行走在低碳多元化的道路上 ——繁星副教授訪談錄
曾對“高碳能源的低碳多元化”這一研究略有耳聞，高碳能源如何低碳利用關乎國家的能源戰略安全，關乎環境的治理與保護，也與民眾的生活息息相關，因此值得引起更多人的關注。針對低碳多元化發展的現狀、最新研究動態以及未來的發展走向，今天有幸與化工學院樊星副教授進行了麵對麵的訪談。
訪談時間：2014年7月11日
訪談方式：麵對麵
訪談地點：中國礦業大學化工學院學院樓
被訪談人：樊星，中國礦業大學化工學院副教授，碩士生導師
訪談內容
問題1：請您就您的專業針對“高碳能源的低碳多元化”這一課題談談您的看法？
答：我先從煤炭的發展階段開始談起，整個世界在二戰以前都是以煤炭為主要能源，二戰以後石油的比重迅速增加，到了70年代天然氣比重開始增加，這些能源都是從地下挖出來的，都是從若幹千萬年的動植物的腐爛埋在地底下，那時就有固定的碳埋在下麵，現在挖出來排放出來，雖然不能說是惡性循環，但是造成的後果確實嚴重。第一個就是溫室效應，溫室效應其實是入射的太陽光當中的可見光，紫外紅外都有，但是能量大部分在可見光紫外中，紅外並不多，但是反射回去的光大部分是紅外光。二氧化碳吸收紫外光，熱量就存在地球上而不能散熱，對溫度影響較大。第二是海水酸化，就是二氧化碳多了會溶解於水，酸化影響水中的珊瑚礁，一係列的食物鏈退化。所以說現在低碳化利用簡單說就是找一個替代能源，能量是守恒的，太陽能地熱能都可以，關鍵是要考慮第一是成本問題，第二是是否可以控製。像核能就不好控製，所以說要綜合考慮。對所有的化石能源石油天然氣都是高碳能源，當然煤炭的碳更高。有一些煤能不能不燒而用來發展煤化工行業，石化是一個很好的方向，包括我們用的塑料、化纖的衣服，我國大型的煤化工廠都有自己的煤化工院。低碳化就是減少排放增加新能源，在不太影響生活的基礎上改用其它能源，同時開發其它的方麵。其實就是碳和氫的問題，所以說減少排放從能源結構入手，多元化發展以碳氫化工為主開始其它的方向，包括我們所說的樟腦都是從煤焦油中獲得。
問題2：現在所說的改變能源結構對大氣中二氧化碳的排放能有多大的改變？
答：主要還是成本問題，我舉個例子太陽能，我們所用的煤石油天然氣遠古的時候就是太陽能，與碳在一起就會造成地表碳循環，生物質本來就存在於地表，為什麼幾千年碳沒有增加就是因為此。太陽能的成本那麼高，像太陽能電池板吸收太陽的能量，在上海那邊有試點，包括美國也有在小區試點，我在鹽城發現一個小區也有裝太陽能電池板，有示範但是還是成本問題太突出。我有朋友是搞風能的，風車一轉效果很好，但是也不固定。能量守恒一定要保證可操控性。
問題3：我們知道您在煤的催化和轉化方麵的研究，就此能不能給我們談一下您具體研究的方麵？
答：煤石油就是碳和氫，要麼就是做脫硫脫硝，把氮和硫脫掉，這是一個研究方向，這就是催化因為硫和氮在燃燒過程中會產生酸雨。對電廠鍋爐是一種損害，然後會導致催化劑中毒。另外就是我說的碳氫化學一個碳外麵可接四個東西，還有不同的雜化軌道，它可以接兩個氫，也可以接四個氫。碳化學就是如何把A這種結構通過催化轉化變成B這種結構。原來從煤中獲得的碳氫質A變成可以做化工的B結構。而石油是液體，轉化有很多優勢，精餾不同的溫度就出來不同的東西。對於固體的煤加熱氣化是一個方向，還有就是煤的熱解。我比較想做的是液化，變成固定的液體也不是說熱解的焦油。相當於一個催化轉化，直接加氫，原來是一個縮合方環變成飽和的環。可以做航空煤油，就是飽和的烷烴。以這個為契機，可以轉化成初級的原料品，催化劑是最關鍵的也是最難的，也有不同的方法我們也在做一些探索。
問題4：您研究的“煤中有害元素分布機理及環境汙染防治”能不能給我們介紹一下？
