在邁向“碳中和”的大背景下，化工行業應該如何轉型？化工行業可持續發展之路該怎么走？這關系到國家經濟與社會民生，與我們每個人都息息相關。
“碳中和”—— 一個牽動全局的大變革
金涌談到，在我國提出“雙碳”目標（2030年碳達峰，2060年碳中和）之后，各行各業對此都極為重視。碳達峰、碳中和不僅僅是一個能源與環境問題，而是一場廣泛而深刻的經濟社會發展問題，是一個牽動全局的大變革。
我國制定“雙碳”目標，一方面是應對來自西方國家的壓力，另一方面也是我國發展到了目前的階段，不得不做的。我國現在是全世界碳排放量最大的國家，排放全球近1/3的二氧化碳，是美國碳排放量的兩倍。要想把這么大的二氧化碳排放量降到碳中和水平，難度可想而知。與此同時，我國的經濟發展還不能停滯，不然便無法達成2050年成為發達國家水平的目標。因此，如何在減少碳排放的同時保證持續穩定的經濟發展，是我們最大的挑戰。
實現“雙碳”目標，必須要創新
在金涌看來， 要實現“雙碳”目標，必須要創新，要顛覆原有思想。
首先要做的是產業結構轉型：那些低附加值、初級的、能耗大、產值低的產品會慢慢退出市場，高端智能、信息技術、5G通信等高附加值、低能耗產業會成為主流；
其次要做的是能源替代：化石能源被新能源取代成為發展的大趨勢；
三是隨著傳統化石能源退出電力供應，要為它們尋找新出路：對于石油、煤炭和天然氣的應用都有非常大的改造空間，這需要新思想的參與，也需要新技術的研發；
四是迎來資源循環利用時代：將資源循環利用，進一步減少能耗。
化石材料時代——將化石能源轉化為高端材料
化石能源對人類的進步起了非常大的作用，世界第三次工業革命就是石油、煤炭、天然氣等化石能源驅動的。如果這些化石燃料不再用來燃燒了，那自然就不會有二氧化碳的產生。金涌表示，對于石油、煤、天然氣等化石燃料，我們需要改變技術路線，完成產業結構轉型。我們正在從“化石能源”時代向“化石材料”時代邁進，把化石能源做成高端材料，供給高新科技來使用。
石油：不再生產燃料，而是生產材料
石油化工企業將會改變結構，不再生產燃料，而是生產材料，例如橡膠、纖維或其他高端材料、涂料等。這種轉型就是石油化工的發展方向，現在已經成為全球共識。國外的一些企業已經開始著手布局這種轉型，清華大學化工系在十多年前就開展了這方面的研究。
煤：通過分質利用，制造更多的化工產品
煤最好的出路是什么？我國需要在這方面研發出具有顛覆性的技術。目前我們已知的最佳利用途徑是煤的分質利用。金涌院士指出，目前有一種技術叫作“燃氣輪機-蒸汽輪機聯合循環發電”，這種技術的能量轉化率可以達到60%，遠高于傳統火力發電的45%。這樣一來，煤的利用率就提高了，相應的經濟價值也提高了。
煤分質利用后，會產生半焦，如果把半焦用來燃燒，還是會產生二氧化碳，所以我們必須找到將半焦轉化但同時不產生二氧化碳的出路。碳本身也是還原劑，如果把半焦加熱到一定溫度，碰到二氧化碳，就會把二氧化碳還原成一氧化碳。通過這種還原，半焦就不再產生二氧化碳，反而是能將二氧化碳還原為一氧化碳。金涌談到，“一氧化碳可以用來制造很多的化工產品，我想這就是煤今后的出路。”
天然氣：與工業相結合，減少民用
目前，我國的天然氣主要是民用，例如人們用天然氣來做飯，但民用對天然氣的利用率并不高，只有30%至40%。因此，未來家庭應當盡可能電氣化，天然氣不再以民用為主，而是大量用于工業。美國電氣化的家庭約占50%，歐洲一些國家已經逐漸開始禁止天然氣入戶了。金涌強調，“天然氣更適合用于工業生產，天然氣（CH4）中每1個碳原子，就伴有4個氫原子，是最好的制氫原料。總的來說，未來的天然氣將與工業相結合。”
高端制造業——保持優勢，追趕不足
未來，我國以石油、煤、天然氣為代表的化石能源產業都需要逐步轉型，這種轉型將會為二氧化碳減排做出巨大貢獻。伴隨化石能源及其相應產業的轉型升級，我國高端制造業也需要進一步迭代精進，保持部分領域的領先優勢，追趕發展尚有不足的科技技術，實現從能源到制造業的全面轉型。
金涌指出，目前我國高端制造業可分為四個水平：
位于領先水平：5G量子信息傳遞技術，純電動汽車，電池技術，高鐵
位于并跑水平：大型工程機械，無人機
已有基礎的產業：民用航空，人工智能，機器人
加快追趕的產業：芯片，制藥等先進技術
同時，核能利用也將是減碳的有效解決方案之一。清華的高溫氣冷堆技術已經十分成熟，可以復產700-900度的蒸汽，這種高能量的蒸汽可以通過化學鏈技術同時生產氫氣。2021年9月，石島灣高溫氣冷堆核電站首次臨界，三代清華核能人、數百位科學家歷時三十年，終于完成了我們核能技術從“跟跑”到“領跑”的轉變，率先實現第四代核電技術落地。未來，石島灣核電站的順利運行，將為200萬居民提供生活用電，減少90萬噸二氧化碳排放。因此，核聚變的成功也將是人類未來能源問題的解決方案之一。
最后，金涌表示，碳中和問題是規劃人類未來命運的重要抓手。2060年碳中和的實現是一個時代的變遷，這是一個可再生能源主導的、代替了化石能源的時代，也是石油、煤、天然氣從燃料變為材料、資源循環利用化的時代。我們將迎來全民、全行業全面提升的大產業變革，使中國經濟發展擺脫資源和能源匱乏的干擾，使中國社會穩定地、長期地、可持續地發展。所以它的意義是巨大的，需要全民的共同努力。
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