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史献平:在应对挑战的过程中,石化行业会发挥巨大的作用
文章来源: 发布时间:2011-06-07 【字号:      】

所有的挑战我想人类不能坐以待毙,要积极的应对,应对过程中石化行业会发挥巨大的作用,也是我们面临着巨大的机遇,下面我给大家介绍一下。

首先看应对资源能源挑战中石化工业的作用,首先强调一条要解决能源短缺问题,设备要寻找新的能源,其次要提高现有能源的利用效率。在发展新能源方面石化应该是重要的基础,以太阳能利用,风能利用,氢能利用介绍一下。

最近一段时间太阳能的发展速度相当快,09年底全球太阳能装机能量2300MW,到2014年全球太阳能装机容量将达到30000MW,比09年增速30%,增长速度是相当快的。第一代是单晶硅电池,多晶硅电池。第二代是通过光伏材料在硬质基质上的镀膜生产太阳能电池来提高发电效能。第三代是有机太阳能电池,石化工业在这三代太阳能发展电池中都会起到巨大的作用,相对于第一代,第二代太阳能电池而言,石化化工作用主要是降低在光伏材料生产过程中消耗的能量和物资,同时提高生产效率,寻找一些容易得到的材料替代一些稀有的材料,或者是污染比较大的材料,来改进一二代太阳能电池的生产。谈到第一代太阳能电池虽然我国没有主流的产品,我个人认为不是一种特别先进的,为什么这样讲,打个比方来说,相当于我们生产第一代太阳能电池,就是晶硅和单晶硅,相当于把一笔钱存到银行里,一次性的存入,分期分批的支出,最后消费掉。一次性存钱,就是说在生产第一代太阳能电池的时候要消耗大量的能源,随后再来获取太阳能。可能存的少一些,支取的多一点,总而言之不是一种高效的产品。今后的化学工业要通过技术的改进降低生产过程中的能耗,以尽量少的存钱,尽可能多的取钱。这是一二代太阳能电池改进中发挥的作用。第三代光伏材料有机太阳能电池的生产,我们石化行业发挥的作用会更大,包括开发分子,聚合,及纳米形态的材料,以稳定,高效连续的在柔性表面镀膜,优点有如下几点,首先是制造方面,通过柔性的基材,通过一种设备镀上光伏材料的膜,卷起来送到应用现场,可以生产柔性的电池组,目前这种太阳能电池的转化效率达到8%,以后还会逐步提高,使用的原料丰富,容易获得,对环境的影响非常小,因为是聚合材料,生产出来的电池组很容易安装,任何形式的屋顶上都可以安装,而且不影响建筑物的美观。这就是一个示意图,上面是阳极,下面是阴级,中间是光伏材料,太阳光的照射下正负电荷产生分离达到发电的效果。根据预测到2015年,有机太阳能电池的销售额将达到5亿美元,2020年将达到20亿美元,这三代太阳能电池的发展都离不开石化工业。

再看风能的发展,2020年世界风电装机容量达到190万MW,约为2010年的10倍,石化工业可以为发电机组提供涂料和高档滑脂等,以3MW的发电机为例,叶片重量十几吨,60%是纤维织物,30%是树脂,都是化工产品。化工在氢能的利用中的作用,提高常规水电解制氢技术,如改造电极和电解槽。开发催化水电解制氢技术。这是太阳能制氢装置的原理图,是把太阳能电池和电解槽有机结合在一起,利用太阳能发电,电流对水进行电解生产氢气和氧气。光伏材料,二氧化钛的薄膜,纳米晶体薄膜,都要通过化工技术进行生产,还有电极,导电玻璃都是化工产品,太阳能制氢过程中会发挥重要的作用。

传统能效提高方面化工发挥重要的作用,油田的勘采技术,洁净煤的技术都会用到化工技术。化工会在生物资源利用方面发挥独特的作用,大家谈到生物资源的利用首先会想到粮食耕地的问题,通过培育适宜在苛刻条件生长,具有较高光合作用效率的转基因作物,优化生物质储存及预处理项目,纤维素及木质素高效水解技术,提高发酵过程中酶的转化效率,海藻养殖和加工也是利用生物的有效途径。以色列通过海藻养殖生产柴油驱动汽车。中国是缺水的国家,发展低能耗海水淡化项目是重要项目,还有各种水处理用膜的开发,节水工艺的开发,风冷,绿色合成等等。高效循环水和中水利用系统是石化开发出来的高新技术,微滤,超滤都是化工的用武之地。

再看气候变化的挑战中石化发挥的作用,化工生产要排出大量的废物废气,化工可以通过推广绿色化学,开展清洁生产,降低本行业的排放当量来作出对本行业的贡献。这是辉瑞公司生产的一种产品,工艺改革前后的对比,图中可以看出溶剂的种类,工艺的简化,结构比的比例,原料的消耗,三废的排放量方面,新工艺都比老工艺取得非常好的效果,这项改革获得了美国的总统绿色化学挑战奖。化学工业还是温室气体减排的助推剂,石化减少一吨可以为其他的工业减少两吨的排放量。巴斯夫公司最近投资1.36亿美元建设一套装置,以氧化氮和丁二烯为原料生产环十二酮。日本三井公司已开发了生产二氧化碳和氢气的燃料,应对食品短缺中化工发挥的作用,我们的人口不断增加,耕地不断的减少,靠传统的耕作方式不可能在未来养活这么多的人口,我们化工要发挥自己的作用,来满足人类在粮食生产方面不断增长的需求。

首先要发展高效、低能耗的肥料和各种调节剂,还要研究作物养分需求和代谢机理,促进作物对养分的吸收,应用化学和生物传感技术监控作物和土壤中养分组成变化,适时,适量,精准施肥,还要减少病虫害的威胁。除了粮食生产过程中化工可以发挥作用,还可以在粮食的加工储存中发挥作用,提高过程效率和减少浪费,减少粮食的不必要损失。

应对城镇化的挑战,化工可以在发展绿色建筑方面作出贡献,可以提供保温材料,采光材料,密封材料和建筑涂料。拜耳材料科学公司推出生态商用建筑项目,基本可以使建筑物达到零能耗和零温室气体排放,包括聚氨酯保温板,LED照明光源等。生态建筑的建设投资比普通建筑会提高15%,但是节能会使使用成本大大降低,只用8年就可回收投资。这是拜耳在印度建设的办公楼,面积1000平方米,投资500万欧元,印度比较热,只需要制冷不需要采暖,无需外供电。

其他方面化工也可以做很多的贡献,首先是轻量化,是通过使用化工产品,就是各种各样化工新材料实现的,包括碳纤维,工程塑料和生物塑料,通过轻量化可以节省很多材料,还有各种橡胶和复合材料都是石油化工产品。化工为城市垃圾处理提供技术支持,图中显示的是近几年全世界城市垃圾和工业垃圾的增长趋势,可以看出增长速度是比较快的。化工可以通过水结,厌氧处理,气化及等离子乎电弧等技术将废弃物转化成生化制品。

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