de energía verde, logrando una "carga con la fuente" y mejorando considerablemente La adaptabilidad a las fluctuaciones. el proyecto también ha formado un conjunto de tecnologías innovadoras de control automático de la generación de energía fotovoltaica de predicción colectiva y acoplamiento de hidrógeno eléctrico, que pueden predecir la producción de hidrógeno y la exportación de acuerdo con la situación de la generación de energía fotovoltaica, realizar el cálculo automático y el control de la producción, almacenamiento y transmisión, y todo el proceso funciona de manera adaptativa, de bajo costo y estable, logrando una " Además, el proyecto ha completado sucesivamente logros innovadores como el proceso de producción de hidrógeno de agua electrolítica de 10.000 toneladas y el conjunto completo de tecnología de ingeniería, la tecnología de almacenamiento y transporte de hidrógeno verde, la tecnología de rectificación de tirón y la investigación y el desarrollo de sistemas de control inteligentes.

En la actualidad, el almacenamiento y el transporte de hidrógeno son los cuellos de botella clave que limitan el desarrollo de la energía del hidrógeno. En la actualidad, hay una grave falta de tecnología de almacenamiento y transporte de hidrógeno eficiente y segura en todo el mundo, lo que resulta en un exceso de capacidad de hidrógeno en la parte delantera, un suministro insuficiente de hidrógeno en la parte trasera y una baja proporción de hidrógeno Verde. El hidrógeno es difícil de almacenar a temperatura y presión normales, y generalmente se utiliza gas de alta presión para almacenar hidrógeno o líquido a baja temperatura para almacenar hidrógeno, lo que dificulta resolver problemas de Seguridad intrínseca.

Pan fusheng, académico de la Academia China de ingeniería y académico de la Academia de Ciencias de materiales de Asia y el pacífico, propuso que los materiales de almacenamiento de energía a base de magnesio tienen las ventajas de abundantes reservas de recursos, bajo costo, alto rendimiento de Seguridad y amigable con el medio ambiente, y son una nueva generación de materiales de almacenamiento de energía con gran potencial. Una vez que la tecnología logre un avance en la industrialización, el potencial del mercado puede alcanzar más de billones de dólares estadounidenses. En la actualidad, la investigación de China en el campo de los materiales de almacenamiento de energía a base de magnesio está a la vanguardia del mundo.

El magnesio es el material metálico con la densidad de almacenamiento de hidrógeno más alta de todos los materiales de almacenamiento de hidrógeno sólido. en teoría, la densidad de almacenamiento de hidrógeno puede alcanzar 1000 veces la densidad de hidrógeno gaseoso y 1,5 veces la densidad de hidrógeno líquido. Al mismo tiempo, debido a que el almacenamiento de hidrógeno de magnesio es a temperatura ambiente y presión atmosférica, puede reducir considerablemente los costos y la seguridad es mucho mayor que el almacenamiento de hidrógeno gaseoso y líquido a alta presión.

Sin embargo, en la actualidad, los materiales sólidos de almacenamiento de hidrógeno a base de magnesio se enfrentan a muchos problemas, como la estabilidad térmica, las propiedades cinéticas y las propiedades de absorción y liberación de hidrógeno por ciclo. Cómo diseñar la composición del material, cambiar la ruta de reacción, reducir significativamente la temperatura de reacción y explorar la composición del material de almacenamiento de hidrógeno de alto rendimiento; Cómo promover la disociación, difusión y Unión del hidrógeno, mejorar las propiedades cinéticas de la reacción y mejorar la tasa de absorción y liberación de hidrógeno; Cómo mejorar la estabilidad de la composición química y las propiedades del material en sí después de la interacción entre el material y el hidrógeno se ha convertido en un problema urgente.