我国化学能源发展面临的问题

能源化工，主要指利用石油、天然气和煤炭等基础能源资源，通过化学过程制备二次能源和化工产品的过程，主要包括石油化工、天然气化工和煤化工等。能源化工产品涉及国民经济和人民生活的各个领域。合成塑料、合成纤维、合成橡胶等关系人们衣食住行的化工产品几乎全部来自于石油化工；氮肥、甲醇等则主要来源于煤化工和天然气化工。　　在能源化工领域，占据主导地位的是石油化工。目前，车用燃料的99%以上、所有的航空燃料以及石蜡、沥青、润滑油等都来自于石油化工。截至2004年底，我国原油一次加工能力约为3.1亿吨/年，二次加工以催化裂化工艺为主，约为8000万吨/年。乙烯原料全部来自于石油炼制产品，乙烯产能为608.5万吨/年，仅能满足国内乙烯当量需求的不足40%。煤炭的利用仍然是以一次能源燃烧利用为主，化工利用仅限于以煤制气生产合成氨和甲醇，2004年占煤炭总消费不足10%，且产品附加值较低，能耗高，污染大。天然气的大规模化工利用也主要是合成氨和甲醇，占2004年天然气消费的不足40%。在当前石油价格高位动荡的形势下，以石油化工为主的能源化工面临前所未有的严峻挑战。　　1. 挑战之一：资源尤其是石油资源偏紧，导致能源化工缺乏持续发展的有力保障　　在我国的能源资源结构中，煤炭、天然气的蕴藏量相对较为丰富，石油资源相对缺乏。近十多年来，我国石油消费量持续快速上升，1993年我国重新成为石油净进口国；2004年，我国实际生产原油1.75亿吨，消费原油3.14亿吨，进口量首次突破1亿吨，达到1.22亿吨，对外依存度高达38.9%。根据国家发展和改革委员会能源研究所的研究，2020年中国石油的需求量将达到4.5亿～6.1亿吨，届时石油进口量将达到2.7～4.3亿吨，进口依存度将高达60%～70%。　　面对这种情况，近年来我国采取一系列措施，积极拓宽原油资源来源渠道。从总体看，我国海外石油主要有三个来源。一是从中东以及南美、非洲国家进口石油。2004年我国从中东进口原油6295万吨，占全部进口量的50%以上；运输路线过度依赖马六甲海域，一旦国际形势发生变化，原油保障将会变得极为脆弱。第二个油源是从俄罗斯和中亚地区进口。2004年中国—哈萨克斯坦原油管线正式开工建设，一期工程输油能力为1000万吨/年；另外，中—俄输油管线经过多次反复，最近俄罗斯基本确定首先保障中国支线的输油量，并承诺通过铁路加大对中国的原油出口。这个方向的油源相对较为稳定，但也存在诸多政治、经济的变数，而且受资源量的限制，预期总输油量不会超过5000万吨/年。第三个油源是我国石油公司在国外勘探开发获得的份额油。2004年，我国三大石油公司在国外油田获得的份额油达到1750万吨。由于我国石油公司拥有权益的多数海外油田东道国处于国际政治、经济冲突的前沿，继续扩大产量将受到资源量、所在国家政治环境以及国际形势的影响。国际、国内石油供应的严峻形势，使我国能源化工的持续发展面临重大的考验。　　石油资源的紧缺直接影响石油化工的发展。石油资源主要用来炼制作为燃料使用的汽、煤、柴油和用来生产作为乙烯裂解原料的石脑油。根据现有规划，我国将在“十一五”期间建成若干个百万吨级以上的大型乙烯基地，加上原有乙烯基地的扩能改造，预计2010年乙烯产能将达到1000万～1500万吨，作为乙烯裂解原料的石脑油需求量将达到3500万～4500万吨。同时，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，汽车保有量和客货交通运输量迅速上升，汽、柴、煤油等燃料油品消费量也将持续增长。