3月22日，第八(ba)屆中(zhong)國（濟寧）新型(xing)煤化工(gong)精(jing)細(xi)化技術(shu)創新論壇精(jing)彩繼續(xu)。業內專家(jia)就(jiu)煤化工(gong)在(zai)新能(neng)源電(dian)池材料、煤化工(gong)廢水零排(pai)放(fang)、可再生能(neng)源制氫等熱(re)點話題進(jin)行分享。
煤基電池材料發展前景廣闊
鋰(li)(li)離(li)子(zi)(zi)電(dian)(dian)池能(neng)夠靈活地儲存和(he)釋(shi)放可再生(sheng)能(neng)源產生(sheng)的電(dian)(dian)力，可以有效地解決可再生(sheng)能(neng)源波動性(xing)(xing)和(he)間歇性(xing)(xing)引發的問題(ti)，確保可再生(sheng)能(neng)源的高效利(li)用。在(zai)國家政策和(he)市場需(xu)求的驅(qu)動下，鋰(li)(li)離(li)子(zi)(zi)電(dian)(dian)池和(he)電(dian)(dian)池原(yuan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)生(sheng)產等相關(guan)產業(ye)將迎來飛速發展(zhan)。負極材(cai)(cai)料(liao)(liao)作為鋰(li)(li)離(li)子(zi)(zi)電(dian)(dian)池的關(guan)鍵(jian)材(cai)(cai)料(liao)(liao)之一，對鋰(li)(li)離(li)子(zi)(zi)電(dian)(dian)池的容量、充放電(dian)(dian)性(xing)(xing)能(neng)、循環壽命和(he)安(an)全性(xing)(xing)能(neng)有重要的影響。其中，碳材(cai)(cai)料(liao)(liao)（如天然石(shi)墨(mo)、軟碳和(he)硬碳等）因其優異的導電(dian)(dian)性(xing)(xing)和(he)電(dian)(dian)化學穩定性(xing)(xing)在(zai)眾(zhong)多鋰(li)(li)離(li)子(zi)(zi)電(dian)(dian)池負極材(cai)(cai)料(liao)(liao)中脫穎而出。
國家能源集團北京低碳清潔能源研究院電化學儲能部門經理蘇志江介紹到，2022年國(guo)內新能(neng)源汽車產量700.3萬輛，同比增長90.5%。全(quan)國(guo)新型(xing)儲(chu)能(neng)裝(zhuang)機中，鋰離(li)子(zi)(zi)電池儲(chu)能(neng)占比94.5%。因此，在(zai)能(neng)源發電領域，鋰離(li)子(zi)(zi)電池扮(ban)演了重要(yao)角色。2021年我國(guo)負極(ji)材料出貨(huo)量72萬噸，2022年為(wei)142萬噸，同比增長近100%。
蘇志江指出，目前的矛盾是新能源電池用原材料來源于傳統化工。未來需要尋求新的碳源，是能源負極材料面臨的新問題。他提出以煤直接作為負極材料直接原料，根據材料性能，篩選出合適作為鋰電負極材料的煤種。
在“雙碳”背景下，以資源豐富、價格低廉的煤炭制備煤基碳材料可實現煤炭的高附加值利用。煤基碳材料作為鋰離子電池的負極材料，不僅可以降低煤炭作為燃料時的CO2排放量，而且使鋰離子電池的制造成本大幅降低。因此，煤基碳負極材料具有重要的研究意義和廣闊的發展前景。然而，如何通過綠色、安全、經濟的方法規模化制備高品質煤基碳負極材料仍面臨挑戰。
據(ju)了(le)解，北京低碳(tan)清(qing)潔(jie)能(neng)源研(yan)(yan)究院的研(yan)(yan)發領域包(bao)括煤清(qing)潔(jie)轉化利用、工業(ye)廢水處理、先進材(cai)料以及氫能(neng)、鋰電池技術等。據(ju)官方介紹(shao)，研(yan)(yan)究院已經研(yan)(yan)發出 NICE-SC1 快(kuai)充型鋰離子電池負極材(cai)料。這種材(cai)料使用煤基(ji)瀝(li)青制備特(te)殊結構的軟碳(tan)，全電池加工工藝(yi)適(shi)配性強。基(ji)于(yu)此負極的快(kuai)充型鋰離子電池：快(kuai)充能(neng)力超高，低溫性能(neng)優異，操作溫度(du)窗口寬，循環(huan)壽命長，充放電過程產熱(re)少(shao)，安全可靠。
可再生能源制氫助力傳統產業碳中和
隨(sui)著全球能(neng)(neng)源(yuan)緊缺和環境(jing)污(wu)染問題(ti)日趨嚴峻，優化能(neng)(neng)源(yuan)結構和推動可再生能(neng)(neng)源(yuan)技術的(de)發展已(yi)成為世(shi)界各(ge)國能(neng)(neng)源(yuan)變革的(de)重要途徑。然(ran)而，可再生能(neng)(neng)源(yuan)存(cun)在的(de)間歇(xie)性和不可預(yu)測性等問題(ti)限制了其大規模應用。
2022年(nian)，發(fa)改委等(deng)九部門印發(fa)“十四五”可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)展(zhan)(zhan)規劃，開展(zhan)(zhan)規模(mo)化可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)制(zhi)氫(qing)示范。在(zai)(zai)可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)電成(cheng)本低、氫(qing)能(neng)(neng)儲輸用(yong)(yong)產(chan)業發(fa)展(zhan)(zhan)條件較好(hao)的(de)地(di)區，推(tui)(tui)進可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)電制(zhi)氫(qing)產(chan)業化發(fa)展(zhan)(zhan)，打造規模(mo)化的(de)綠氫(qing)生產(chan)基地(di)。推(tui)(tui)進化工、煤礦、交通等(deng)重(zhong)點(dian)領(ling)域(yu)綠氫(qing)替代(dai)。