张锁江院士:过程工程是工业减碳“主力舰的发动机”

作者: 张锁江

来源: 中国科学报

发布日期: 2022-07-21 19:45:49

张锁江院士强调过程工程在工业减碳中的核心作用,将其比喻为“主力舰的发动机”,并指出科技创新是实现工业减碳的关键。文章还讨论了过程工程在钢铁、化工等行业的应用,以及如何通过系统工程思维实现工业领域的碳中和目标。

实现碳达峰、碳中和,是中国着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择,是构建人类命运共同体的庄严承诺。

工业领域是碳排放的主要来源,作为世界工业大国,中国工业领域的减碳任务更是重中之重。

科技创新助推工业减碳。今天,依靠科技创新的减碳仍然是工业进步的必由之路,也是全球工业的大势所趋。工业减碳面临的最大挑战就是如何在减碳的同时保证生产效率和效益,两者兼顾的根本在于科技创新。

过程工程是研究物质转化过程中反应—传递耦合机制及其放大规律的科学。其在工业减碳中的重要地位,可以用一个形象的比喻来说明:如果说工业减碳是实现“双碳”目标的“主力舰”,那么过程工程可以被称为“主力舰的发动机”。

过程工业涉及钢铁、有色、化工、建材等重要行业,经过上百年研究实践形成了大规模连续化生产过程,流程复杂、集成度高、工艺相对固化,牵一发而动全身。要对这些传统工艺进行变革,涉及从基本原理到工艺过程的多层次、多尺度系统创新。

工业生产流程复杂、物流能流体系庞大,目前各产业往往孤立运行、集成度不够。从全局考虑,工业领域要实现碳中和目标需要在以下三个方面发力。第一,变革现有高物耗、高能耗、高碳排的工业发展模式。第二,应加强理论创新和基础研究。第三,重视钢铁、有色、化工、建材等行业间的协同联动和集成减碳。

当前,我们欣喜地看到,“双碳”目标下的过程工程正迎来发展的机遇期。未来,过程工程应加强与前沿学科及新兴产业的深度交叉融合,以绿色化、低碳化、高端化、智能化为发展方向,开展介科学理论创新、工艺及装备创新,以及流程再造,积极发挥过程工程在工业减碳“主力舰”中的“发动机”作用,为实现“双碳”目标提供科技支撑。

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