过程制造绿色变革助推可持续发展

中国科学院院士 何鸣元

 

　　经过半个多世纪的持续快速发展，中国的过程工业已扩展成为在能源、材料、冶金、环境、生物、医药、食品等诸多领域进行物质与能量转化的国民经济支柱产业。在传统的过程工业生产中，不可避免地对自然环境和人类健康造成危害，人类与环境的矛盾日益凸显。随着人类对生态环境的保护意识不断增强，国际科学界掀起了“绿色化学化工”研究的热潮，中国科学家提出了“绿色碳科学”等理念，国家也提出了“碳达峰、碳中和”的战略要求。以可持续发展为主旨的“绿色”理念成为过程制造业未来发展的主导方向，过程工业向绿色过程制造的变革迫在眉睫。如何在高效利用国内有限自然资源、保护脆弱生态环境的同时，在短板产业有所突破，是过程工业发展的巨大挑战，也是突破技术壁垒、创造绿色发展变革性技术的契机。在当前形势下，有以下几个关键点，值得重点关注。

　　人类社会的有序健康运行离不开碳元素，以煤炭、石油、天然气为代表的烃类能源贯穿了人类发展史。目前新能源的开发利用如火如荼，以氢能为代表的新能源体系展现出诱人的前景，但不宜夸大。当前含碳资源（包括CO2）的利用仍是最重要、应用最广泛的基础能源。因此，迫切需要通过绿色创新技术强化现有含碳资源的转化利用，加快新型C、H、O能源体系的构建，开发油气资源低碳高值利用路线，形成碳资源清洁利用的技术体系。

　　自然生态系统中物质皆可循环，这是地球生态系统延续至今的根本。可持续发展的绿色制造业，也需要贯彻“物质循环、物尽其用”的理念。循环既可以达到资源的高效和完整利用，也在一定程度上促进了“低消耗、低排放、高效率”的实现，对解决过程工业的瓶颈制约问题具有重要的现实意义。原子经济性的反应、废弃资源的开发利用都是未来研发的重点。

　　目前科研和工业界脱节严重，集中体现在基础研究蓬勃发展，但能用于生产高价值产品、变革传统工艺路线的新技术却很少。科研人员忽视了对新技术的工程转化，科研院所也忽视了对工业化技术的引导和工程人才的培养，导致新技术产业化的滞后。在未来过程工业绿色化变革的进程中，务必重视系统集成和设备放大等工程问题，完善工程人才培养体系，时刻铭记“工程”这一核心目标。

　　由绿色催化专家智库和中国科学院绿色过程制造创新研究院共同编写的《绿色过程制造发展报告》针对以上关键问题，介绍了我国绿色过程制造的内涵和重大战略意义，概述了绿色过程制造的发展现状及趋势，讨论了其变革发展模式。以煤、生物质、新能源、新材料及资源循环为主线，重点评述了煤基芳烃、生物基材料绿色合成、二氧化碳聚合物、染料精细化学品、先进电池储能、电子封装材料、“安卓幸”药物、生物医用材料、PET（废旧聚酯）循环、电池回收等10个绿色制造前沿技术的概要、重要意义、主要内容和未来趋势，涵盖了能源、环境、材料、生物工程等重要领域的创新突破。

　　推动绿色过程制造变革是循序渐进的发展历程，通过宣扬绿色发展理念，展示绿色创新技术，能够推动化学、物理、材料、生物、信息等领域的科学家交叉协作，让政府、企业、研究机构及社会团体携起手为过程制造绿色健康发展添砖加瓦。