3月22日，第八屆中國（濟(jì)寧）新型煤化工精細(xì)化技術(shù)創(chuàng)新論壇精彩繼續(xù)。業(yè)內(nèi)專家就煤化工在新能源電池材料、煤化工廢水零排放、可再生能源制氫等熱點(diǎn)話題進(jìn)行分享。

煤基電池材料發(fā)展前景廣闊

鋰離子電池能夠靈活地儲存和釋放可再生能源產(chǎn)生的電力，可以有效地解決可再生能源波動(dòng)性和間歇性引發(fā)的問題，確保可再生能源的高效利用。在國家政策和市場需求的驅(qū)動(dòng)下，鋰離子電池和電池原材料生產(chǎn)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)將迎來飛速發(fā)展。負(fù)極材料作為鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一，對鋰離子電池的容量、充放電性能、循環(huán)壽命和安全性能有重要的影響。其中，碳材料（如天然石墨、軟碳和硬碳等）因其優(yōu)異的導(dǎo)電性和電化學(xué)穩(wěn)定性在眾多鋰離子電池負(fù)極材料中脫穎而出。

      國家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院電化學(xué)儲能部門經(jīng)理蘇志江介紹到，2022年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)量700.3萬輛，同比增長90.5%。全國新型儲能裝機(jī)中，鋰離子電池儲能占比94.5%。因此，在能源發(fā)電領(lǐng)域，鋰離子電池扮演了重要角色。2021年我國負(fù)極材料出貨量72萬噸，2022年為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(tǒng)化工。未來需要尋求新的碳源，是能源負(fù)極材料面臨的新問題。他提出以煤直接作為負(fù)極材料直接原料，根據(jù)材料性能，篩選出合適作為鋰電負(fù)極材料的煤種。

       在“雙碳”背景下，以資源豐富、價(jià)格低廉的煤炭制備煤基碳材料可實(shí)現(xiàn)煤炭的高附加值利用。煤基碳材料作為鋰離子電池的負(fù)極材料，不僅可以降低煤炭作為燃料時(shí)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(fù)極材料具有重要的研究意義和廣闊的發(fā)展前景。然而，如何通過綠色、安全、經(jīng)濟(jì)的方法規(guī)模化制備高品質(zhì)煤基碳負(fù)極材料仍面臨挑戰(zhàn)。

      據(jù)了解，北京低碳清潔能源研究院的研發(fā)領(lǐng)域包括煤清潔轉(zhuǎn)化利用、工業(yè)廢水處理、先進(jìn)材料以及氫能、鋰電池技術(shù)等。據(jù)官方介紹，研究院已經(jīng)研發(fā)出 NICE-SC1 快充型鋰離子電池負(fù)極材料。這種材料使用煤基瀝青制備特殊結(jié)構(gòu)的軟碳，全電池加工工藝適配性強(qiáng)?；诖素?fù)極的快充型鋰離子電池：快充能力超高，低溫性能優(yōu)異，操作溫度窗口寬，循環(huán)壽命長，充放電過程產(chǎn)熱少，安全可靠。

可再生能源制氫助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)碳中和

      隨著全球能源緊缺和環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)峻，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和推動(dòng)可再生能源技術(shù)的發(fā)展已成為世界各國能源變革的重要途徑。然而，可再生能源存在的間歇性和不可預(yù)測性等問題限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

      2022年，發(fā)改委等九部門印發(fā)“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃，開展規(guī)?；稍偕茉粗茪涫痉?。在可再生能源發(fā)電成本低、氫能儲輸用產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件較好的地區(qū)，推進(jìn)可再生能源發(fā)電制氫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，打造規(guī)?；木G氫生產(chǎn)基地。推進(jìn)化工、煤礦、交通等重點(diǎn)領(lǐng)域綠氫替代。推廣燃料電池在工礦區(qū)、港區(qū)、船舶、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)等示范應(yīng)用，統(tǒng)籌推進(jìn)綠氫終端供應(yīng)設(shè)施和能力建設(shè)，提高交通領(lǐng)域綠氫使用比例。在可再生能源資源豐富、現(xiàn)代煤化工或石油化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好的地區(qū)，重點(diǎn)開展能源化工基地綠氫替代。積極探索氫氣在冶金化工領(lǐng)域的替代應(yīng)用，降低冶金化工領(lǐng)域化石能源消耗。

      中國石化新能源研究所所長榮峻峰表示，交通動(dòng)力電動(dòng)化對石油石化可能產(chǎn)生顛覆性影響。國內(nèi)新能源年度產(chǎn)值有望從2020年的0.77萬億元成長到2060年的10萬億元水平。我國能源轉(zhuǎn)型勢在必行。而氫能將是我國能源低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要途徑?？稍偕茉粗茪浼夹g(shù)主要分為：電解水制氫、生物質(zhì)制氫和光解水制氫。榮峻峰指出，電解水制氫是實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵！中石化規(guī)劃到2025年，在綠氫建設(shè)方面成為中國第一氫能公司。氫能將是我國能源低碳發(fā)展的重要途徑，氫能同時(shí)具有能源和物質(zhì)的屬性，在未來新能源體系中占有重要的戰(zhàn)略地位?？稍偕G電制氫是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要途徑綠電制氫的成本將不斷降低，未來將具有比化石能源制氫具有更好的經(jīng)濟(jì)性，從而助力石化產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和。

     我國煤炭資源豐富，煤化工產(chǎn)業(yè)為國家能源安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。中國煤炭資源和水資源分布極不均衡,煤炭和水資源呈逆向分布的特點(diǎn)，煤化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展已經(jīng)引發(fā)了區(qū)域水資源供需失衡，導(dǎo)致煤化工企業(yè)所在地的水環(huán)境問題尤為突出。汪炎建議，在建設(shè)廢水處理設(shè)備時(shí)，第一，要注意設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的準(zhǔn)確性，減少前期隨意性造成實(shí)際水質(zhì)與設(shè)計(jì)偏離較大。第二，水的系統(tǒng)性規(guī)劃，零排放不是單元，是整體解決方案。第三，細(xì)節(jié)關(guān)乎成敗，各個(gè)單元技術(shù)方案的慎重選擇。第四，結(jié)晶鹽的品質(zhì)及出路。

來源：中國化工信息周刊