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将从根本上解决我国目前工业废盐产生量大、库存量大银河国际手机网址下载官网与安全处理能力严重不足之间的突出矛盾

作者: 银河国际手机网址|来源: http://www.lifewtee.com|栏目:银河国际手机网址下载官网
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  桃花开了,满园里姹紫嫣红,远远望去,好像天上落下的一大片朝霞。桃花散发出来的阵阵清香,那么沁人心脾。钻入你的鼻孔,扑进你的心里,馋得你大口大口地吸气。那年的人面桃花,妖娆了那年的春天,妖娆了唐人的诗篇,也妖娆了眼前的桃花。越往桃林深处,越觉春深。

  科技成果转化是我国实施科技创新驱动发展战略、支撑我国经济高质量发展的关键环节,其关键点是着力破解现阶段束缚我国重大科技创新成果快速产业化应用的“最后一公里”问题,特别是那些列入国家能源发展规划、对国家能源发展战略有重大影响的国家战略技术。

  “十四五”期间,全球能源行业新一轮的产业分工和贸易格局将加快重塑,我国必须加快破解关键核心技术产业化应用的“最后一公里”难题的步伐,银河国际手机网址下载官网依托能源化工领域重大科技创新的突破,积极抢占产业制高点并驱动我国能源及石化产业总体向高能效、低碳化、清洁化方向转变,为我国“十四五”乃至中长期经济社会实现可持续、高质量的内涵型增长提供坚强保障,助推我国能源及石化产业实现绿色、高质量及可持续发展。

  2019年,我国实现全社会科技研发投入2.2万亿元,其中财政科技支出1.07万亿元,我国的科技投入自2013年以来稳居全球第二位。

  习总书记在党的十九大报告中提出了“创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑”的重要论述;党的十九届五中全会也作出了“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”的重要部署;2020年中央经济工作会议上也首次将“强化国家战略科技力量”放在各项重点工作的首位, 国家的一系列举措将科技创新摆在了前所未有的战略高度,充分彰显了新时期我国通过强化科技创新催生新发展动能并驱动经济社会实现内涵型增长的科技强国的决心和意志。

  我国在科技创新方面巨大的经费投入,是我国经济社会发展实现质量变革、效率变革和动力变革的重要条件。坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。以科技创新为第一动力的经济发展模式,实现高质量发展需要一批又一批的科研成果不断转化为产业技术,而目前这方面的工作仍有一些问题存在,特别是国家战略技术从工程化中试成果到产业技术“最后一公里”的问题仍比较突出。

  什么是国家战略技术?以能源化工行业为例,我们把列入国家能源发展规划中的技术或对国家能源发展战略有重大影响的技术称为国家战略技术。

  粉煤临氢热解制油与半焦气流床气化制合成气集成技术(COS)对我国丰富的高挥发分低阶煤进行清洁高效转化,吨煤可获取0.15~0.2吨以上高品质煤焦油产品,新疆高挥发分煤为0.2吨。副产的合成气既可与先进的燃气—蒸汽联合循环发电耦合,实现油—化—电一体化,还可与高性能高附加值碳基新材料合成产业链相耦合,构建新型煤—油—化绿色高端石化产业集成模式。

  据统计,2019年我国燃煤发电量占全球燃煤发电量的50.2%,我国发电用煤约占煤炭消费总量的50%左右,总耗煤约20亿吨/年,燃煤电厂每年所产生的CO₂总量超过50亿吨。采用二次再热技术后,我国目前燃煤电厂的平均供电效率约为40%,平均供电煤耗约为307g/kWh,碳排放强度约800g/kWh。最先进的超超临界燃煤发电供电效率约为45.6%,碳排放强度约为703g/kWh。

  而COS耦合燃气—蒸汽联合循环发电(H级燃机)供电效率可达60%以上,碳排放强度仅约为532g/kWh,若我国现役燃煤发电机组中有一半以COS耦合燃气—蒸汽联合循环发电(H级燃机)模式进行升级改造,可减排CO₂约7.76亿吨/年并副产优质煤焦油1.5亿吨/年以上。煤炭综合收益增加值约为4500亿元/年,若煤焦油进行高附加值转化,则煤炭综合收益增加值约为8850亿元/年,而相应的常规超超临界燃煤发电模式煤炭增加值仅为1600亿元/年。

  在COS装置所产煤焦油进行高附加值深度转化的基础上,副产的合成气还可构建高值化学品合成化工产业链。

  以煤化工产业为例,若以年转化1亿吨原料煤为基准,以油醇联产模式为例,每年可获取1500万吨以上的优质煤焦油产品,如将提取的煤焦油、副产的合成气折算为当量甲醇产量,则年转化1亿吨煤的当量甲醇产量在9700万吨/年以上,若以新疆高挥发分煤为原料,则当量甲醇产量将超过1亿吨/年。相比常规煤制甲醇,吨产品CO₂排放减少35%以上,新鲜水耗均减少50%以上,煤炭增值率约为550%(原料煤价格以400元/吨计),年CO₂减排总量约3200万吨,折合标煤节约量约1240万吨/年。

