“我們常說節(jié)能減排，但其實節(jié)能和減排是個矛盾體，減排往往是耗能的。至今還沒有研究者針對減排中的節(jié)能問題建立相關(guān)模型和參數(shù)。”在最近一期主題為“過程工業(yè)減排中節(jié)能機制的若干科學(xué)問題”的香山科學(xué)會議上，會議執(zhí)行主席之一、南京工業(yè)大學(xué)教授陸小華表示，在過程工業(yè)減排中實現(xiàn)有效節(jié)能，是解決我國能源與環(huán)境問題的“鑰匙”。
我國“十一五”規(guī)劃對萬元GDP能耗的降低提出明確指標，但對于減排指標，僅提出化學(xué)需氧量(COD)以及二氧化硫排放總量的減少。“由于減排量背后的能耗代價及節(jié)能機制從未被重視和揭示，造成國策難以實施。”陸小華說。
“節(jié)能可以同時獲得減排效果，而單純的減排過程卻會增加能耗。這兩個目標不一定同向。”會議執(zhí)行主席之一、西安交通大學(xué)教授馮霄認為，節(jié)能減排可以通過過程重構(gòu)、集成、優(yōu)化而從源頭實現(xiàn)，同時也需要輔以末端治理滿足環(huán)境需求。“我們面臨的是資源、能源、環(huán)境、經(jīng)濟和社會協(xié)調(diào)的多目標全局最優(yōu)問題，這個問題的解決有賴于過程系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論和方法。”
過程工業(yè)是通過物質(zhì)的化學(xué)、物理或生物轉(zhuǎn)化，制造新的物質(zhì)產(chǎn)品，涉及化工、石化、能源、冶金、醫(yī)藥、食品、建材、核技術(shù)、生物技術(shù)等工業(yè)領(lǐng)域。
據(jù)了解，我國過程工業(yè)產(chǎn)生的GDP已超過總量的1/6，而能耗卻超過了總量的50%；同時，該工業(yè)領(lǐng)域更是污染大戶，我國各種過程工業(yè)產(chǎn)生的污染物種類繁多，處理的難易程度和能耗高低相差甚遠，如極低濃度的難降解有機毒物，雖然COD不高但毒害極深，處理能耗極高。
與會專家指出，目前絕大多數(shù)城市工業(yè)園區(qū)采用的集中污水處理方式，實際上是將不同濃度的污水混合，然后再分離污染物，違背了科學(xué)原理。過程工業(yè)減排途徑存在多樣性、復(fù)雜性，污染和減排的能耗相互轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)嫁。因此，在生產(chǎn)過程中考慮減排，要多種方法組合優(yōu)化，實現(xiàn)資源的梯級利用；末端治理中，要根據(jù)毒性選擇性去除污染物。
目前，由于國內(nèi)外缺少定量描述減排不同污染物所需的能耗數(shù)據(jù)，導(dǎo)致難以針對不同污染物提出科學(xué)、合理、定量的減排指標，也難以真正定量地評價過程工業(yè)節(jié)能減排的效果，并給出科學(xué)的解決方案。專家認為，這給減排的最終落實帶來了極大的困難。
在過程工業(yè)的減排問題上，國內(nèi)外研究者主要從源頭上減少和消除污染的綠色化學(xué)或清潔生產(chǎn)進行研究，已取得大量成果。“目前國內(nèi)外推行的綠色化學(xué)‘零排放’或清潔生產(chǎn)，在實現(xiàn)資源有效利用、減少污染的同時，往往忽略了它所消耗的高能耗代價。”陸小華說，針對我國過程工業(yè)發(fā)展帶來高污染累積總量的國情，減排中的節(jié)能問題尤為突出。目前已有的研究成果只考慮物料衡算或者能量衡算，未能對開放體系、復(fù)雜物質(zhì)、極端條件做定量描述，因此不能真實評價過程工業(yè)節(jié)能減排的效果。
節(jié)能減排已受到全世界廣泛關(guān)注，對于過程工業(yè)的節(jié)能問題，主要是利用有效能的概念讓能源最大限度地梯級使用。與會者認為，將過程工業(yè)與新材料和新能源工業(yè)進行耦合，應(yīng)用化工熱力學(xué)原理，結(jié)合全生命周期分析方法，建立各高耗能過程工業(yè)的節(jié)能減排和新能源產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)化模型，進行科學(xué)、客觀、定量的評價，能為我國過程工業(yè)復(fù)雜多變的污染物治理節(jié)能潛力和機制研究提供科學(xué)判據(jù)。
“建立評價過程節(jié)能減排的科學(xué)標準迫在眉睫。”會議特邀專家華東理工大學(xué)胡英院士在會上表示。
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