费维扬：应对气候变化化工业举足轻重

首先，我简单说一下全球变化的严峻形式。现在气候变化形势严峻，二氧化碳浓度增加非常快，最近200年增加得非常快，从大概200PPM增加到390PPM，这里面实际上工业排放的二氧化碳占了全球排放总量的80%。所以工业化的国家必须要负历史责任。我们当然要尽我们的力量来做工作。会上我们也承诺了，到2020年我国单位GDP排放要比2005年下降40-50%。会上的争议还是非常厉害的，实际上发达国家在会上让发展中国家承担不合理的义务，让我们减排，这显然是不对的。但是有一条是肯定的，我们明确要坚持共同有区别责任原则。这个对我国发展还是有很大的余地。

我们知道这是美国前总统写的一本书。它主要谈到的问题，气候变暖如果不加控制到本世纪末的话，有一种看法是气候可能上升6度，海平面会上升大概18到20英尺，这时候就很严重了，很多海岛国家被淹没了。美国本身也够呛。这个是纽约曼哈顿地区的照片，假如海平面提高6米的话，包括华尔街在内的很多地方都被淹没了，然后这本书里也特别谈到，假如海平面要提高6米的话，上海和周边地区可能有4千万的人不得不迁移。这个地区就跟我们关系很密切了，这是长三角的照片，是我们中国最富裕的地方。但是按书里的介绍来看的话，如果海平面提高6米的话，不仅上海整个苏州、无锡整个太平湖都被淹没了。所以关于气候变化现在还有很多争论，有些比较集中的观点，英国前年发表了一本书，它认为如果温室气体排放在2015年以前没有达到稳定状态的话，地球将在2015年7月进入不可逆转的恶性循环，把这个问题说的非常严重。

当然也有不同观点，中科院丁仲礼副院长的观点就是气候变化跟二氧化碳年度之间没有很强的相关性。所以尽管气候变化很复杂，我们还要进一步研究。这次哥本哈根会议希望控制温度升高不超过2度，大家一起想办法。怎么分开这个义务，这就辩论不清了，这牵涉到各国的核心利益还有待于进一步谈判。在这种情况下，我们化学工业确实也面临很严峻的挑战。我们知道，化学工业是国民经济的支柱，对能源、资源、环境、农业、高新科技都具有非常重要的作用。卫生所做一个调研，广义的化学工业美国现在提的话是占国民生产总值。现在我国国民生产总值中占16.6%，即使是发达国家像美国、德国，化学工业也国民经济的第二，美国是航空航天占第一，德国是汽车第一。其实化工也非常重要，化学工业极大地的改变了我们的生活。因为现在好多学生受到了影响，对化工都很感兴趣。所以有的时候我们要跟学生讲，化工极大地改变了我们的生活，搞原料、搞先进材料、飞机、碳纤维、然后搞先进能源、搞燃料电池、搞生物工程或者搞环保、搞食品工业、搞电子工业都离不开的化工。化工非常重要。

但是，化工也存在问题。它往往存在高物耗、高污染的问题。所以减排任务非常重，安全问题也非常突出。重复引进的问题也非常严重，刚才杨院长也谈到了重复引进的问题，我现在要谈一下气候变化，就有必要谈一下碳排放。这个是工程院07年做的一个比较可靠的数据。据说我国化工六大子行业，二氧化碳的排放情况，电石排放第二，烧碱、纯碱、甲醇的排放都很大，特别单位排放量也很高。大概在2005年，这六大子行业二氧化碳排放是2.7亿吨，占化学总排放80%。炼油、石化排放0.9亿吨左右，也不少。有几年化学工业的发展，排放量不断增加，所以我们有必要很好的针对这个问题。现在，我们简单说一下煤化工的问题，煤化工在我国油气是资源紧缺情况下，还是很重要的方面。现在煤化工对煤烯烃技术发展很快，有可能取得很大的经济效益。我们要注意，煤还是一种不可再生资源。

