化工新材料產業的低碳發展實踐

摘 要：化工產業是我國國民經濟快速發展的重要支柱，但化工生產往往會產生大量有毒物質，對生態環境與人們的健康造成威脅。因此，化工產業要逐步朝著低碳、綠色的方向轉型，不斷強化化工新材料的研發與應用，進而有效促進化工產業的可持續發展。鑒于此，分析了化工新材料的低碳發展實踐策略，希望能為相關人員提供參考。

關鍵詞：化工；新材料產業；低碳發展

近年來，我國大力實施“雙碳”戰略，促使化工新材料產業進入低碳發展轉型關鍵時期。如何緊跟時代發展步伐，促進化工新材料產業可持續發展是當前化工企業的重點研究內容。為了助推化工新材料產業低碳發展，本研究首先概述了化工新材料的內涵，其次分析了化工新材料產業低碳發展的重要性，最后探索了化工新材料產業低碳發展的具體路徑以及實踐策略。

1 " 化工新材料概述

在化工材料研發和生產過程中賦予其新的性能或特點，如降低碳排放量、提高材料硬度等，可形成化工新材料，具備附加值高、低碳環保、針對性強、性能強、技術標準高等優勢。此外，化工新材料具有跨領域、多樣性等屬性，包括微電子化工材料、復合材料、功能高分子材料、合金材料、有機硅材料、納米化工材料等。隨著化工新材料行業的不斷發展與成熟，其已成為目前世界公認的發展速度快、重要性高的高級新型技術產業之一，化工新材料的發展可以有效促進國民經濟的增長[1]，部分化工新材料的研發可以有效推動尖端技術行業的發展與進步。

2 " 化工新材料產業低碳發展的重要性

近50年來，我國化工產業飛速發展，二氧化碳排放量逐年增加。調查顯示，截至2022年，我國二氧化碳總排放量高達116億t，占全球二氧化碳總排放量的27%左右。由圖1中2020年全球各地區化工品銷售額與消費額可知，我國是全球最大的化工品生產國，國際影響力逐步提高。這也意味著我國化工新材料行業的二氧化碳排放量較高。無論是人們的生活、社會的發展還是科技的進步，都離不開化工新材料。化工新材料類型多樣，其所涉及的領域也十分廣泛，包括民用、尖端科技、能源、軍用等。化工新材料不僅是我國戰略性新型產業發展的基礎，也是我國相關傳統產業改革創新的重要技術支撐[2]。為響應“十四五”規劃、“雙碳”戰略等相關政策，化工新材料行業需要結合實際情況在經營過程中積極踐行低碳生產、低碳發展等理念。

3 " 化工新材料產業的低碳發展路徑

隨著我國化工產業的不斷發展和升級，化工新材料的使用范圍不斷擴大、應用價值逐漸提高，其發展質量會影響現階段我國化工產業的健康發展狀態。在推出“雙碳”戰略、“十四五”規劃等相關政策后，化工新材料行業逐漸成為化工產業的重要組成部分，而化工新材料在化工產業中也表現出極具價值的實用性。化工新材料涉及環保、低碳、節能、有機硅、油墨等領域，被廣泛應用于醫療器械、航空交通、節能環保以及電子信息等行業[3]。為確保化工新材料在實際使用過程中可以有效契合我國現階段市場環境需求與相關政策標準，相關企業要根據實際情況加強化工新材料的研發及相關技術的有效創新。早在20世紀50年代中期，我國就已經開始重視化工新材料的研發與實際應用，并結合實際情況頒布了較多支持性和規范性政策，為我國化工新材料行業的健康與可持續發展奠定了重要基礎。進入21世紀后，我國化工新材料的研發和實際應用取得了重大突破，為諸多行業的發展提供了重要技術支持。基于“十四五”規劃內容，我國相關部門明確了相關行業中原創性低、架構不科學以及行業總量小等不足之處，并基于現有條件對其進行了科學合理的調整，從而實現了該行業的創新發展，將增強使用性能、深化具體應用、緊跟科技前沿、落實低碳環保等作為化工新材料的發展目標。此外，在“雙碳”政策背景下，化工新材料在產能和供給需求之間的關聯性得到強化，在一定程度上達到了壓縮落后產能的效果，使化工新材料的新型技術朝著低碳方向發展。例如，二甲醚/甲醇制烯烴（Dimethylether/Methanol to Olefins，DMTO）三代技術，即甲醇制取低碳烯烴技術。該技術由大連化物所研發，在實際使用過程中不但可以作為全新的催化劑，而且能在一定程度上減少甲醇消耗，切實提高了烯烴單體的吸收率，并在裂解反應中剔除了C4/C5的裂解行為，可以有效降低二氧化碳排放量。DMTO三代技術的應用流程如圖2所示[4]。

