金涌：“碳中和”是中国发展的必然需求

在迈向“碳中和”的大背景下，化工行业应该如何转型？化工行业可持续发展之路该怎么走？这关系到国家经济与社会民生，与我们每个人都息息相关。

“碳中和”—— 一个牵动全局的大变革

金涌谈到，在我国提出“双碳”目标（2030年碳达峰，2060年碳中和）之后，各行各业对此都极为重视。碳达峰、碳中和不仅仅是一个能源与环境问题，而是一场广泛而深刻的经济社会发展问题，是一个牵动全局的大变革。

我国制定“双碳”目标，一方面是应对来自西方国家的压力，另一方面也是我国发展到了目前的阶段，不得不做的。我国现在是全世界碳排放量最大的国家，排放全球近1/3的二氧化碳，是美国碳排放量的两倍。要想把这么大的二氧化碳排放量降到碳中和水平，难度可想而知。与此同时，我国的经济发展还不能停滞，不然便无法达成2050年成为发达国家水平的目标。因此，如何在减少碳排放的同时保证持续稳定的经济发展，是我们最大的挑战。

实现“双碳”目标，必须要创新

在金涌看来， 要实现“双碳”目标，必须要创新，要颠覆原有思想。

首先要做的是产业结构转型：那些低附加值、初级的、能耗大、产值低的产品会慢慢退出市场，高端智能、信息技术、5G通信等高附加值、低能耗产业会成为主流；

其次要做的是能源替代：化石能源被新能源取代成为发展的大趋势；

三是随着传统化石能源退出电力供应，要为它们寻找新出路：对于石油、煤炭和天然气的应用都有非常大的改造空间，这需要新思想的参与，也需要新技术的研发；

四是迎来资源循环利用时代：将资源循环利用，进一步减少能耗。

化石材料时代——将化石能源转化为高端材料

化石能源对人类的进步起了非常大的作用，世界第三次工业革命就是石油、煤炭、天然气等化石能源驱动的。如果这些化石燃料不再用来燃烧了，那自然就不会有二氧化碳的产生。金涌表示，对于石油、煤、天然气等化石燃料，我们需要改变技术路线，完成产业结构转型。我们正在从“化石能源”时代向“化石材料”时代迈进，把化石能源做成高端材料，供给高新科技来使用。

石油：不再生产燃料，而是生产材料

石油化工企业将会改变结构，不再生产燃料，而是生产材料，例如橡胶、纤维或其他高端材料、涂料等。这种转型就是石油化工的发展方向，现在已经成为全球共识。国外的一些企业已经开始着手布局这种转型，清华大学化工系在十多年前就开展了这方面的研究。

煤：通过分质利用，制造更多的化工产品

煤最好的出路是什么？我国需要在这方面研发出具有颠覆性的技术。目前我们已知的最佳利用途径是煤的分质利用。金涌院士指出，目前有一种技术叫作“燃气轮机-蒸汽轮机联合循环发电”，这种技术的能量转化率可以达到60%，远高于传统火力发电的45%。这样一来，煤的利用率就提高了，相应的经济价值也提高了。

煤分质利用后，会产生半焦，如果把半焦用来燃烧，还是会产生二氧化碳，所以我们必须找到将半焦转化但同时不产生二氧化碳的出路。碳本身也是还原剂，如果把半焦加热到一定温度，碰到二氧化碳，就会把二氧化碳还原成一氧化碳。通过这种还原，半焦就不再产生二氧化碳，反而是能将二氧化碳还原为一氧化碳。金涌谈到，“一氧化碳可以用来制造很多的化工产品，我想这就是煤今后的出路。”

天然气：与工业相结合，减少民用

目前，我国的天然气主要是民用，例如人们用天然气来做饭，但民用对天然气的利用率并不高，只有30%至40%。因此，未来家庭应当尽可能电气化，天然气不再以民用为主，而是大量用于工业。美国电气化的家庭约占50%，欧洲一些国家已经逐渐开始禁止天然气入户了。金涌强调，“天然气更适合用于工业生产，天然气（CH4）中每1个碳原子，就伴有4个氢原子，是最好的制氢原料。总的来说，未来的天然气将与工业相结合。”

高端制造业——保持优势，追赶不足

未来，我国以石油、煤、天然气为代表的化石能源产业都需要逐步转型，这种转型将会为二氧化碳减排做出巨大贡献。伴随化石能源及其相应产业的转型升级，我国高端制造业也需要进一步迭代精进，保持部分领域的领先优势，追赶发展尚有不足的科技技术，实现从能源到制造业的全面转型。

金涌指出，目前我国高端制造业可分为四个水平：

位于领先水平：5G量子信息传递技术，纯电动汽车，电池技术，高铁

位于并跑水平：大型工程机械，无人机

已有基础的产业：民用航空，人工智能，机器人

加快追赶的产业：芯片，制药等先进技术

同时，核能利用也将是减碳的有效解决方案之一。清华的高温气冷堆技术已经十分成熟，可以复产700-900度的蒸汽，这种高能量的蒸汽可以通过化学链技术同时生产氢气。2021年9月，石岛湾高温气冷堆核电站首次临界，三代清华核能人、数百位科学家历时三十年，终于完成了我们核能技术从“跟跑”到“领跑”的转变，率先实现第四代核电技术落地。未来，石岛湾核电站的顺利运行，将为200万居民提供生活用电，减少90万吨二氧化碳排放。因此，核聚变的成功也将是人类未来能源问题的解决方案之一。

最后，金涌表示，碳中和问题是规划人类未来命运的重要抓手。2060年碳中和的实现是一个时代的变迁，这是一个可再生能源主导的、代替了化石能源的时代，也是石油、煤、天然气从燃料变为材料、资源循环利用化的时代。我们将迎来全民、全行业全面提升的大产业变革，使中国经济发展摆脱资源和能源匮乏的干扰，使中国社会稳定地、长期地、可持续地发展。所以它的意义是巨大的，需要全民的共同努力。