煤化工投资大、耗水大，可能产生严重的污染。大型煤化工厂，比如内蒙的1百万吨煤制剂化投资70亿，投资很大，用水电还是很大的，将煤质烯烃或煤质油1吨煤差不多需要10-15吨的水，二氧化碳排放非常大。煤制油化需要10到12吨，煤质烯烃要每吨烯烃产品排放12到16吨，量也很大，所以二氧化碳补集封存利用难度很大，所以这个问题煤炭发展我们还是要考虑的。欧盟本身并不发展煤化工，却到中国来推广它的技术。在目前保增长、促内需、调结构的情况下，如何又好又快地发展煤化工，我们要很好的考虑，如果考虑不好的话会大大增加碳排放。这是我们去参观南非三所的时候，我照的照片，你可以看到煤化工污染还是严重的。因为二氧化碳比较沉，所以每年500万吨的煤质油，所以排放的二氧化碳大概有3千万吨。二氧化碳浓度比较高，很不适宜人类居住，但水草长的还好。

另一方面，化工应对气候变化，我们需要改进气候变化主要在三个方面：节能减排、发展新能源、碳捕集封存。这三方面都离不开化工，化工确实对应对气候变化起着非常重要的作用。比如说发展可再生能源，21世纪人类从可再生能源走向可持续能源体系的时代。可再生能源将发挥越来越重要的作用。这个图大概说了一下能源的用量，外边大圈是太阳能，太阳能是我们人类使用能源量的2850倍；蓝的是风能，目前耗能是200倍，绿的是生物质能20倍等等。太阳能实际上是无穷尽的，所以现在大家都在说太阳能的重要性。《自然》杂志08年的封面文章，没有碳排放的电能，这里面说到各种各样的可再生能源，太阳能、核能、风能、生物质能、地热能等等，这些东西的话，它太阳能的潜力最大。一个标准的商业化太阳能光伏电池板可将12-18%的太阳能转化为可用的电能、而高端的模型效率可达20%以上。在今后几年当中，成本会占到每瓦1美元之下。未来一、二十年以后，有可能需要大量降低成本。

国内太阳能发展很快，这是我们中美联合机构到青海考察的时候，青海的一个发电站，它是一个300千瓦的定电网发电站。在生产太阳能电子版的过程中，它是高污染、高能耗的产业。我们知道硅原料到切割到切片到芯片到太阳电池这个生产过程是很现代化的过程。生产太阳能多晶硅占全球太阳能80%左右，这里面污染还是很严重的、能耗很高。主要问题是生产1千吨的多晶硅会产生8千吨四氯化硅，四氯化硅是非常稳定的。所以，目前我们国内大部分企业都没有做回收。中国发展太阳能，把污染留在周边地区，弄了好多照片。但这个问题要解决的话不太容易，要下点功夫。所以去年9月份，发改委发了一个通知说，多晶硅是信息产业和光伏产业的基础。但是整个生产过程中，每兆瓦太阳搞全生命周期能耗电的话大概是220万千瓦时，然后我们国家多晶硅产能2万吨，产量4000吨左右，卖不出去，98%靠出口。再建有8万吨，产量明显过剩。所以这个问题，要控制然后抓紧环保、控制规模，要求四氯化硅等回收率不低于98.5%、99%等等，这个难度还是挺大的。

这是每年1千吨的太阳能多晶硅净化的一个系列，这完全是化工分离过程，有9个30米高的塔在分离。所以这里面要解决太阳能多晶硅功能的高能耗、高污染问题，需要我们化工做很多工作。还原电耗怎么控制、还原尾气中四氯化硅的怎么回收利用、回收要98.5%，氯化氢、氢气回收要不低于99%。目前大部分工厂还没有回收。这对产业工程、搞催化剂都对系统提出了很严格的要求。搞太阳能不是物理学家的事，也不是搞电热能的事，是搞化工要多关心这个问题。然后讲节能减排，节能减排实际上是最直接、最快的降低碳排放的过程，我们国家这几年石油化工发展非常快，这是刚建成的乙烯的照片，非常壮观。去年10月份我们去看了一下。这是乙烯加热炉的照片，也非常壮观。但是向各地纷纷建造大型企业，有很多问题。刚才杨院长、欧阳院士也谈到，我们国家产品能耗比较高，跟国外也有很多差距。在这样的情况底下，怎么样节能降耗，还是非常重要的。

