中荷工业电气化对话——进展和挑战
面对全球性的气候危机，欧盟出台了欧洲绿色协议，欧盟27个成员国共同承诺，在2050年实现欧盟碳中和。该目标也进一步转化为荷兰国家政策——在2030年实现减排80%，经济发展电气化，及大幅提升可再生电力应用，这是欧盟绿色协议的重要支柱，也是荷兰国策的重要支撑。
工业不仅是中国实现减排减碳的重要领域之一，从全球范围来看，推动工业脱碳也是实现净零排放的关键。而使用可再生电力的工业电气化，可以使很大部分的工业能源消耗实现碳减排。
中国和荷兰都看到了电气化的潜力，并希望站在这个领域的最前沿。目前两个国家都有大型的重工业（化工）园区，其中包含正在进行的涉及电气化的项目。
今年年初，荷兰王国驻上海总领事馆和荷兰创新网络联合3家上述领域的顶尖公司和机构，举办了一场中荷工业电气化对话，旨在分享两国实践经验，深入探讨中荷双方电气化发展路径。
今天，我们来回顾这次对话，学习荷兰现有工业电气化发展经验，共同探讨双方企业以及研究机构的发展与合作。
荷兰电气化的进展和挑战
Eric Appelman
Brightlands园区业务开发总监
Brightlands位于荷兰林堡，自2012年创建，已引进100多家企业和机构。该园区专注于商业、研究和教育，旨在推动化工产业各类创新技术规模化发展，特别是可持续发展相关业务。
园区每天有3000名专业人士，1200名多学生在园区工作或者研究。园区侧重在真正的产业环境中扶持创新技术规模化发展，采用企业化运作，拥有独立财务体系。
创新热点技术包括废弃塑料回收、电气化、生物质原料，也涉及生物制药领域的新颖创新技术，例如，细胞疗法、细胞和组织生长等。此外也包括其他业务。
Eric在化学工程及产品开发领域拥有深厚行业经验，他曾在舟山担任企业涂料开发实验室的负责人，在中国有着美好的回忆。鉴于化工产业排放了大量的温室气体，Eric认为积极减排、保护环境，是不可推卸的责任。“通过电气化转型，我们可以改变现状。这是完全可能的，因为电能拥有广泛的应用潜力，这当然也有挑战——因为我们尚不习惯利用电能。”
那么如何利用电能生产高温热能呢？Eric介绍了Brightlands园区目前关注的技术以及如何将其规模化。他提到，其中最有意思的是等离子体技术，其次是冲击波技术，较为传统的技术则包括电阻加热、辐射加热，以及电化学技术。
以冲击波加热技术为例，此项技术利用电能加速气体流动、产生超音速气流，同时加速气流在触碰到壁障时，便会减速。此时，气体分子发生冲撞。但由于分子以超音速移动，无法转向，在此过程中，便会产生大量热能。瞬间产生温度峰值，可达1000摄氏度以上。这一温度正好适用于蒸汽裂解炉的加热需求。
芬兰的一家初创企业Coolbrook是冲击波技术的引导者，也进驻了Brightlands切梅洛特园区。它在园区内建造了与喷射发动机体积相当的装置，用于气流加速、分子冲撞和反应。
“为实现化工产业脱碳，我们必须寻找替代燃烧化石燃料的产热技术。这是完全可能的，一方面电能应用范畴广泛，也可用于产热。但任务艰巨，并不能一夜实现转变。我们需要积极推动新技术规模化，掌握技术的实际应用。我们也不可忽视持续电力供应方面所存在的挑战，特别是可再生电力。不过现有的部分技术也适用于具有波动性的可再生电力供应。如此，便可通过技术的灵活性造福社会。”
目前，荷兰有多家机构正在开展激动人心的项目。Brightlands切梅洛特园区便是化工行业低碳创新技术发展的一方热土。
中国电气化的进展和挑战
李抒苡
RMI/落基山研究所 中国工业脱碳项目总监
RMI于1982年创立，是一家专业、独立的非盈利机构。RMI的使命是推动全球能源变革，创造一个清洁、繁荣的零碳共享未来。为此，它通过开展综合全面的分析、识别重点措施，与各利益相关方开展合作，推动全球能源体系实质性变革，从而实现2030年减排至少50%、2050年实现碳中和的目标。
RMI在全球关键区域开展工作，包括美国、中国、印度、非洲、东南亚，岛国等。通过与企业、政策制定者，社区和非政府机构合作，识别并规模化推广能源系统转型解决方案。它肩负着两大任务——一方面是驱动低碳转型，RMI关注零碳电力、零碳建筑、零碳出行、零碳工业；另一方面是催化市场应用，也就是推动数据透明、气候融资、技术进展，能力建设。
