怀柔实验室山西研究院院长孙予罕:五条路径助力山西转型发展

  在当前能源革命与数字革命背景下,山西能源化工产业如何发展?山西可否通过技术创新、集成示范和机制创新,从而转型升级实现高质量发展?这是怀柔实验室山西研究院自成立以来一直关注的重点问题。值此研究院成立一周年之际,特分享一些思考与建议。

  能源革命与数字革命,将给能源化工产业带来机遇和挑战。

  “双碳”目标导致能源革命,把传统能源体系单一追求的能量指标变为能量强度和碳排强度的双指标,要求大力发展新能源以及传统能源的高效清洁利用,即在不久的将来所有的商品都被打上碳足迹标签,因此我们必须实现能源供给侧的“双碳”目标。同时,“双碳”目标可重塑能源供给,其硬约束必将颠覆传统的能源格局,加速形成分布式、数字化、供需双向互动的能源网络。

  数字革命将为能源带来重大需求与机遇。未来的人工智能运算将呈几何量级的提升,其耗电量必将是天文数字。据保守估计,2030年人工智能等大数据业务的耗电量在全社会能源总需求中的占比将超过30%,远远超过目前不足20%的居民用电占比,人工智能将大幅推升能源总需求。

  从山西来看,其地缘优势比较明显。山西的煤炭储量及其地理位置赋予山西一个革命性机遇。山西毗邻京津冀,又有煤炭和可再生能源资源,无论区位还是市场都具有巨大的潜力和比较优势。

  因此,山西应抓住这个战略机遇,实现转型升级。一是把握煤炭的能源属性,稳定基本盘,即高效低碳的煤电调峰与煤制油气及化学品;二是把握煤炭的资源属性,聚焦燃料转原料以及煤层气和多能耦合的低碳经济;三是把握煤炭清洁转化的高端化,走向“精细、材料、环保”的延伸产业及其差异化。

  山西已具有高质量转型升级的切入点及其产业链,应跳出“资源陷阱”,发展产业链和提升价值链,培育和发展新质生产力。在此宜体现“一升、二降、三变”的特色,即全面提升产业的经济性,降低产品的含碳量,实现产品结构的市场可变性。同时,发挥能源与矿产大省的综合优势,大力推进绿电与算力耦合,吸引和拉动高端制造,大幅提升山西的高质量发展成色。

  为此,我提出五点具体路径建议。

  其一,在煤电调峰基础上,开展碳捕集碳利用与可再生能源消纳之耦合示范工作。山西电力及其低碳化不仅可以保留现有装机量,而且可能顺势而上并由此增加可再生能源装机量及话语权。

  其二,山西具备能源及区位优势,算力又依赖于能源供给能力,建议早日布局分布式能源与算力系统,即稳定安全的“能源岛”及其双向管理系统,由此拉动山西大储能与调峰产业发展。

  其三,优化煤化工—煤电油化材耦合的低碳高端园区,将煤电、煤化工与可再生能源耦合,生产高端化学品、功能高分子材料、碳基功能材料。尤其是深挖煤炭这个“聚宝盆”,将碳中和的“减煤”转为“增材”,实现“煤飞社舞”之差异化高端发展。

  其四,推进煤层气低碳资源的高端利用。山西境内埋深2000米以浅的煤层气地质资源量约8.31万亿立方米,占全国近1/3。为此,加大煤层气开发力度和做好甲烷的高值转化利用是一条必由之路。

  其五,大力推进需求导向的科技创新及其重大示范,包括两个方面,一是技术创新与园区升级,诸如煤制油及其油化并举的差异高端与绿电耦合的近零排放方案,煤炭分级转化及其与煤电耦合的差异化可持续发展路径;二是集成创新与整合示范,包括燃煤灵活调峰、可再生电力消纳与碳氢耦合降低碳排放强度,以及数据中心转向算力中心之数字孪生及其能源的安全保供。

  综合来看,山西可通过技术变革解决煤化工经济性对原料价格的过度依赖,实现煤焦化与煤化工可持续、高端化、差异化发展的路径;通过技术创新与示范将煤电被动调峰转为主动调峰,实现低碳煤电的顺势而上,发展基于大数据和数字孪生的智能算力及其智能制造。此外,煤层气高效开采和高端化综合利用也是山西低碳发展的重要途径。

  总之,山西应抓住机遇,久久为功,努力趟出一条转型发展的新路来。


  作者:怀柔实验室山西研究院院长 孙予罕


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