温晓东:当能源催化 领域的“探索者”

2021-04-18 18:53
科研成果与传播 2021年4期
关键词:煤制油探索者卡脖子

温晓东 中国科学院山西煤炭化学研究所研究员、博士生导师,北京地区广受关注学术成果入选作者,曾获国家科学技术进步奖一等奖。

“我们既然要做煤制油,就应该把它真正地落地,不仅仅是停留在实验室的阶段,而是要放到产业与实践中去,煤制油不只是一个科学问题,更应该有科学的突破,还需符合国家战略需求,达到一定的经济目标。”温晓东表示。

当前,化石燃料在全球一次能源需求所占比较大。含碳资源的催化转化是世界范围内经济增长和能源结构调整过程中面临的主要挑战,也是未来通过“负排放”技术(CO2的捕获与转化)实现全球“碳中和”目标的重要技术路径之一。考虑到经济效益和产业化,含碳资源的大规模转化需要廉价且高效的非贵金属型过渡金属催化剂。

随着技术进步,能源的发展正由“资源为王”转向“技术为王”。目前,我国73%的石油仍然依赖于进口,在进口的石油航线上也有许多不可抗拒的因素,因此要将我国丰富的煤炭资源转变成液态的燃料,这将为我国的能源安全保障提供一种切实可行的路径。

在某种程度上,“碳排放权”就是发展权,我国的重工业、代加工等制造业,无一不是高碳排放产业。而“碳中和”和“碳达峰”,就是要倒逼科研替代能源,重新定义人类社会资源利用方式。这一场能源转型,是要切换到新赛道,并成为领跑者。在未来,新能源和新科技会催生出更多的新技术和新思想,这些都将重塑我们的生活。

一次能源與二次能源有何区别

一次能源属于天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。而二次能源指的是由一次能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。一次能源又可分为再生能源和非再生能源。再生能源指的是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源,如风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等。而非再生能源指的是经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源,如煤炭、石油、天然气等,它们随着大规模地开采利用,其储量越来越少,总有枯竭之时。其中比较特殊的是地热能,它基本上是非再生能源,但从地球内部巨大的蕴藏量来看,又具有再生的性质。

二次能源可以解释为自一次能源中再被使用的能源,例如煤燃烧产生的蒸气能推动发电机,发电机所产生的电能即可称为二次能源。或者电能被利用后,经由电风扇,再转化成风能,这时风能亦可称为二次能源,二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。“电作为一种二次能源,被用到了车辆上。氢作为氢燃料也能用在车辆上,但氢能源应该考虑的是一种更加先进、高效的利用形式,新与旧之间应该互相借鉴,发挥各自领域的优势。”温晓东说。

如何解决“卡脖子问题”

“一定要进行工业、基础、社会等数据的积累,建立科学范式与行业标准,很多行业的‘卡脖子’问题将迎刃而解。以煤制油为例,这是一种全系统化的优化集成过程,因此要加强系统集成能力,在实践过程中建立统一框架。”

“碳减排与我们的生活息息相关,我们是时候要去调整和改变能源利用方式了,相信这也会带来新技术和新的能源形式。未来我们团队将结合新行业、新技术,开发新的场景,走向智能科研道路。”温晓东补充道。

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