  中压煤油共炼技术(MCP)在新型气—液两相、气—液—固三相等非均相反应的传质、传递过程强化及高活性重劣质油高效转化催化剂的协同作用下,将常规的煤—油共炼、煤直接液化制油技术以及重劣质油加氢的操作压力从大于20MPa以上降至12MPa,可使装置投资成本降低35%,运行成本降低30%,能耗降低40%。此外,该技术的装置投资运行成本、主装置数量、占地面积、能耗及排放等6个方面均降低20%~50%。

  若采用COS-MCP耦合技术方案对低阶煤进行清洁、高附加值转化,碳利用效率比常规煤制烯烃提高30个百分点,比常规煤制油提高约20个百分点,万元工业增加值碳排放降低至5.21吨,远低于常规煤化工及燃煤发电。常规煤化工项目的万元工业增加值CO₂排放大于10.5吨,燃煤发电万元工业增加值CO₂排放大于20吨。以转化1000万吨原煤为例,可减排CO₂总量约为330万吨,折合标煤节约量约为130万吨以上。

  高效热回收及危险废液处理集成系统 (HEI技术)在回收煤气化合成气显热的同时有效处理煤化工浓盐废水,可实现浓盐废水中工业废盐的无害化、减量化和资源化再利用。将现有煤气化装置配套该技术后,吨煤副产10MPa蒸汽0.82吨,同时处理高浓废盐水可产变换反应用蒸汽约1.2吨。

  我国煤化工行业已投用的627台气化炉绝大部分都采用合成气水激冷流程,仅此一项所损失的热量折标煤约1350万吨/年。若采用HEI技术对我国现阶段已投用的煤气化炉进行改造,年可产生10.0MPa蒸汽约2.46亿吨、减排高含盐有毒有害煤化工废水约3.5亿吨、削减高浓废盐水处理运行费用约105亿元、节约标煤约1350万吨,且CO₂、高浓废盐水、杂盐危废、SO₂和NOx的年减排量依次为3604.5万吨、1548万吨、103万吨、11.3万吨和9.88万吨。

  据统计,我国煤化工、石油化工、农药、制药、精细化工、印染等行业每年产生约1500万吨的工业废盐。此外,我国每年因矿井疏干水处理所产生的工业混盐产量也达到1500万吨以上。

  目前,我国针对固体废弃物中可溶性盐的无害化处理、资源化利用技术领域仍然是空白,采用以高倍率颗粒循环及快速热量分散技术为核心的危险工业废盐无害化处理集成技术(HDI)可使废盐中的可溶性盐组分与反应体系中新生的活性硅、铝物种进行高效反应生成具有稳定晶格网络结构的玻璃相及矿物晶体产物。转化产物可作为一般工业固体废弃物处置场导气层或导排层的替代材料、路基材料、混凝土骨料、混凝土掺合料、喷砂原料或石油天然气开采压裂支撑剂等进行资源化再利用。

  HDI技术今后若进行大范围推广应用,将从根本上解决我国目前工业废盐产生量大、库存量大与安全处理能力严重不足之间的突出矛盾,依托HDI技术可解决工业废盐的无害化、减量化、资源化再利用的环境保护重大技术难题。

  目前我国垃圾焚烧发电厂年处理城市生活垃圾总量约2.7亿吨,由此产生的垃圾焚烧飞灰总量接近1000万吨/年,预计到2035年,我国垃圾飞灰产生总量约1800万吨/年。垃圾飞灰不仅富集了大量的Hg、Pb、Cd等多种有害重金属物质、可溶性盐及苯并芘、苯并蒽、二噁英等有毒有机物,对人体健康和生态环境构成巨大威胁。

  目前垃圾飞灰的主要处理方式就是稳定/固化处理后进行柔性填埋,进行填埋后随着时间的推移,垃圾飞灰中所含的大量可溶性盐、重金属、二噁英等有毒污染物的环境溶出风险不断升高,潜在的土壤及地下水生态环境污染风险极大,因此垃圾飞灰的彻底无害化处理、资源利用是当前我国环境保护工作中一个急需解决的突出难题。

  而利用高效垃圾焚烧飞灰处理技术(HMA)可实现垃圾飞灰中可溶性盐、重金属及二噁英的高效协同无害化处理及资源化利用。该技术是在HDI技术工艺理念的基础上,针对垃圾飞灰高重金属含量且含二噁英类物质的特点,通过调控添加剂配比和操作条件,并以多通道闭循环返料技术为手段,达到分解二噁英类物质的同时可最大限度地将重金属捕获、富集并回收利用,最终将垃圾飞灰中的可溶性盐转化为具有较高机械强度的陶粒及无定型玻璃体等产物,可作为路基材料、建筑材料或采油压裂支撑剂等产品进行资源化再利用。

