|
摘要：联合国气候变化大会达成了《巴黎协定》，1.5℃控温目标是在2050年实现全球二氧化碳的近零排放，因此，急需开发新的低碳排放工业路线。但是，世界绿色能源快速发展受限，现有工业过程节能减排有限，所以，我们提出了利用化石能源不排放二氧化碳的科技开发路线：将化石能源在一定工艺过程条件下直接转化为二氧化碳产品（三嗪醇，C3H3N3O3），过程中所释放的能量及剩余氢作为能源进行利用，这样将化石燃料的能量和物质全部利用，从而构成环境友好的能源工业路线；将化石燃料或二氧化碳产品继续生产低内能的三嗪类高分子材料替代一部分高能耗高排放的工业材料是绿色发展的材料工业路线。这应该是我国大气雾霾治理、工业产业结构调整、应对全球气候变化及实现工业生态文明等最有效的一条科学技术途径。
& a. C8 [& m8 T3 b) L' Y一、 存在问题 - G$ D( y) V A+ ^3 A3 L) @* y
全世界每年在化石燃料利用过程中向大气中排放CO2 340亿吨以上，其中约20亿吨被海洋吸收，陆地生态系统吸收7亿吨左右；人工利用量不足10亿吨。显然，CO2排放量已经远远超过了大自然自身平衡的能力，降低化石燃料利用过程中的CO2排放，进而降低大气中的CO2浓度已成为全球面临的重大挑战。
9 C, r3 Y; q7 t3 M/ _& F/ ?; u2016年我国CO2排放总量达120亿吨，超过美国与欧盟的总和。中国面临的CO2减排国际压力巨大，严重制约了我国的未来发展空间！近年来我国严峻的环境污染事件，特别是日益严重的大气雾霾，也表明末端治理已不能完全解决环境问题。
! S" l1 p; ]( D因此，怎样利用化石燃料而不排放二氧化碳，也就是在化石燃料利用过程中尽可能地将其全部成分加以利用，使其对环境的影响最小，这是一世界难题，它对于应对全球气候变化及世界可持续发展方面具有重要的意义。 0 F W* E3 k5 `: z/ `# Y4 U
二、 原因分析
) [, O* i3 ], W1 B8 \; ^2.1传统能源利用方式具有下述缺点：
! R; M) y' v8 f9 L（1）能源利用效率低：化石燃料中的化学能必需先转变成热能再转变成机械能或电能，受卡诺循环及材料的限制，在机端所获得的能量效率只有40%左右； 0 c6 k3 [! K& C" i7 Q
（2）三废排放量大：传统能源利用方式给人类生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声的污染。 ( r3 A, H) w7 h, a) F4 |0 l
2.2传统材料工业的生产特点：
' ^* r2 M9 ^2 V: }/ |1 m% e: D在世界上，不仅火电厂排放大量的二氧化碳，传统工业如电解铝、钢铁、水泥、平板玻璃等也是高能耗、高排放工业体系，这对于我国的电力供应、资源消耗、大气质量及水体污染等造成了巨大的压力。 2 ?$ ~) G* F7 Y8 ~
几种重要工业产品的煤耗和CO2排放量 x1 ~# g* V: J" Y! T! c
# N% W0 D c! ?$ ^7 t$ S
注：本数据综合能耗来自节能减排“十二五”规划。 B! A: Y2 c9 @
我国传统制造业如电解铝、钢铁、水泥、平板玻璃等高能耗、高排放行业产能过剩，据统计，几种重点行业产能利用率分别为：钢铁72%、水泥73.7%、电解铝71.9%、平板玻璃73.1%，迫切需要进行产业结构调整。 3 }1 m' f G1 G6 f1 v
三、 对策建议 6 ?2 X' F [0 k; L |3 \8 F j
3.1环境友好的能源技术路线 ' W4 }0 T( u$ p, j7 l
在大力发展绿色能源和开展现有工业过程节能减排的基础上，急需开发新的利用化石燃料而不排放二氧化碳的能源工业路线。
; C4 G' p/ x9 e6 D我们提出的新技术路线是：在化石能源利用中都可以转化为H2、CO2及伴生的N2，将一部分H2与N2反应成NH3，NH3与CO2在一定工艺过程条件下得到CO2含量最高、能耗最少的稳定固体产品三嗪醇，剩余的H2再去发电，如下图：
