“学通四海、术育英才。” 5月4日,华东理工大学“通海讲堂”在奉贤校区图文信息中心通海厅正式启动。作为学校倾心打造的高端学术讲座平台,“通海讲堂”将邀请两院院士、国家“千人计划”专家、长江学者、国家“杰青”获得者及知名教授等学术大咖,面向本科生讲述前沿性学术问题,进一步提升华理校园学术文化的“高度”和“宽度”,助力一流人才培养。为了让更多的读者感受大咖的魅力、汲取知识的力量,即日起,本网将推出“通海讲堂”系列文章,第一时间传递讲堂信息,分享讲座内容。
【华东理工大学“通海讲堂”第十二讲】
  能源是人类社会发展的助推器,支撑我国现代化进程。能源革命与人类社会发展有什么关系?世界能源分布与中国能源现状如何?中国能源供应与消费面临哪些挑战?能源清洁高效利用技术发展趋势如何?9月27日,王辅臣教授走进华东理工大学“通海讲堂”,深入浅出地为同学们解析煤炭清洁高效转化与可持续发展趋势。
煤炭清洁高效转化与可持续发展
  王辅臣,华东理工大学教授、博士生导师,教育部“长江学者奖励计划”特聘教授,国家973计划项目首席科学家,国家能源局煤炭高效清洁转化咨询专家组成员,国家重点研发计划“煤炭清洁高效利用与节能”专项总体专家组成员,国家万人计划科技领军人才,国务院特殊津贴专家,教育部“长江学者与创新团队发展计划”创新团队学术带头人,上海市优秀学科带头人。获国家科技进步二等奖2项,省部级科技进步一等奖8项,发表论文200余篇,授权专利70余项。长期从事气流床渣油、天然气、煤气化过程研究,包括气化过程与气化系统模拟、超浓相气固两相流系统以及煤气化化学反应过程的实验与理论研究。

能源革命与人类社会发展

所谓能源,就是能够提供能量和做功的自然资源。能源是工业革命的推进剂,是人类社会发展的基石和主要推动力之一。第一次能源革命是以火的使用为标志,第二次能源革命是煤炭的使用和蒸汽机的发明,第三次能源革命是石油和天然气的开发。三次能源革命极大地促进了人类社会的发展和技术进步,开创了人类社会发展的新纪元。

中国是最早使用煤炭的国家,可追溯到新石器时代。我国众多的古诗词中详细地记录了我国煤炭、石油和天然气的利用历史。如早在1500年前北魏郦道元在《水经注》中就有因煤炭自燃而出现“火山”、“火井”等现象的记载,“石油”一词最早出现于《太平广记》(公元977年),《周易》中就有关于天然气(泽中有火)的记载。

世界能源分布与中国能源现状

世界能源分布极度不平衡,传统的化石能源(煤炭、石油和天然气)中煤炭主要分布在北美、俄罗斯和亚太地区,石油主要分布在中东地区,天然气主要分布在俄罗斯和中东地区。目前,能源已演变为国际政治斗争的主要工具之一。

我国煤炭资源相对丰富,油气资源十分匮乏,煤炭、石油和天然气储量分别占世界总量的11.6%、2.3%和0.95%,人均资源占有量均远小于世界平均水平。因此,节能提效将永远是我国能源利用的主旋律。2017年,我国能源消费总量达到44.9亿吨标准煤,比上年增长2.9%,其中煤炭消费量占能源消费总量的60.4%,比上年下降1.6%。煤炭作为我国最可靠的能源和化工原料,我国以煤为主的能源结构在2050年以前不会改变。因此,我国应合理设置能源消费特别是煤炭消费的“天花板”,适当调减雾霾严重地区和能耗大省能耗增量,实现我国能源的可持续发展。

中国能源供应与消费面临挑战

近十年来,我国总体经济增速维持在7%~10%的高速增长,经济发展取得了举世瞩目的成就,这也对我国的能源供应提出了更高的要求。

目前,我国正经历工业化加速发展阶段,将面临能源需求总量持续增加的巨大压力。此外,液体燃料严重短缺也是我国面临的一个严峻问题。2017年,我国原油进口量4.16亿吨,原油对外依存度高达68.2%,远超国际原油安全供应警戒线60%,这对我国能源的安全供应提出了极大的挑战。化石能源的大量使用也引发了一系列的问题。自2007年起,我国已成为温室气体排放第一大国。目前,我国排放的温室气体CO2已高达100亿吨,单位GDP的CO2排放量也远高于欧美和日本等发达国家。我国SO2排放量虽然逐年有所减少,但总量仍位居世界第一,我国国土酸雨面积高达30%。随着我国汽车保有量的不断攀升,我国NOx的排放量不断增加。据估算,我国每年因环境污染造成损失占GDP的30%~40%。

习近平总书记多次在重要场合指出:“我们既要绿水青山,也要金山银山。宁要绿水青山,不要金山银山,而且绿水青山就是金山银山。”因此,我国要努力建议以清洁低碳、安全高效为要义的当代能源体系。在清洁方面,强调能源开发利用的结果对环境的影响要最小化;在低碳方面,强调能源开发利用的结果对气候变化的影响要最小化;在高效方面,强调能源开发利用的结果对资源利用的最少化,而在安全方面,主要强调能源开发利用的结果确保提供国家/社会安全的系统保障。

煤炭清洁高效利用技术发展趋势

我们能源供应与消费面临巨大挑战,煤炭高效清洁的利用是应对挑战的重要措施,是可持续发展的必然选择。

近年来,我国煤炭清洁高效转化技术得到长足的发展,如大规模煤气化技术、煤直接液化、煤间接液化、煤制烯烃和煤制乙二醇等技术。近二十年以来,我国的大规模高效气化技术得到迅猛发展,尤其是华东理工大学和兖矿集团联合开发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术在世界范围内得到广泛认可,已推广应用至57家企业,共计158台气化炉,已成为世界三大气化技术供应商之一。我国已建成并顺利运行世界上第一套、也是目前唯一一套百万吨级煤直接液化工业装置,兖矿和神华宁煤先后建成了100万吨/年和400万吨/年间接液化装置,这对于缓解我国液体燃料短缺储备了可行的技术。煤制烯烃的产能规模达到约900多万吨/年,为石油替代发挥了重要作用。

煤炭清洁高效利用技术的发展,对我国增强能源自主保障能力、推动煤炭清洁高效利用、促进我国经济发展具有重大意义,是对能源安全高效清洁低碳发展方式的有益探索,是实施创新驱动发展战略的重要成果。


金寒草 整理报道