4 " 化工新材料產業的低碳發展實踐策略

化工新材料產業需要基于我國政策和實際情況對生產過程中所用原材料以及相關生產工藝、生產流程等進行科學合理的調整，通過匯碳、固碳等方式實現化工新材料產業的低碳發展。

4.1 "匯碳方式

相關人員需要全面分析化工新材料生命周期對生產環節中所需原材料供應的影響，確保可以深化可再生低碳原材料在化工新材料生產過程中的應用，如綠氫、生物質等，同時可以將二氧化碳作為生產化工新材料的原材料，有效實現匯碳效果。匯碳是指通過植被恢復、森林管理以及植樹造林等方式提高植物光合作用時對二氧化碳的使用和消耗程度，降低空氣中二氧化碳的含量，確保化工新材料產業落實低碳發展理念，例如深化生物基材料的使用。我國生物資源豐富，主要包括生活垃圾、林業垃圾、農業垃圾等。調查顯示，在我國每年可使用的生物質資源中，農業廢棄資源約有4億t[5]。生物質資源是指基于光合作用或太陽能形成的各類有機體，如植物、動物、微生物等。因此，生物質資源是降低大氣中二氧化碳含量與實現匯碳的最佳方式。生物基材料是以生物質為原料制得的，在實際生產與使用過程中可以有效消耗二氧化碳，進而降低化工新材料產業在生產過程中的碳排放量。隨著生物基產品使用程度的不斷提高，其減排效果也會顯著增強。生物基材料對二氧化碳的減排效果如圖3所示。

4.2 "固碳方式

化工新材料產業需要全面分析化工新材料生產流程，結合實際情況，利用多樣化的生產工藝對化工新材料的生產方式、生產流程等進行積極創新與優化，確保能將原材料中的碳轉移到化工新材料產品中，進而實現固碳效果，進一步降低大氣中的二氧化碳含量。固碳是指通過合理的方式捕獲碳元素并固定、封存，而后以對大氣無污染的方式排放。通常情況下，化工新材料產業所用固碳方式有兩種，分別是生物固碳和物理固碳。生物固碳是指根據實際情況，利用合理的方式將無機碳轉化為有機碳，即將大氣中的二氧化碳轉化為碳水化合物，而后將有機碳置于土壤中或植物體內，實現持續性降解，有效減小碳元素對大氣環境的影響。物理固碳是將化工新材料生產過程中產生的二氧化碳長期存儲至深海、煤層等不與大氣接觸的環境中，能有效減小碳元素對大氣環境的影響。

4.3 "循環利用方式

化工新材料行業可以通過提高相關材料的循環利用效率降低碳元素在大氣中的含量，落實低碳發展理念，即在化工新材料的生產過程中加大對廢棄材料的使用力度，提高廢棄材料的回收與循環利用效果。這樣不僅可以有效降低化工新材料生產過程中的碳排放量，還能在一定程度上降低化工新材料企業的成本。以廢棄塑料為例，該材料的回收與再生方式主要有兩種，分別是物理方式和化學方式。其中，對品相完整干凈、種類單一、回收價值高的廢棄塑料，需要使用物理方式進行回收作業，有效保證其回收后的品質。對回收價值較低、種類多樣化的廢棄塑料，則要利用化學方式進行回收。需要注意的是，化工新材料企業需要結合實際情況選擇科學合理的化學回收方式，有效降低回收過程中的碳排放量并切實提高回收后材料的實用價值。利用化學回收方式進行廢棄塑料回收作業具有較好的減碳效果，可以在一定程度上代替焚燒方式[6]。

5 " 結語

對于化工產業鏈而言，化工新材料產業屬于基礎產業，因此，化工新材料產業涉及的領域較為復雜。隨著我國化工產業的不斷發展，傳統化工材料已經無法滿足現階段部分化工產業的生產流程，同時在傳統生產過程中碳排放量過大，達不到世界環保組織相關標準。因此，需要積極推動化工新材料在化工產業中的應用，同時加強化工新材料的研發，貫徹低碳理念，利用科學合理的生產方式降低化工新材料生產與應用過程中的碳排放量，有效推動我國化工新材料產業的健康與可持續發展。

[參考文獻]

[1]俞斌.中國化工新材料產業發展態勢及對策[J].化工管理，2022（35）：61-63.

[2]何盛寶，黃格省.化工新材料產業及其在低碳發展中的作用[J].化工進展，2022（3）：1634-1644.

[3]張守鋒.化工新材料產業發展瓶頸及對策研究[J].化纖與紡織技術，2021（5）：7-8.

[4]劉志勇.構建瀘州市“五鏈融合”化工新材料產業生態圈路徑的研究[J].四川化工，2022（3）：23-26.

[5]黃坤，唐敬友，張守高，等.瀘州市化工新材料產業發展路徑研究[J].山東化工，2021（20）：135-137.

[6]杜楊.化工新材料產業發展的推動舉措分析[J].中國化工貿易，2020（8）：4-5.

Low carbon development practice of new chemical material industry

Cao Chuanqi

[CNOOC （Qingdao） Heavy Oil Processing Engineering Technology Research Center Co. Ltd.， Qingdao 266500， China]

Abstract：The chemical industry is an important pillar of the rapid development of China’s national economy， but chemical production often produces a large amount of toxic substances， posing a threat to the ecological environment and people’s health. Therefore， the chemical industry should gradually transform towards a low-carbon and green direction， continuously strengthen the research， development and application of new chemical materials， and effectively promote the sustainable development of the chemical industry. In view of this， the practical strategies for low-carbon development of new chemical materials were analyzed， hoping to provide reference for relevant personnel.

Key words： chemical industry; new material industry; low carbon development