; L* J, c! V* P3 P3 s; ]5 O+ _* t' N+ Y% _7 Z5 F
图1.二氧化碳自主减排的能源工业路线图 ' T0 B. t% d5 _0 T
在这条能源工业路线中不排放CO2，而是将其转化成用途广泛的三嗪醇固体产品。这是氢耗量（能量消耗）最少的固定CO2过程。产生的三嗪醇是白色固体产品，市场应用前景广阔，经济效益显著。 ' ? A$ U- j- V, n7 |
产生的氢气既可直接燃烧发电，也可采用氢燃料电池将化学能直接转化为电能，发电效率是现有热电效率的2倍以上，这是最环保的能源利用方式。
$ w$ W% d j, t/ M" W: x目前，我国有关部门正积极推动“氢能源产业”发展规划，该技术路线也是最可行的一条氢能生产方案，是解决我国目前工业实际问题的可行技术路线。
! [; L6 v5 `/ U3.2 低碳排放的材料工业路线
* P* ?7 b# U, g$ y" @" V9 b: b# m由化石燃料或二氧化碳产品三嗪醇继续合成低内能的三嗪类高分子材料是一条环境友好的材料工业路线：
# _& x! h! Y- f
, M0 c7 z$ ^$ P/ l' \% @图2.化石燃料环境友好工业材料路线图 3 V% ^7 `' H$ j+ _! b
按照本设计的材料工业路线，将化石燃料在空气和水的参与下，通过一定工艺过程就可得到低内能的三嗪类高分子材料，生产1吨产品大约只消耗1吨标煤，这是一条低碳排放、低成本的环境友好工业材料路线。
, d2 ?- Q5 Y, S) X) K4 c w4 E" h几种重点工业产品的煤耗和CO2排放量比较 ; B0 J' \+ L, y- }9 A P0 L" |, b2 d
7 Y/ X( S+ z% N' [( l三嗪类高分子材料具有无毒无味，耐腐蚀、耐高温、耐低温、不可燃、质轻，有很强的耐用性等综合性能，在全球范围内的建筑装饰、交通车辆、水上船舶、航空航天、机电设备、工业吸音保温等领域中获得广泛使用。
/ u: s" P4 Y- G, A我们所提的两会建议基于以下主要论点：
* ?) l. ?* _+ u! \; k" P雾霾治理及绿色低碳发展的主要论点
( m' T1 H8 d0 b9 A3 ^) d◆ 雾霾及全球气候变暖将给人类生存带来诸多不利的影响；
( b4 F5 B& r$ [+ h0 ^; Z" ~◆ 世界绿色能源快速发展受限，现有工业过程节能减排有限，急需开发新的低碳排放工业路线； 1 P; b: y$ }. W
◆ 现有工业过程排放的大量二氧化碳是难于封存利用的；
4 }9 V4 w* h6 v) H( W2 C◆ 能源结构难于调整，应该首先进行能源技术革命；
- ]- Z7 x3 J% b9 V! j S# A8 U◆ 高碳资源只有生产高碳产品才更有利于实现低碳排放的工业利用；
7 h! E! P: T0 ^' L( s' N; f, N7 P◆ 我们提出了利用化石能源不排放或最少排放二氧化碳的能源工业和材料工业开发路线； ! l' O. P2 L6 d7 n
◆ 应该详细分析评价现有几类重要工业过程的环保化（绿色化）程度；
0 j1 N" _) l7 @" g◆ 湿法脱硫烟气水汽含盐排放应该是我国雾霾发生的一个主要原因，它不仅存在烟气“脱白”难题，同时也存在废水零排放难题。
) o# `5 W" e8 M' ~! `$ p- p◆ 我们提出的雾霾治理路线是：近期开发燃煤烟气污染物干式高效脱除技术，长期进行新的低碳排放工业路线开发。
4 C* v! b: I2 V& m+ f文章来源：[url=]中国绿发会[/url] 1 W) Q6 N/ m! ]- u0 b
[url=]) I+ }! k* B" Y5 G; t6 z$ K
[/url] | 
" D: G+ O$ C! x9 {9 L
