世界上提出碳中和目標(biāo)的120余個(gè)國(guó)家中絕大多數(shù)以2050年為限，包括歐盟、美國(guó)、日本、加拿大和巴西等，僅我國(guó)和哈薩克斯坦以2060年為限。盡管我國(guó)的碳中和目標(biāo)晚于國(guó)際上大部分國(guó)家，但我國(guó)的碳中和之路最為艱難，不僅因?yàn)槲覀円悦簽橹鞯哪茉唇Y(jié)構(gòu)和最大的二氧化碳排放量，而且因?yàn)槲覀兪前l(fā)展中國(guó)家，碳中和之路必須是發(fā)展中的減碳。大量分析表明，我國(guó)的碳中和目標(biāo)無(wú)法依照常規(guī)思路和現(xiàn)有技術(shù)體系及水平如期實(shí)現(xiàn)，唯有通過(guò)廣泛而深刻的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變革，切實(shí)謀劃才有可能實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)歷程中，化石能源以及石油化工和煤化工領(lǐng)域的科技工作者要改變思路，加強(qiáng)創(chuàng)新，避免運(yùn)動(dòng)式減碳。

與世界上很多國(guó)家不同，我國(guó)碳中和進(jìn)程中包括2030年前碳達(dá)峰，目的是保障發(fā)展中的減碳，在現(xiàn)有和未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)和技術(shù)體系之間實(shí)現(xiàn)柔性的可持續(xù)轉(zhuǎn)變。因此，毋庸置疑，煤炭和煤化工技術(shù)將在碳達(dá)峰碳中和進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。

世界銀行數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)的CO2排放將在2030年前達(dá)到峰值；目前煤炭消費(fèi)量已經(jīng)達(dá)峰，并在直線下降；石油消費(fèi)量將在2030年前后達(dá)峰，然后緩慢下降，但2040年的消費(fèi)量與2020年相當(dāng)；天然氣的消費(fèi)量將有所增長(zhǎng)，2040年的消費(fèi)量將是2020年的2倍左右，然后開始下降。至2060年，我國(guó)化石能源消費(fèi)比重將不高于20%，煤炭消費(fèi)比重約為2%左右。雖然目前各個(gè)來(lái)源的能源消費(fèi)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)不盡相同，但2040年前后的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)差別不大。即未來(lái)20年，我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)仍將是“富煤缺油少氣”，這正是我國(guó)過(guò)去發(fā)展煤化工技術(shù)的前提。因此我國(guó)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家能源安全對(duì)煤化工技術(shù)的需求在未來(lái)20年仍然存在，煤化工領(lǐng)域的節(jié)能減排將對(duì)二氧化碳減排作出重要貢獻(xiàn)。

煤化工一直是我國(guó)的重要工業(yè)分支，傳統(tǒng)煤化工中的焦化支撐了冶金業(yè)和碳基材料的發(fā)展，基于煤氣化的化肥生產(chǎn)支撐了糧食增產(chǎn)，基于煤焦和煤電的電石生產(chǎn)支撐了PVC等聚合物材料的發(fā)展。本世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)新型煤化工技術(shù)的發(fā)展全球矚目。在2000—2010年間實(shí)現(xiàn)了零到一的突破，煤直接和間接液化制油和化學(xué)品、煤經(jīng)甲醇制烯烴等世界一流技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。這些技術(shù)經(jīng)過(guò)2010—2020年的發(fā)展，具備了替代5%進(jìn)口石油的能力；預(yù)計(jì)未來(lái)十年左右將具備替代10%進(jìn)口石油的能力。煤化工不僅為國(guó)家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，而且推動(dòng)了我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展、提升了現(xiàn)代工廠的管理能力、培養(yǎng)了大批高水平工程技術(shù)人員和科研工作者，為綜合國(guó)力提升作出了重要貢獻(xiàn)。

