化工如何助力双碳目标下的能源低碳转型？

近日，国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》。《方案》提出了提高非化石能源消费比重、提高能源利用效率、降低二氧化碳排放强度的主要目标，对推进二氧化碳排放高峰工作作出了总体部署。

如期实现二氧化碳排放峰值和碳中和，是国家在能源转型时代的重要国策，也是国家快速构建绿色低碳经济体系的重要动力。作为资源型、能源型产业，典型的高能耗化工行业将深度介入。

目前，中国化工产值居世界第一，短期内仍将处于产能扩张的高速发展阶段。

化工行业的碳排放具有“总量有限、强度突出”的特点。北京化工大学副校长雷涯邻，指出，从碳排放强度来看，化学工业每万元增加值碳排放量为1.29吨，高于全国1.14吨的工业平均水平。因此，在实施“双碳”目标的过程中，面临着巨大的碳减排压力。

挑战也是机遇，化工行业在二氧化碳排放峰值和碳中和过程中仍有巨大潜力。首先，该行业通过提高能效、制造工艺创新和采用可再生能源来促进节能减排。其次，化工行业还可以将先进的化工技术转化为节能减排的产品和工艺，从而为低碳经济、环境和社会做出重要贡献。

用可再生能源电力取代传统燃煤电力

目前，中国的一次能源结构是“石油和天然气贫乏”。它是煤化工行业碳排放的主要来源。去年，煤炭的碳排放约占化学工业碳排放总量的61%。

根据未来智库的报告，鉴于中国和富煤，的能源资源禀赋，二氧化碳峰值排放的重中之重必须是控制煤炭消费。因此，终端电气化率的提高和前端电源深度脱碳是降碳的关键。

化学工业也是如此。在碳达峰碳中和的挑战下，用可再生能源动力替代传统燃煤动力，提高企业能效控制，推动企业向绿色生产发展，将是化工企业减少碳排放的有效途径。

目前，行业内领先的化工企业正在开发和使用可再生能源动力来运行自己的设备，以减少二氧化碳排放。

例如，赢创，一家特殊的化工公司表示，该公司正在通过新的能源管理系统、更高效的发电厂、绿色电力、蒸汽和天然气在全球范围内确保可持续的能源供应。上海的一家工厂在2020年实现了100%的绿色电力生产。赢创还在其位于上海的多用户生产基地安装了太阳能光伏发电设施，以减少对传统燃煤发电的购买。

数字化管理提高了能源效率。

从现有清洁能源的开发成本和储量来看，风能、太阳能等清洁能源的体量在能源总量中仍占很小的比例。预计传统化石能源在中国能源消费结构中仍将发挥重要作用，并将长期保持不变。

对于这部分传统化石能源，提高能效也是企业减少碳排放的重要途径。目前，企业主要可以通过技术升级和加强能耗管理和监测来提高能源利用效率。

对此，中国工程院院士谢克昌，建议，充分释放信息技术和泛能源大数据在智慧能源和智慧管理中的应用潜力。

目前，赢创在技术升级和加强企业能耗管理方面一直走在行业前列

此外，赢创还在利用AI技术优化工厂的资源配置。工厂可以通过生产要素的AI辅助分析，推荐能源密集型的生产工艺，从而将运营成本和材料消耗成本降到最低。

化工产品助力清洁能源发展

对于化工行业来说，除了减少自身的碳排放，其对化工产品的研发也可以帮助清洁能源的进一步发展。锂、氢、太阳能和风能等绿色能源的利用都需要新的化学材料和技术的帮助。

在“双碳”目标下，中国风电产业进入持续快速发展期。大型风力发电设备有助于降低风力发电和发电成本。因此，在行业的高度繁荣下，大型风电机组的进程加快。

大型风机对应零部件制造能力和相关材料的升级。

目前风机叶片主要采用环氧树脂增强玻璃纤维复合材料。其中，环氧树脂对叶片的力学性能、强度、抗疲劳性能和成本影响较大。

行业在不断优化环氧树脂体系。通过使用特殊的添加剂，制造商可以显著提高环氧树脂体系的性能。

比如赢创提供的异佛尔酮二胺交联剂，可以为环氧树脂体系提供更高的机械强度，从而提高整个叶片体系的刚性、韧性和持久稳定性；公司还在积极开发其他交联剂产品，帮助厂家优化生产工艺，缩短生产周期。

其他例子包括氢能。氢能因其无污染、高密度、来源广泛、利用广泛等优点，也是能源系统的重要转型方向。

然而，目前制氢成本，尤其是生产过程中能够实现零碳排放的绿色氢气成本始终居高不下，制约了其规模化发展。

为了促进“绿色氢”的商业化，赢创研发了一种新型阴离子交换膜，可以高产率、低成本地电解水制氢。在此基础上，赢创还与行业内其他公司合作，包括科研机构、电解槽开发商、能源公司等，推动整个电解系统的发展进程。

展望未来：让二氧化碳重返价值链

随着“双碳”目标的推进，仅靠二氧化碳减排是不够的。未来，二氧化碳捕获、利用和封存(CCUS)技术将发挥更大的作用。

碳捕获、利用和封存(CCUS)是指将二氧化碳从排放源中分离出来，或转化利用，或直接封存，从而实现二氧化碳减排的技术过程。与其他技术相比，CCUS技术可以回收二氧化碳并产生一定的经济效益，因此更具实用性。

根据国际能源署(IEA)的计算，要实现联合国设定的2050年减排目标，CCUS捕获的二氧化碳需要从2020年的约4000万吨/年增加到2050年的至少56亿吨/年。

目前，许多企业已经开始发展CCUS技术，并形成了许多技术路径。例如，赢创和西门子正在合作，通过电解和发酵过程使人工光合作用成为可能，然后利用二氧化碳、绿色能源和细菌生产化学物质。这项技术可以用于任何释放二氧化碳的生产过程。

碳中和背景下，世界能源格局正在调整，能源结构不断优化。应对气候变化，推进低碳能源转型，已成为全球能源行业的共识。

中国能源研究会会长史玉波，在今年的高质量能源发展论坛上表示，站在能源转型和气候变化的关键节点，能源化工全产业链企业需要以实际行动节能减排，推动产业结构优化升级。

数字能源管理、绿色电力、帮助清洁能源的化学产品研发

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