因此，炼油工业面临保石化原料还是保运输燃料的问题，矛盾异常突出。资源的紧缺和供需之间的矛盾还将直接导致石脑油价格的上涨，使得乙烯和聚烯烃产业面临成本上升的巨大压力。　　鉴于上述情况，我们必须一方面通过技术进步，大力提高轻质油收率，提高石油资源的利用率，另一方面，大力开发替代能源和资源，采用新型车用燃料替代汽、柴油，尽可能多的把轻质油用于乙烯裂解，同时要积极探索用重质油、煤或天然气生产低碳烯烃的新途径，有效降低能源化工的成本。　　2. 挑战之二：石油资源品质低劣导致加工难度增加，对能源化工技术进步提出了更高的要求　　当前，世界范围内原油变重、品质变差的趋势十分明显。原油资源品质的变化影响成品油的品质和乙烯裂解原料石脑油的品质，使得石脑油的收率降低，裂解性能变e79fa5e98193e59b9ee7ad9431333332636364差。　　对于我国而言，石油资源品质的变化主要体现在三个方面。一是我国东部优质石蜡基原油的产量逐年递减，蒸汽裂解乙烯收率有下降趋势。这种变化使得必须采用更多的资源、更高的代价才能保障乙烯产量的提升。二是重质、高稠原油产量逐年上升，对这种劣质原油的加工已成为石化企业不得已的选择。这种原油轻油收率低，必须经过催化裂化、焦化、加氢等复杂过程才能生产合格油品和石脑油。三是进口原油绝大部分是高硫原油。近年来，随着石油进口量的增加，来自中东、俄罗斯的高硫环烷基、中间基原油所占比例越来越大，这一方面导致原油加工流程更加复杂，现有设备需要改造才能适应高硫含量的变化；另一方面，与适用乙烯裂解的低硫石蜡基原油相比，用环烷基原油和中间基原油生产的石脑油，乙烯收率大约降低2～4个百分点。　　与原油资源品质劣质化趋势明显相反，成品油质量要求不断升级，乙烯产能迅速扩张对石脑油的品质也提出了更高的要求。在资源品质下降的情况下，汽、煤、柴油要达到新的排放标准需要付出更高的代价，尤其是硫含量要达到欧III甚至以上标准，需要更多的高压加氢过程，加工成本大幅上升。在乙烯方面，乙烯产能的竞争在很大程度上将转化为对原料石脑油的竞争，原料的成本和品质将成为石化企业竞争力的关键，石脑油品质和数量的保障将成为乙烯市场的矛盾焦点。这种变化趋势将迫使能源化工企业通过技术进步，降低劣质原料加工成本；或者采用替代资源，努力提升企业竞争力。　　3. 挑战之三：环境保护的压力，迫切需要提高对能源的综合利用和清洁利用　　能源的消费在促进经济发展和人民生活水平提高的同时，也给环境带来污染，而且，在我国，能源浪费的现象和不合理利用现象仍比较严重。据统计，城市大气中64%的CO、69%的NOX、33%的CO2、40%的悬浮颗粒物和80%的噪声都是由汽车交通产生的。我国能源消费总量中约有70%为煤炭，其中85%采用效率低、污染严重的直接燃烧方式。每年由于燃煤引发的SO2污染和酸雨造成的经济损失已超过1000亿元，酸雨面积占到国土面积的三分之一。显然，提高资源的综合利用和清洁利用程度，大力开发能源的清洁利用途径，实现能源资源和环境的协调发展，已经成为当前经济和环境保护发展的迫切要求。生产符合环境保护要求的更清洁的汽油、柴油和煤油，是今后几年我国石油化工面临的重要任务。　　根据我国治理汽车尾气污染排放计划，北京从2005年7月1日起全面使用欧Ⅲ标准的汽油和柴油，2008年，中国车用燃料要整体达到欧III燃油标准，2010年要与世界先进水平保持同步。当前，要大规模地满足硫含量低于50μg/g甚至10μg/g以及低芳烃、烯烃等要求，炼厂还需要采取很多的技术措施和更多的资金投入。发展清洁燃料技术一方面要求改进原油加工工艺，另一方面还要不断开发新型替代能源，例如不含硫的天然气合成油、醇类燃料、氢能等，以解决资源和环境对燃料日益增长的压力。