在碳中和歷程中，大力發(fā)展風(fēng)電、光伏、水能等可再生能源是必然趨勢(shì)，但這些能源的間歇性和不穩(wěn)定性難以滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。在核能規(guī)模受資源約束、儲(chǔ)能技術(shù)尚未完善，成本和規(guī)模不足的情況下，化石能源需要承擔(dān)托底的重任，包括煤的高效清潔利用，如煤清潔高效生產(chǎn)低碳燃料耦合二氧化碳集中捕集與利用。但從更長(zhǎng)遠(yuǎn)看，比如2040年以后，可再生能源技術(shù)水平顯著提高，利用規(guī)模大大增加，全球大部分國(guó)家接近碳中和，石油和天然氣利用份額將顯著降低，國(guó)際石油和天然氣貿(mào)易規(guī)模將大減，進(jìn)口油氣將不再成為我國(guó)的能源安全問題，由煤制取燃料的需求將會(huì)顯著減小甚至消失。然而，煤炭作為低成本的天然芳烴資源將繼續(xù)在化學(xué)品和材料生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，特別是與綠電和綠氫耦合的零碳高效化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)。

能源約束的社會(huì)要求將碳原料吃干榨凈，而碳中和約束的社會(huì)要避免富碳產(chǎn)物的燃料利用，將提取油氣后的煤焦和生物焦等作為固碳物質(zhì)貯存，或用于生產(chǎn)化學(xué)品和環(huán)保材料將更加符合碳中和要求。因此，在綠電和綠氫充足的條件下，現(xiàn)在依賴煤電和煤焦的電石（碳化鈣）基化學(xué)品生產(chǎn)路線將重獲新生，成為零碳或負(fù)碳（以生物焦為原料）的有機(jī)合成之母，不僅滿足眾多化學(xué)品和材料的需求，同時(shí)協(xié)同氯堿工業(yè)發(fā)展。

要實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)并有效支撐未來(lái)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)有煤化工技術(shù)必須節(jié)能減排，提高效率，甚至發(fā)生革命性改變，比如作為煤間接轉(zhuǎn)化過(guò)程中二氧化碳排放量最大的兩個(gè)單元-——氧熱煤氣化和水煤氣變換面臨技術(shù)革新、傳統(tǒng)高溫高能耗電石生產(chǎn)技術(shù)將被低溫低能耗新技術(shù)取代，不同于現(xiàn)有過(guò)程的更高效的二氧化碳捕集和利用技術(shù)也將產(chǎn)生。

在碳中和歷程中，天燃?xì)饫媚Ｊ綄l(fā)生轉(zhuǎn)變，目前我國(guó)推進(jìn)的居民煤改氣方式終將被電力取代，因?yàn)辇嫶蟮奶烊粴夤苈废到y(tǒng)成本高，安全性差，且一家一戶產(chǎn)生二氧化碳無(wú)法捕集，而以天然氣為原料的火電可以顯著提高利用效率、便于二氧化碳捕集，而且可比煤電更加靈活地承擔(dān)可再生電力的填谷職能。另外，天然氣的化工利用份額將增加，通過(guò)煤間接轉(zhuǎn)化技術(shù)，將天然氣轉(zhuǎn)化為化學(xué)品和材料的技術(shù)將迎來(lái)新的發(fā)展。

可以確信，煤化工是我國(guó)碳中和歷程中不可或缺的板塊，其技術(shù)進(jìn)步及科學(xué)進(jìn)展仍將在未來(lái)20年發(fā)生重要作用，并將無(wú)縫轉(zhuǎn)移到天然氣化工、生物化工、有機(jī)廢棄物利用等領(lǐng)域，同時(shí)延伸至水泥、冶金等領(lǐng)域，因此煤化工對(duì)碳中和的貢獻(xiàn)并不局限于煤炭的范疇。

（作者系全國(guó)政協(xié)委員、北京化工大學(xué)教授。本文由見習(xí)記者李清波根據(jù)中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所“雙碳”目標(biāo)下“煤+炭”綠色發(fā)展系列講座內(nèi)容整理）