推(tui)(tui)廣(guang)燃料電池在(zai)(zai)工礦區、港區、船舶、重(zhong)點(dian)產(chan)業園區等(deng)示范應(ying)用(yong)(yong)，統(tong)籌推(tui)(tui)進綠氫(qing)終端(duan)供應(ying)設(she)(she)施和能(neng)(neng)力建(jian)設(she)(she)，提高(gao)交通領(ling)域(yu)綠氫(qing)使用(yong)(yong)比例。在(zai)(zai)可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)豐富、現(xian)代(dai)煤化工或石(shi)油化工產(chan)業基礎好(hao)的(de)地(di)區，重(zhong)點(dian)開展(zhan)(zhan)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)化工基地(di)綠氫(qing)替代(dai)。積極探索氫(qing)氣在(zai)(zai)冶金(jin)化工領(ling)域(yu)的(de)替代(dai)應(ying)用(yong)(yong)，降低冶金(jin)化工領(ling)域(yu)化石(shi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消耗。
中國石化新能源研究所所長榮峻峰表示，交通動力(li)電(dian)(dian)動化(hua)對石油石化(hua)可(ke)能(neng)(neng)產生(sheng)顛覆性影響(xiang)。國(guo)內新能(neng)(neng)源(yuan)年(nian)度產值有望從(cong)2020年(nian)的(de)0.77萬(wan)億(yi)元成長到2060年(nian)的(de)10萬(wan)億(yi)元水(shui)平。我(wo)國(guo)能(neng)(neng)源(yuan)轉型勢(shi)在必(bi)行。而(er)氫(qing)能(neng)(neng)將(jiang)是(shi)我(wo)國(guo)能(neng)(neng)源(yuan)低(di)碳轉型發展的(de)重要(yao)途(tu)徑。可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)技術主要(yao)分為(wei)：電(dian)(dian)解(jie)水(shui)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)、生(sheng)物(wu)質制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)和(he)光解(jie)水(shui)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)。榮(rong)峻峰指出(chu)，電(dian)(dian)解(jie)水(shui)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)是(shi)實(shi)現碳中(zhong)和(he)的(de)關(guan)鍵(jian)！中(zhong)石化(hua)規(gui)劃到2025年(nian)，在綠氫(qing)建設方(fang)面成為(wei)中(zhong)國(guo)第一氫(qing)能(neng)(neng)公司。氫(qing)能(neng)(neng)將(jiang)是(shi)我(wo)國(guo)能(neng)(neng)源(yuan)低(di)碳發展的(de)重要(yao)途(tu)徑，氫(qing)能(neng)(neng)同時(shi)具(ju)有能(neng)(neng)源(yuan)和(he)物(wu)質的(de)屬(shu)性，在未來新能(neng)(neng)源(yuan)體系中(zhong)占(zhan)有重要(yao)的(de)戰(zhan)略地位(wei)。可(ke)再生(sheng)綠電(dian)(dian)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)是(shi)實(shi)現碳中(zhong)和(he)目(mu)標的(de)重要(yao)途(tu)徑綠電(dian)(dian)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)的(de)成本將(jiang)不斷降低(di)，未來將(jiang)具(ju)有比(bi)化(hua)石能(neng)(neng)源(yuan)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)具(ju)有更好的(de)經濟性，從(cong)而(er)助力(li)石化(hua)產業(ye)實(shi)現碳中(zhong)和(he)。
我國煤(mei)炭資(zi)(zi)(zi)源(yuan)(yuan)豐富，煤(mei)化(hua)(hua)工(gong)產業為國家能源(yuan)(yuan)安全、經濟發(fa)展做出重(zhong)要(yao)貢(gong)獻。中國煤(mei)炭資(zi)(zi)(zi)源(yuan)(yuan)和水(shui)(shui)資(zi)(zi)(zi)源(yuan)(yuan)分(fen)布極不(bu)均衡(heng),煤(mei)炭和水(shui)(shui)資(zi)(zi)(zi)源(yuan)(yuan)呈逆(ni)向分(fen)布的(de)特點(dian)，煤(mei)化(hua)(hua)工(gong)產業的(de)快速發(fa)展已經引發(fa)了區(qu)域(yu)水(shui)(shui)資(zi)(zi)(zi)源(yuan)(yuan)供需失衡(heng)，導致煤(mei)化(hua)(hua)工(gong)企業所(suo)在(zai)地的(de)水(shui)(shui)環境問(wen)題尤為突(tu)出。汪炎建(jian)議，在(zai)建(jian)設(she)(she)(she)廢水(shui)(shui)處理設(she)(she)(she)備時，第一，要(yao)注意設(she)(she)(she)計基礎的(de)準確(que)性(xing)，減少(shao)前(qian)期隨意性(xing)造(zao)成實際水(shui)(shui)質與(yu)設(she)(she)(she)計偏(pian)離較大(da)。第二，水(shui)(shui)的(de)系統性(xing)規劃，零排放不(bu)是單(dan)元，是整體解決方(fang)案。第三，細節關乎成敗，各個單(dan)元技術方(fang)案的(de)慎重(zhong)選擇。第四(si)，結晶鹽的(de)品質及出路(lu)。
來源：中國化工信息周刊
