“碳中和”是环境问题，更是发展问题。在“碳中和”的大背景下，化工行业路在何方？如何实现产业转型与能源转型？

　　 《环境与生活》记者专访中国工程院院士、清华大学化工科学与技术研究院院长、博士生导师金涌教授，请他分享一个资深化工科学家对“碳中和”的理解与思考。金涌院士认为，化工行业未来应该实现低碳转型，变“化石燃料”为“化石材料”——

　　 “碳中和”是中国发展的必然需求

　　 《环境与生活》：在我国提出了2030年碳达峰，2060年碳中和的“双碳”目标之后，各行各业对此都极为重视。作为化学工程科研领域的领军人物，您深耕化工行业数十年，对“双碳”目标和化工行业的未来有着远远超越这个时代的理解和认识，请问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的路该怎么走？

　　 金涌：咱们就说说碳中和，去年联合国大会上，有121个国家提出要2050年达到碳中和，这当然是对中国有压力的。我国在提出构建人类命运共同体的前提下，也坚持了自己的原则，也就是说应对气候变化问题，大家都有责任，责任是共同但有区别的。所以，我国提出了“争取在2060年前实现碳中和”的目标。

　　 那么，我国为什么要做这个事，并且作为全国的一个重大发展目标呢？事实上这和我国自身的发展需求也有关系。我觉得，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。中国现在发展最大的矛盾就是能源短缺，资源不够，加上环境恶化。我国现在74%的石油是从国外进口，差不多40%至50%的天然气进口，铁矿石80%进口。我国在资源和能源上，如果还想进一步发展，就会受到这些方面的制约。

　　 “碳中和”是环境问题，更是发展问题

　　 《环境与生活》：对于碳中和目标，目前似乎存在着两派观点，其中一派认为实现碳中和目标需要消耗大量的财力物力，这将会是十分困难的；另一派认为，我国现在已经具有足够的技术和经济实力，因此实现碳中和将是水到渠成。那么，您认为我国实现这一目标的难度如何？

　　 金涌：我国现在要从工业化社会变成信息化社会，就必须解决我国的资源问题、能源问题、环境问题。在这种情况下，我国正好以碳中和作为一个巨大的驱动力，来驱动中国的转型。所以说，碳中和是中国必须做的，我觉得我国通过中国人的财富、才能，是完全可以做到的，是可以解决这些问题的，我国是有自己的发展目标和任务的。

　　 因此我国提出碳达峰、碳中和的目标，要知道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。我国从碳达峰到碳中和只有30年时间，这是非常短的时间。世界上其他一些国家，从碳达峰到2050年碳中和，像英国是接近80年，美国也有40多年。我国要想很快地把这么大的二氧化碳排放量，降到碳中和的目标，困难还是很大的。

　　 与此同时，我国还承诺到2050年，中国要从小康达到发达国家水平，要进入发达国家行列。发达国家最大的指标，就是人均GDP。像美国等发达国家，人均GDP能到四五万美元，我国目前的人均GDP是一万美元。在这个过程中，我国不光需要减少排放，还要提高GDP，中高速经济发展同步进行，这就比较困难了。可是还不能不做。碳中和绝对不是一个单纯的能源问题或气候变化问题，而是一个深刻、广泛的经济社会系统变革，是涉及全社会的事，是一个非常非常大的目标。也可以说，碳中和将会是主导中国经济增长和转型的最大驱动力，也是我国以后经济活动最核心的部分之一。将来，我国无论科学研究、技术开发、投资、生产、消费，一直到物流、循环利用，全部决策都需要以此作为依据。因此我觉得，我国对碳中和的目标，要从一个比较高的角度来认识，不要以为就是解决一点环境问题，不是这样的。我国和美国人的想法是完全不同的。

