工業脫碳如何破局？專家學者共議 “低碳流程再造” 技術路徑

工業作為我國國民經濟的主導產業，能源資源消耗和環境污染排放的重點領域，其深度脫碳是實現碳中和的關鍵。2025年4月11日，中國21世紀議程管理中心（以下簡稱“21世紀中心”）在京召開第三期氣候變化國家評估報告研討會暨氣候沙龍活動，北京化工大學譚天偉院士、中國石油化工集團有限公司謝在庫院士、華東理工大學汪華林院士，以及來自中國科學院、浙江大學、南開大學、上海交通大學等單位的專家學者聚焦“工業低碳流程再造”，共同探討核心技術路徑。會議由21世紀中心全球處張賢處長主持。

 

21世紀中心陳其針副主任在致辭中強調，工業是我國碳中和行動中的“硬骨頭”，他援引《中國碳中和技術發展路線圖》的研究成果指出，化工、鋼鐵、建材等重點行業領域的低碳轉型，必須通過燃料與原料替代提供低碳輸入、流程再造重塑生產邏輯，依賴重大科學問題突破與核心技術攻關，實現從原理到工藝的全鏈條創新。他強調，希望各位專家學者聚焦工業脫碳亟需解決的重大科學問題和前沿技術方向，暢所欲言，交流思想，為《第五次氣候變化國家評估報告》編制工作提供智力支持。

 

院士專家觀點：技術突破方向

 

譚天偉院士以“發展生物制造助力新質生產力”為題做主旨報告，他提出，生物制造通過原料與路徑替代，可有效減少對化石能源的依賴，為碳中和目標貢獻巨大減排潛力，并為糧食安全提供重要保障。歐美等主要經濟體已將生物制造技術和產業發展作為重要戰略內容，并將其減排效益作為主要目標，應從原料與過程替代、人工智能等數字技術融合、生物轉化CO2制備化學品等思路出發，提高自主創新與產業化能力。

 

謝在庫院士以“低碳化工流程再造”為題做主旨報告，從基于物質流動的原料替代思路、熱電氫耦合煤化工和碳酸鹽分解等新過程、CO2高效利用改變碳循環、氫能體系支撐低碳過程構建、儲能解決供能問題、智能系統配套提升制造能力水平等思路出發，提出從微觀分子到宏觀工廠水平的工業脫碳思路。

 

汪華林院士以“碳污減排旋流融合工程技術”為題做主旨報告，從我國石油天然氣、基礎原材料、化學制劑等產業碳污協同減排重要需求出發，結合短流程循環氫氣脫硫、甲醇制烯烴熱廢水回用、海洋油氣田擴容提標等案例，介紹了旋流融合技術體系的應用現狀，并對原料燃料替代、跨產業鏈協同等方面的集成耦合優化方案提出了前沿探索方向。

 

朱慶山研究員以“流程耦合助力工業低碳重塑”為題，從能量、物質和信息流耦合的維度出發分享脫碳思路，并通過硫酸鈣加氫分解耦合水泥制備、硫酸鈣分解制合成氣、鐵礦磁化焙燒高溫余熱回收等案例進行了詳細闡釋。

 

青年學者力量：前沿科學探索

 

浙江大學崔希利研究員聚焦碳氫化合物吸附分離及連續化分離工藝，簡述了其在低碳烯烴/烷烴、芳烴等同分異構體吸附分離研究和應用進展。南開大學羅景山教授以光電催化合成燃料與化學品為題，分享了光電催化分解水制氫、電化學制水泥等低碳流程技術研發進展。上海交通大學潘云翔教授圍繞催化劑表界面性質調控具體方向，詳細闡釋了利用OH基團強化CO2催化加氫反應新工藝。

 

圓桌討論共識：未來技術路線

 

圓桌討論和問答環節，與會人員圍繞工業低碳流程再造的原理與路徑、前沿與關鍵基礎科學問題，以及未來工業過程與波動可再生能源融合路徑等關鍵議題展開了深入探討，提出了新的技術解決思路和方案。與會專家一致認為要實現工業深度脫碳，一方面需加快推進可再生能源等清潔能源與工業流程的深度融合，如綠電制氫耦合鋼鐵冶煉，從化學反應本質上擺脫對碳基能源的依賴，同時要大力發展儲能技術，解決好可再生能源波動性問題；另一方面，需重視并推動跨學科原理創新和技術突破，例如深化生物、化工、材料等不同學科研究間的有機協同；此外，國家應強化科技部署和政策引導，加快推動關鍵核心技術攻關，推動科技成果商業示范加速，科技支撐引領碳中和目標實現，同時助力我國在全球技術和產業競爭中奪取更多主導權。

 

本次活動圍繞“工業低碳流程再造”主題進行深入討論，反響熱烈，收獲顯著。21世紀中心將持續通過研討平臺匯聚產學研各方力量，高質量推進《評估報告》編制工作。