答：這個課題我參加的是煤炭洗選過程中有害元素的變遷，洗選過程中碳的附存狀態會發生變化，加浮選劑，在這個過程中砷有好幾種價態，正3正4都有，哪一種價態在這個過程中遷移率比較高，我們盡量把它洗掉，但是必然會存在洗脫率比較低的問題，就要是看附存的狀態。環境汙染防治最終就是把有害的物質剔除出去，但在此之前你要對它的附存狀態比較了解，像氟有可能是有機狀態也可能是無機狀態，要區別對待。
問題5：現在煤的綜合利用往哪個方向的延伸比較多？
答：從電廠方麵有煤電延用，熱點延用，有電有熱富餘的不會喪失。還有就是化工化學方麵，就是液化，有兩個方向直接和間接。直接液化就是神華集團有，關鍵還是成本問題，現在我們技術上可以做到生成石油那種類似的產品。可燃冰也是碳氫類的化合物，可能它的沸點並不是很高，分子量不是很大且極易揮發。但是確實是好東西，處在石油和天然氣之間，能挖出來確實很好。但海越深工程量就越大，淺海還好深海難度太大。其實從地下挖出的能源都不是低碳能源，水電也不好搞，風電也不穩定，太陽能轉化率低成本太高。
問題6：在您看來低碳能源應該從哪方麵入手？
答：其實從生活中說舉個例子，家裏買熱水器就買太陽能的，然後少坐電梯，外出鼓勵大家都坐校車，因為畢竟煤炭用了幾百年，石油也有一百年了，很多習慣很難改。再說企業現在存在很多汙染和浪費現象，關於目前這一塊，我認為最有效的方法是煤渣回補，填埋可能隻有三分之一、四分之一，比較大的礦區可能地麵都有點下沉，有廢物一定要往下填。
問題7：您對國外的一些先進技術前沿科技和發展，我們應該怎樣更好的交流和學習？
答：每個國家都不一樣，情況也很不同，法國主要以核能，俄羅斯天然氣，美國也已煤炭為主。也談不上多先進，咱們國家在發電這一塊和國際也沒多大差距。我比較關注的還是能不能找到合適的替代品。像氫能就是水它不參與碳循環，而且宇宙中氫含量99%都要多。可以考慮多發展氫能，可以一直循環下去。但是有個問題化學放熱反應，逆反應就是吸熱，氫在利用過程中變成水然後我們利用這個能源就是為了它放出來的熱，假如那麼多氫都變成水了，反過來把水變成氫又要獲得能量，這個能量從哪裏來？能量守恒，就像我們講的化學能這個能量從太陽能中來。原來地球上可能有很多的二氧化碳小分子，然後通過太陽能把它固定成化學鍵的形式，其實我覺得最終的來源還是從太陽能，所以一定要把太陽能和氫連在一起。
問題8：現在既然這個領域大家還有比較多想法和問題，我們應該怎樣培養這個領域內所需的人才？
答：我們人才培養出來就是為這個行業服務的，行業需要什麼我們就往哪兒努力。但是我覺得可以拔高一點，不要局限於這個行業之內，這樣把自己的思想就束縛死了，出門就說煤炭好。煤炭還是成本比較低，許多新能源還是存在著固有的問題，煤炭還是有先天的優勢。但是就我而言學生視野還應該放寬一些，和做別的能源的學生多交流交流，在學術上和其他高校搞合作，學生之間搞個夏令營互動都挺好。我經常鼓勵他們出國，誌當存高遠。
問題9：未來高碳能源的低碳化的發展方向和趨勢如何？
答：國家未來能源發展方向上會受利益集團的影響，中石化中石油占著很大的比重。未來數年間煤炭的能源主體地位變動可能性很小，高碳能源的低碳多元化的研究也將需要更加深入和探索和挖。
訪談感受：
這次訪談既幫助我普及了“高碳能源的低碳多元化”的專業知識，又給了我很大的啟發。樊星副教授嚴謹的治學態度和對科學研究的不懈探索，使我感觸頗深。作為大學生群體當中的一員，我們更應增強對高碳能源的低碳多元發展的認識，自覺肩負起宣傳並推動更多的人去思考和關注國家能源問題的使命，為早日實現人與自然的和諧相處、更高層次的低碳生活不懈追求。