　　 《环境与生活》：也有观点认为，中央是想以此为抓手，统筹整个社会的变革

　　 金涌：对，因为是一个整体的社会变革，如果达成目标，我国就真正做到了可持续发展，我国就不会再有对国外的能源的依赖。大部分资源我国能通过循环经济解决，这样的话，中国就真正做到了可持续发展，相应的，污染也减少了。

　　 《环境与生活》：通过您的介绍，我国对“双碳”目标也有了一个更加深刻的认识。您认为，我国后续将需要在哪些方向做出更多努力？

　　 金涌：我觉得首先我国需要对碳达峰、碳中和的真正的内涵、高度，有正确的认识。不能一上来就说是应对气候变化的问题。

　　 相应的，我国的经济和社会还想继续发展，就必须找到可再生能源代替化石能源。这是我想说的第一点，也就是高度的问题。我想谈的第二点，是我国需要怎么做。按人口学家的统计，到2060年，我国的人口预计还会稳定在14亿左右。也许有可能会变少，但是可以肯定不会出现大幅度增加了。我国和发达国家的水平差在哪里？我想就是万元GDP能耗，也就是每生产1万元的产值消耗多少能量。这是目前我国和外国相比，存在的最大问题。日本和美国这些发达国家，每生产1万元产值，大概需要消耗不到0.2吨标准煤。我国目前是接近0.5吨。我国每生产1万元GDP，消耗的能源太多。所以，我国必须把每万元GDP能耗降下来，也要降到0.1吨这个级别。

　　 产业转型与能源转型，是目前最大需求

　　 《环境与生活》：的确如您所说，2020年，我国的GDP首次突破百万亿元人民币，位列世界第二。但是，我国的人均GDP水平还是相对较低。

　　 金涌：为什么我国的每万元GDP能耗和发达国家有如此大的差距？根本问题在于产业结构，当然服务业少也是原因之一。改变产业结构非常重要，但是，我国也不会因此放弃制造业，因为中国是世界制造业第一大国。因此我国要发展高端制造业，向着高质量发展。

　　 我国现在存在很多产品价值低，但二氧化碳排放量大，并且能耗很大的产业。比如钢铁，我国2019年生产了12亿吨钢，占全球钢年产量的一半。按人均产量来算，是美国的3倍。水泥就更是如此了，我国的水泥产量占全世界70%，人均水泥生产量是美国的6倍。但是问题就来了，我国未来还会再建这么多高速公路或楼房吗？我国进入了信息化社会，产业就要发生很大变化，所以在这40年之内，可能我国会逐渐将一些产业淘汰，尤其是一些高耗能低产出的行业，要有序地退出，然后用先进的、高端的、耗能少、产值高的行业代替。这样就有机会把我国的每万元GDP能耗也降到0.1吨左右，这是完全可能实现的。所以，这将会是全行业要面临的情况。我国要从工业化社会，变成信息化社会，这样才有可能真正实现碳中和。要想经济发展和减少碳排放同时实现，就需要全社会的共同努力。

　　 我国还需要消费拉动，比如说现在中国的高端化妆品大多数依靠进口，其实化妆品就是我刚才提到的高附加值、低能耗产品。那我国为什么不可以打造我们自己的高端化妆品？现在，我国每年进口的化妆品约有4000亿元，要是再算上那些在国外旅游购买或者代购的，几年以后很快就会达到1万亿元。相比起来，我国每年进口石油也就只有两三万亿元。随着我国加大在化妆品方面的研究力度，会慢慢拥有自己的高端化妆品，拥有一定的话语权，我国就会把这一部分市场慢慢夺回来。

　　 接着就是产业转型，现在我国的能源，基本都是把煤、油、天然气直接烧掉，燃烧就会产生二氧化碳。不烧不就没有二氧化碳了吗？可就目前的情况来看，不烧就没有能源了。化石能源是推动此前三次工业革命的主要力量，现在我国需要让化石能源逐渐退出，如果不烧，自然就不会有二氧化碳排放。

