3月22日，第八届中国（济宁）新型煤化工精细化技术创新论坛精彩继续。业内专家就煤化工在新能源电池材料、煤化工废水零排放、可再生能源制氢等热点话题进行分享。
煤基电池材料发展前景广阔
锂离子电池能够灵活地储存和释放可再生能源产生的电力，可以有效地解决可再生能源波动性和间歇性引发的问题，确保可再生能源的高效利用。在国家政策和市场需求的驱动下，锂离子电池和电池原材料生产等相关产业将迎来飞速发展。负极材料作为锂离子电池的关键材料之一，对锂离子电池的容量、充放电性能、循环寿命和安全性能有重要的影响。其中，碳材料（如天然石墨、软碳和硬碳等）因其优异的导电性和电化学稳定性在众多锂离子电池负极材料中脱颖而出。
国家能源集团北京低碳清洁能源研究院电化学储能部门经理苏志江介绍到，2022年国内新能源汽车产量700.3万辆，同比增长90.5%。全国新型储能装机中，锂离子电池储能占比94.5%。因此，在能源发电领域，锂离子电池扮演了重要角色。2021年我国负极材料出货量72万吨，2022年为142万吨，同比增长近100%。
苏志江指出，目前的矛盾是新能源电池用原材料来源于传统化工。未来需要寻求新的碳源，是能源负极材料面临的新问题。他提出以煤直接作为负极材料直接原料，根据材料性能，筛选出合适作为锂电负极材料的煤种。
在“双碳”背景下，以资源丰富、价格低廉的煤炭制备煤基碳材料可实现煤炭的高附加值利用。煤基碳材料作为锂离子电池的负极材料，不仅可以降低煤炭作为燃料时的CO2排放量，而且使锂离子电池的制造成本大幅降低。因此，煤基碳负极材料具有重要的研究意义和广阔的发展前景。然而，如何通过绿色、安全、经济的方法规模化制备高品质煤基碳负极材料仍面临挑战。
据了解，北京低碳清洁能源研究院的研发领域包括煤清洁转化利用、工业废水处理、先进材料以及氢能、锂电池技术等。据官方介绍，研究院已经研发出 NICE-SC1 快充型锂离子电池负极材料。这种材料使用煤基沥青制备特殊结构的软碳，全电池加工工艺适配性强。基于此负极的快充型锂离子电池：快充能力超高，低温性能优异，操作温度窗口宽，循环寿命长，充放电过程产热少，安全可靠。
可再生能源制氢助力传统产业碳中和
随着全球能源紧缺和环境污染问题日趋严峻，优化能源结构和推动可再生能源技术的发展已成为世界各国能源变革的重要途径。然而，可再生能源存在的间歇性和不可预测性等问题限制了其大规模应用。
2022年，发改委等九部门印发“十四五”可再生能源发展规划，开展规模化可再生能源制氢示范。在可再生能源发电成本低、氢能储输用产业发展条件较好的地区，推进可再生能源发电制氢产业化发展，打造规模化的绿氢生产基地。推进化工、煤矿、交通等重点领域绿氢替代。推广燃料电池在工矿区、港区、船舶、重点产业园区等示范应用，统筹推进绿氢终端供应设施和能力建设，提高交通领域绿氢使用比例。在可再生能源资源丰富、现代煤化工或石油化工产业基础好的地区，重点开展能源化工基地绿氢替代。积极探索氢气在冶金化工领域的替代应用，降低冶金化工领域化石能源消耗。
中国石化新能源研究所所长荣峻峰表示，交通动力电动化对石油石化可能产生颠覆性影响。国内新能源年度产值有望从2020年的0.77万亿元成长到2060年的10万亿元水平。我国能源转型势在必行。而氢能将是我国能源低碳转型发展的重要途径。可再生能源制氢技术主要分为：电解水制氢、生物质制氢和光解水制氢。荣峻峰指出，电解水制氢是实现碳中和的关键！中石化规划到2025年，在绿氢建设方面成为中国第一氢能公司。氢能将是我国能源低碳发展的重要途径，氢能同时具有能源和物质的属性，在未来新能源体系中占有重要的战略地位。可再生绿电制氢是实现碳中和目标的重要途径绿电制氢的成本将不断降低，未来将具有比化石能源制氢具有更好的经济性，从而助力石化产业实现碳中和。
我国煤炭资源丰富，煤化工产业为国家能源安全、经济发展做出重要贡献。中国煤炭资源和水资源分布极不均衡,煤炭和水资源呈逆向分布的特点，煤化工产业的快速发展已经引发了区域水资源供需失衡，导致煤化工企业所在地的水环境问题尤为突出。汪炎建议，在建设废水处理设备时，第一，要注意设计基础的准确性，减少前期随意性造成实际水质与设计偏离较大。第二，水的系统性规划，零排放不是单元，是整体解决方案。第三，细节关乎成败，各个单元技术方案的慎重选择。第四，结晶盐的品质及出路。
来源：中国化工信息周刊
林海球