  上述重大产业化技术对于当前我国能源化工行业积极践行碳减排国家战略,构建绿色、低碳、清洁能源安全战略体系并助推能源产业实现“十四五”及中长期可持续、高质量发展具有极其重要的现实意义。然而他们的工业化应用却一直“在路上”,其产业化推广的“最后一公里”问题非常突出。

  以热解气化一体化技术为例,该技术的中试工程化试验研究、产业化方案、百万吨级的工艺包专家评审等工作均已完成,已经完全具备工业化应用的基础,经国内十数位院士、专家评审,技术水平整体处于国际领先地位,已经被列入国务院、国家发改委、工信部、科技部、国家能源局等“十三五”规划中。但其工业示范项目建设进展仍然迟滞不前,作为能源化工领域的重大战略技术,亟需加快其产业化推广应用进程。

  与此类似,能源化工领域很多重大技术也都已经完成全部工程化试验研究、产业化方案及工艺包编制,甚至主装置的设计工作已经完成,理论上已经具备了进行工业应用的基础条件,但都同时存在产业化应用推广进展缓慢的问题。

  2020年8月召开的经济社会领域专家座谈会上,习总书记作出以科技创新催生新发展动能的重要指示,并特别强调实现高质量发展,必须实现依靠创新驱动的内涵型增长,大力提升自主创新能力,尽快突破关键核心技术。党的十九届五中全会提出将科技创新战略摆在各项规划任务的首位进行专章部署。而科技成果转化是实现从科学到技术、从技术到经济“并驾齐驱”以支撑我国经济高质量发展的关键环节,其关键点是着力破解现阶段束缚我国重大科技创新成果快速产业化应用的“最后一公里”问题。

  美国于1980年制定并出台的以《拜—杜法案》为核心,以《史蒂文森—怀勒技术创新法》《联邦政府技术转让法》《军转民、再投资和过渡援助法案》等为补充的一系列法律法规文件,极大促进了美国科技成果的快速产业化,并奠定了美国在全球科技创新领域的引领地位。

  受新冠肺炎疫情及单边贸易保护主义等“逆全球化”倾向有所抬头、国际能源供求格局深刻调整、以新能源及可再生能源为代表的新一轮能源技术变革等多重因素的影响,“十四五”期间,全球能源行业新一轮的产业分工和贸易格局将加快重塑。受此影响,我国国民经济、能源化工产业发展将进入从规模增长向质量提升的重要窗口期,我们必须依托能源化工领域重大科技创新积极抢占产业制高点并驱动我国能源及石化产业总体向高能效、低碳化、清洁化方向转变,助推我国能源及石化产业实现绿色、高质量及可持续发展。因此,我们提出以下几点建议仅供参考:

  一是推进重大科技创新成果转化顶层制度设计优化。针对重大战略性技术产业化应用“最后一公里”问题较为突出的现象,修改完善现阶段有关促进科技创新成果转化的法律、法规及指导意见,或适时出台新的法律、法规,从顶层设计层面为强化对已列入国家、部委及行业五年规划或中长期规划的关键技术产业化实施全过程监管提供最基本的法律遵循,简化项目审批流程,有序引导社会资本进入战略性技术产业化项目,通过行政、执法等方式破解战略性技术产业应用过程的体制、机制障碍。

  二是创新、完善重大技术产业化支持方式。可参照2020年12月29日落地上海的总额2000亿元的“中国国有企业混合所有制改革基金”运营模式,建议在国家重点发展行业就推动国家战略性技术产业化成立技术创新基金。在技术产业化阶段,由技术创新基金、国家财政、项目业主方各出资1/3共同进行战略性技术工业化示范项目建设,技术获得产业化应用后,提取不低于技术转让收益的35%用于反哺技术创新基金,并形成良性循环,助推更多国家重大战略性技术及早形成先进生产力和优势产能。此举可充分发挥我国“集中力量办大事”的政策及制度优势,可强有力推动属于 “国家战略技术”层次的科技成果快速实现产业化,破解关键核心技术产业化应用的“最后一公里”难题,为我国“十四五”乃至中长期经济社会实现可持续、高质量的内涵型增长提供坚强的保障。

  三是科技成果产业化投融资、税费优惠政策。通过贷款利率优惠、贷款审批程序简化等方式,降低战略性技术示范项目建设及产业化推广应用过程的融资成本与融资周期,在扩大战略性技术享受增值税及企业所得税优惠、减免、即征即退等税费优惠政策范围的基础上或增设针对性的税费优惠政策条款,适当提高企业及科技创新团队、核心技术人员、管理人员等创新主体的优惠力度,以进一步激发科技创新主体持续开展技术创新的积极性与活力。

  此外,还应探索实施科技创新领域的容错纠错机制,为科技创新人员“松绑减负”,以创造风清气正、宽松适宜的科技创新外部环境。

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