　　 那么，能源问题怎么解决？我国提出碳中和目标的一个先决条件，就是我国的光伏发电和风电产业发展很好。在光伏发电和风电发展了十多年后的今天，其发电成本已经大幅下降。现在光电、风电与火电相比，每发一度电的经济成本，已经基本相近。我国的技术已经到了这种程度，并且在这方面是领先的。我国的光电、风电发展非常好，而且现在产量、产值都是世界第一。我国完全可以建设光电风电的发电装置来代替火力发电，也就是不用烧（燃料）了。中国的风力发电占全世界的1/3到1/4。中国出口的光电用硅板，产量占全世界70%。

　　 另外就是电动车，我国电动车保有量约为500多万辆，也是全世界第一，当然占比还很小。电动车在未来也会成为拉动经济的重要力量。美国就很害怕，6月初美国总统拜登在“汽车城”底特律市发表演讲，说中国在电动车领域超过了美国，无论产量、市场和电池，都比美国做得好。为了赶上中国，拜登公开承诺将会投入1700亿美元补贴美国的电动车产业。

　　 我国现在是有条件利用新的可再生能源代替火电了，技术问题都解决了，经济问题也接近解决，那么我国的环境当然会更好。以后，我国发展经济就需要考虑技术可行、经济合算、二氧化碳排放量低，这是与今后的发展吻合的。这些都是先决条件，如果没有这些条件，碳中和自然不可能实现，我国正是因为有了这些良好的基础，才有了现在的目标。

　　 从“化石燃料”到“化石材料”

　　 《环境与生活》：作为深耕化工行业几十年的专家，您对我国化工行业现状有着准确、全面、清醒、超前的认识。您认为在“双碳”目标提出后，我国的化工领域会受到哪些影响？同时基于您刚刚提到的产业结构转型，您认为化工行业后续的发展方向是什么？

　　 金涌：回到化工行业的话题，既然我国未来不烧化石燃料了，那用它做什么？首先就是石油，将来我国的汽车绝大多数会被电动车代替。这不会是十分遥远的未来，现在欧盟一些国家已经计划2030年后不再生产汽油车，而是全部变为电动车，那么传统炼油产业肯定要逐渐退出市场。相应的，要把石油做成材料，而不是变成汽油、柴油、煤油。现在，我国的传统炼油技术，80%的石油都变成了汽油、柴油、煤油，20%是石脑油。石脑油裂解再制成烯烃、芳烃。

　　 我认为，今后这种技术路线将会改变，石油化工企业将会改变结构，不再生产燃料，而是生产材料，比如说橡胶、纤维或其他高端材料、涂料。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，比如欧洲的道达尔公司，就要把石油的利润占比逐渐减少，现在占50%，将来要减少到30%，同时要大量发展新产业，也就是石油材料。这也是我们清华大学化工系目前的主要任务之一，现在我们的实验室在研究把石油制成材料，我们也有相关的研究基础，在十多年前就开展了这方面的研究。

　　 《环境与生活》：您当时为什么会想到以此作为研究方向？

　　 金涌：当时的环境问题和能源问题并不像现在这么尖锐，但是我们作为科学研究者，意识到了炼油技术存在的问题。炼油最重要的第一步就是催化裂化，这个步骤决定了汽油、柴油、煤油和石脑油的占比。现在使用的反应器，是催化剂和石油气从下向上走，也就是上行床。我们研究的反应器与之相反，是下行床，也就是从上往下走，我们在10年前就已经做了年产15万吨的实验，证明了下行床可以大幅度提高石脑油的占比。我们在济南炼油厂利用厂区废弃的设备进行改造，完成了实验。通过实验证明，改进的下行床可以把石脑油的占比提高到70%。

有了石脑油，我们就可以生产三烯三苯，也就是乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯。就可以生产非常多的化工产品，可以说所有的石化产品，原料都是三烯三苯。有了这些，我们就可以生产各种高分子材料。我们不再把石油烧掉，(点击此处阅读下一页)