|凯发娱乐登录迈向碳中和的绿电化学工业 Engineering

　　FCSE 前沿研究：糠醛渣与聚氯乙烯在快速共热解过程中的相互作用及特性

　　我国要实现碳中和■★■，推动社会可持续发展★■★★■，在能源、工商业和社会经济等领域进行系统性变革迫在眉睫。数据显示★■，中国近 90% 的二氧化碳排放来自能源部门，其中电力、工业◆★、交通和建筑是主要排放源。到 2060 年，以风能和太阳能为主的可再生能源发电将占中国能源消费 80% 以上，“绿电化” 将成为各行各业脱碳的重要手段★■■★■★，化学工业也不例外◆■■★◆★。

　　从中期（2030 - 2045 年）来看■◆■，★◆★“绿氢” 和 ★■◆★“绿燃” 成为关键。“绿氢” 由可再生能源或低碳电网供电电解水制氢，在能源转型和工业脱碳中至关重要，但成本偏高■★★■★、储存运输技术不成熟等问题亟待解决。研发需聚焦催化材料创新■◆◆◆■★、研究性能衰减与失效机制、推动分布式制氢 - 用氢示范。◆◆■◆◆“绿燃■★” 将 ★◆★◆◆“绿氢◆■■◆” 转化为低碳液体燃料◆★★★，能助力交通等部门脱碳◆■，不过目前受限于成本、效率和工艺集成等问题★◆◆■■■，研发要确定有价值的路线和场景■■◆★◆★、开发新型催化剂、优化系统集成■■◆◆■。

　　基于此◆◆■★■■，文章从国家★■★■◆◆、行业和学术层面提出建议。国家层面要加快制定远景规划和行动方案，出台法规和支持政策，加强风险管理和整体规划。行业层面需制定细分领域技术路线图和目标★■，建设数据库，建立产业创新联盟。学术层面应成立专业委员会和学术团体，促进交流合作，解决全生命周期评估★■■◆、储能技术发展、智能化工建设、材料设备创新以及原理创新等关键科学问题和共性技术难题。

　　随着我国对碳中和目标的持续推进，绿电化工的发展前景广阔。此次研究为化学工业的绿色转型提供了清晰路径，有望助力我国化工和能源行业实现绿色、低碳★■■■、高质量发展◆■。

　　推动化学工业的绿电化是其绿色转型和低碳发展的重要方向★■★◆★，不同途径之间高度融合与互补凯发娱乐登录★■★，能带来诸多积极效益★◆。但这一新兴领域也面临新的风险和挑战◆◆★◆◆。

　　FASE 亮文解读◆★：瓦赫宁根大学Erik Limpens团队—菌根网络中的信息交流

　　中国工程院院刊《Engineering》发表了清华大学化学工程系、绿色化学反应工程与技术北京市重点实验室唐城■◆★、张强撰写的观点述评“Green Electrification of the Chemical Industry Toward Carbon Neutrality■★”（迈向碳中和的绿电化学工业），文章聚焦化学工业的绿电化发展■◆■★★◆，探讨了其在实现碳中和目标进程中的关键作用凯发娱乐登录■★、面临挑战及应对策略。

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　　长期（2045 - 2060 年）发展则关注 “绿化”。该技术可利用可再生原料、模块化反应器进行现场按需操作，但仍处于初期阶段。研发重点包括开发新型电催化剂、优化电化学反应器设计、定制分布式应用场景等。

　　为此，文章提出绿电化工发展的五类策略 “绿电”■◆◆“绿热”★■■★◆“绿氢”★■◆“绿燃” 和 “绿化■■★■”，并规划了不同阶段的发展重点（图1）。

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　　我国化学工业碳排放量占社会总排放量的 6% - 10%，由于 “富煤贫油少气” 的资源禀赋，间接碳排放份额更高◆◆■◆■★。绿电化工虽在国际上受到关注，提出了一些新概念，但因发展目标和路线图不明确、技术成熟度低等问题，研究和示范进展缓慢◆■。

　　FCSE 前沿研究：CO2电还原机制研究：基于DFT分析锰二亚胺催化剂在CO2转化与析氢反应中的可行性及选择性

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　　在短期（2022 - 2030 年）■★◆★◆■，着重发展 “绿电” 和 “绿热”★■■★。“绿电◆★◆★★★” 方面，化学工业是电力密集型产业，通过低碳电网或分布式可再生能源替代火电，有望降低 35% 的碳排放量★◆■★◆◆。但可再生能源的波动性、间歇性与化工过程稳定运行存在矛盾◆◆★◆★。研发重点包括揭示动态电力工况影响、提高设备运行本征柔性★■、优化综合能源运营模式等。“绿热★■◆■■■” 方面，不同温度的工业用热在化学工业中作用重要■◆，“绿热★■★■■” 技术虽高效便捷，但在规模拓展、经济可行性等方面面临挑战。研发重点在于开发示范可规模化技术、研究电加热对反应机理的影响★■、重新设计工艺过程等◆★◆■◆★。