以石油为例：一是贸易环境的变化。2007年，欧盟针对其他国e799bee5baa6e997aee7ad94e59b9ee7ad9431333332636364家向其出口商品而出台的reach法规将生效，其中涉及到我国石油和化工行业的产品达到1200多种。由于繁琐的检测手续、较高的检测费用，以及各种环保、科技壁垒，如果真正实施起来，2007年我国石化产品向欧盟的出口将面临很大的困境。而一旦出口受挫，不少本已产能过剩的产品将面临巨大的销售压力，企业生产经营将极为艰难。　　二是产能过剩的问题。近几年来，由于投资的盲目大肆扩张，不少行业产能大幅度增加，2006、2007年是集中投产期，不少行业面临产能过剩的风险，一旦经济增速有所放缓，问题就会明显显现出来。2006年一些产品产能增长过快的问题已经显露出来，如无机化工产品、化肥、橡胶助剂等产品价格走势整体比较低迷，盈利下滑，2007年形势可能会更趋严峻。　　三是油价走势的不确定性及煤、电、气等价格进一步上涨的压力。2006年经历了油价的大幅度上涨及快速回落，目前国际石油市场仍处于调整之中，预计2007年油价将低于2006年，在60美元／桶上下波动，但伊朗核问题、伊拉克混乱局势等影响油价的偶然因素仍然存在。2007年国际油价到底何去何从，是一个很具分歧的问题。油价的合理回落有利于全行业的发展，但是过高或过低则负面影响会加大。另外，2007年国内煤、电、气等能源价格继续上涨是大势所趋，作为一个能耗较高的行业，这将进一步增加全行业的成本压力。　　考虑到国内经济整体增长水平及下游行业的发展情况，预计2007年石化行业将保持10-15%左右的增长速度，油气开采业景气度下降，原油加工业随着油价的回落效益有所改善，化学工业效益将继续稳定增长。

　　化学是一门实用的中心学科,它与数学、物理学等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础.化学的核心知识已经应用于自然科学的方方面面,与其他学科相辅相成,构成了创造自然、改造自然的强大力量.1．化学的地位与作用化学是侧重在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性能以及转化过程的学科.化学过程普遍存在于包括生物体在内的大自然中.化学不但研究自然界的本质,而且创造出具有特殊性质的新化合物,化学与分子生物学、材料科学、环境科学、生物化学等学科有着很深的渊源,在推进其他学科发展的同时自身也得到了进一步的发展.(1)化学是人类赖以解决食品问题的重要学科之一化学可以提供一系列农用材料,改善作物生长的自然环境和条件,改善水土保持状态和光合作用,改变农作物生长周期,改良农作物的品种,达到增产丰收的目的.化学方法提供一系列制剂及材料改进食物生产和保存的方法.(2)化学对能源的开发利用起着不可忽视的作用能源工业在很大程度上依赖于化学过程,能源消费的90％以上依靠化学技术.怎样控制低品位燃料的化学反应,使我们既能保护环境又能使能源的成本合理是化学面临的一大难题.化石能源的转化及综合利用至关重要.可再生新能源的开发离不开以化学为核心的技术的发展.(3)信息技术的高速发展离不开化学的大力支持器件的小型化莫过于在分子水平上生产电子器件.开发和研制“分子元件”和“生物芯片”,成为当今分子电子学领域里的重大课题.分子铁磁体的研究通过扫描探针显微镜等新技术研究单个原子和分子的性质和行为,并在分子水平上研制电子器件,组装分子器件,有赖于化学的支持.