我们知道，我们国家石油化工面临着来自中东非常大的压力，因为中东原来是产油，但是现在它也要发展石油化工。这个表是05年我们国家石化产品的成本跟中东产品的比较。聚乙烯中东成本是327美元、我们国家861美元；聚丙烯他们是581美元、我们是890亿美元。因为油田气小分子比较多、碳酸比较少。特别是我们从国际待遇出发，准备跟沙特等要签订自由贸易区，所以石化产品可以免税进入中国市场，压力非常大。甲醇也是这样，中东进口甲醇到了我们海边，是1100块钱一吨，我们的成本一般都很高，所以压力非常大。所以石化行业不抓紧减排、不搞技术创新的话，以后发展问题就很大了。所以我简单说一下，非常强调化工过程强化，是非常重视的。它希望用更小、更便宜的和更高效的设备和工艺来代替庞大的、贵的和耗能的设备和工艺，或用较少的设备来代替这个设备。这是非常重要的方面。如果能抓好节能减排，我们以前做过一些工作，引进消化设备再创新，把消化设备提高到35%是完全可能的。现在一般都比较热衷于兼并、重组，从管理上来做这个工作。

实际上，从技术上创新、化工强化、技术改造还是很不够的。所以化工在节能减排上，可以发挥非常重要的作用。还有一个，关于碳的捕集工程，这也是非常重要的问题。中科院07年写了一个大力加强先进的二氧化碳捕集和封存的建议。温总理非常重视，我们国家二氧化碳增加实在太快，06年我们统计大概是电厂排放20.5亿吨的二氧化碳，钢厂排放11亿吨的二氧化碳，水泥厂也排放将近11吨的二氧化碳。所以我们应该很好的加强捕集封存的研究，另外建议报告基金委、科技部跟发改委组织这方面的项目，都引起了领导重视。863组织的重点项目，现在我们正在做这些工作。目前来讲，哥本哈根会议召开的时候，中国关于二氧化碳的捕集封存要求也越来越高。

这是美国的一位人士在去年10月12号的一个讲话，他说在美国必须要在二氧化碳捕集这个技术，必须在2017和2019年以前准备好。这个技术是先进的，是可推广的，可以承受的，在8到10年内必须要推广。他也谈到目前投入比较大，大电厂各项建设肯定要增加。如果要增加10亿美元的投入，用掉1/4的电力做这个。你不做的话二氧化碳的减排不太好实现。然后问题的话，一吨二氧化碳捕集成本大概40到60美元，还是很高。捕集分离难度很大，二氧化碳电厂的浓度13%到16%，压力很低，所以设备特点大。NOx、SOx能耗非常高。我简单举一个500千瓦的电厂的二氧化碳吸收设备的例子。两个16米大塔来吸收，比我们会议室要大，30米高，两个12.5米长，规模是非常大的。假如说，我国要捕集封存06年要排放21吨二氧化碳的话，一年需要6千到8千亿人民币，这是非常大的投入。所以，怎么样能够降低二氧化碳捕集封存成本，现在我们863重点项目做工作，希望能逐步降低从各种途径、分离、反映系统工程各个角度来做。

　发达国家财富的积累，是长期以来低价化石能源和高碳排放的结果。发展中国家不可能沿袭发达国家，以高化工原料源消费为支撑的现代化发展模式，必须探索发展低碳经济和循环经济之路。化学工业是重要的二氧化碳排放源，在应对气候变化对发挥重要作用，这里加强科研低碳经济的基础是发展可再生资源节能减排和二氧化碳捕集封存的关键，也将在应对气候变化过程中发挥非常重要的作用。