(4)化学是提高人类生存质量的有效保障人的出生、成长、繁衍、老化、疾病和死亡等所有生命过程都是化学变化的表现.化学靠合理制备药物对生理学、医药学作出贡献；靠化学合成的医用材料提供代用品.资源与环境是维持国民经济和社会发展的重要基础保障.基于化学的产业从天然资源中制取大量化肥、农药、农膜以及钢铁、塑料和水泥等原材料,同时生产的大量合成纤维和橡胶等又可弥补农林业的不足,化学能为保护环境提供分析方法,提出新的更代产品和流程.(5)化学是材料科学发展的基础化学在原子、分子链段以及分子尺度上对材料组织结构的设计、控制及制造技术进行研究,并合成新的物质以代替传统或稀缺的物质.依据化学本身对物质结构和成键复杂性的深刻理解,在寻找和开发新的功能性材料方面,可以大有作为.2．50年来我国化学学科的发展历程与成就我国化学在建国以来的发展,大致可以分为四个阶段：第一阶段是建国初期到1955年的恢复和基础建设时期(1949—1955)；第二阶段为1956年到1966年,依据12年科学规划而有序地高速发展；第三阶段为十年e79fa5e98193e59b9ee7ad9431333337386661“文革”期(1966—1976年)；第四阶段从70年代后期,特别是党的十一届三中全会以后,为化学研究全面恢复和发展时期,并从90年代开始,逐渐与世界前沿化学研究接轨.50年来,我国化学领域在基础研究、应用研究和开发工作的各个方面都取得了一系列有自己特色的研究成果.据统计,截止到1997年,化学在国家自然科学奖中共获奖84项,占总数的13．9％.各类科研成果数以千计,在国内外正式学术刊物上发表的论文及研究报告数以万计.50年来,我国化学学科取得了一系列的研究成果.先后获得国家自然科学奖一等奖4项,二等奖29项,三等奖36项,四等奖15项.3．迎接新世纪挑战,展望我国2010年化学学科发展当前,我国所面临的挑战有人口控制问题、健康问题、环境问题、能源问题、资源与可持续发展问题等,化学家们希望从化学的角度,通过化学方法解决其中的问题,为我国的发展和民族的振兴作出更大的贡献.(1)若干化学基本问题的解决,将使化学学科自身在不同层次上得到丰富和发展.反应过程与控制、合成化学、基于能量转换的化学反应、新反应途径与绿色化学、设计反应、纳米化学与单分子化学、复杂体系的组成、结构与功能间关系研究、物质的表征、鉴定与测试方法等方面问题将成为21世纪我国化学研究的重要方向,成为我国化学家有所作为的突破点.(2)学科的渗透与交叉,将使我国化学的发展面临更多的机会与挑战.(3)国民生活质量的提高,将得益于并更大地促进化学的发展.‍(4)世纪之交,展望未来十年化学事业的发展和化学对人类生活的影响,我们充满信心,亦倍感兴奋.化学是无限的,化学是至关重要的,它将帮助我们解决21世纪所面临的一系列问题,化学将迎来她的黄金时代!

（1）健康问题是与有助于人体健康有关的问题，新型药品的开发百、研制人造血管都是治病方面的，与人类健康有关；（2）环境问题是与减少污染有关度的问题，寻找快速降解塑料、橡胶等化工产品再利用的途径，减少了环境污染；在无毒、无知害的条件下进行反应也减少了环境的污染；含磷洗衣粉污染水源，造成水的富营养化，研制高效无磷洗衣粉减少了对水的污染．（3）能源问题是指道与使用的能源有关的问题，在低消耗情况下分解水分子而得到氢所得到氢气作为燃料，属于新能源中的氢能；寻找快速降解塑料、橡胶等化工产品再利用的途径回，也属于能源开发方面的问题．（4）粮食问题是与粮食有关的答问题：高效化肥的合成有助于增加粮食的产量．故答案为：（1）②⑤；（2）④⑥⑧；（3）③④；（4）①