RMI中国启动于2012年，是受国家能源局管理的唯一国际非政府组织。作为最早开展中国零碳发展研究分析的机构之一，其目标是加速中国迈向零碳目标。2019年，RMI曾发布了一则名为《中国2050:一个全面实现现代化国家的零碳图景》的研究报告。本次对话中，李抒苡就化工行业电气化，介绍了研究报告的主要结论。报告分析指出，无论是从经济还是技术角度，中国都有望在2050年实现碳中和，并对不同行业的零碳解决方案潜力进行了梳理。
目前，中国实现零碳转型所面临的挑战如下：第一大挑战是资产设施年轻化，这在转型过程中会带来搁浅资产风险挑战；第二个挑战是目前中国的生产仍高度依赖煤炭，这不仅涉及化工产业，也包括水泥、钢铁，铝等；第三大挑战是现有商品成本敏感性高，由于减排行业所需的颠覆性技术目前成本仍旧较高，这给脱碳解决方案的经济可行性提出了挑战。
尽管如此，从技术角度而言，中国化工行业仍可实现零碳发展。就化工行业脱碳而言，RMI的研究表明，电气化是最关键的解决方案之一。这不仅包括燃料电气化，原料电气化也是重要的组成部分。
此外，通过对比和预测，研究指出，通过电气化实现中国化工行业脱碳在经济层面也是可行的。其中，重要因素之一便是绿色电力的成本大幅下降。报告指出，在未来，甲醇生产原料和燃料电气化将成为最具经济效益的解决方案之一。目前，中国在电解水制氢方面已经有明显经济优势。且根据报告的预测，绿氢成本在未来有望大幅下降。这也将进一步带动工业电气化成本的下降，促进工业脱碳发展。
李抒苡指出，尽管中国工业电气化转型从技术和经济层面都是可行的，中国也具备所需资源，但是仍存在需要解决的两大切实挑战。一是规模化，二是如何推动经济化发展。
整个生产链的电气化
Reinier Grimbergen
VoltaChem公司 业务发展首席顾问
VoltaChem在一个合作项目中，将技术发展从TRL 3-5(研究和创新)推向TRL 5-7(试点和示范)。VoltaChem通过与该领域的顶级参与者合作，并与工业和区域集群一起，将这些知识进一步发展为试点和示范，来实现这一目标。VoltaChem采用了一种多学科的方法，将整个价值链结合起来。研发（机构、大学），用户（化学、电力），供应商（子部件、设备和工程）。
作为荷兰国际应用科学研究院（TNO）和VoltaChem公司业务发展的首席顾问，Reinier Grimbergen围绕通过电气化实现化工产业再碳化，即如何通过能源转型，促进化工产业循环发展进行了介绍。
Reinier认为，首先，化工行业将在工业转型过程中扮演关键角色。通过电气化实现脱碳，若不是最重要，也是极为重要的能源转型路径。这高度依赖于全球可再生能源布局、进口及产地调整，还包括例如核电发展等其他要素。其次，氢能将成为工业电气化过程中关键的能源载体和中间体，市场上将存在多项竞争技术。
Reinier提出，绿氢的大规模应用将在2030年后逐渐起步。最后是利用可再生碳进行再碳化。这对材料及燃料行业而言，将是高度颠覆性的技术路径。
总结而言，Volta Chem致力于更好地开展系统研究，开发颠覆性技术，为科研提供了一个开放的合作创新平台。根据预测，一些颠覆性技术将在2030年后对整个行业发展产生深远影响。
前进的道路
在开放中寻求合作机遇
RMI的中国工业脱碳项目总监李抒苡表示，在推动电气化进程的道路上，国际合作是充满机会和前景的，同行之间的合作和学习便是一个良好的起点。中国企业目前也在不断加强与国际同行之间的合作，向行业内的主力参与者学习国际先进经验，这可以体现在更为有效的目标设置、碳资产管理、以及未来可能的相关政策等方面。
根据清华大学的田金平教授的研究数据显示，工业是应对气候变化的重点领域，目前中国有超2500家国家级和省级园区，贡献了50%以上的工业产出，在经济发展层面扮演着关键角色。如果电气化能够在行业范围内广泛实施和应用，会在节省能源上前景开阔。VoltaChem公司业务发展的首席顾问Reinier补充认为，上述发展情况对于全人类来说都是关键的，作为世界公民，我们需要意识到对于时机的把握非常重要。来自DSM China的气候变化和能源高级经理王松涛则表示，中国目前碳市场只囊括了发电行业，预计陆续会有钢铁和建筑材料等七个行业会进入碳市场。
从全球范围内看，推动工业脱碳在实现净零排放中扮演着关键角色。中荷两国相关工作的开展也是十分紧要的，必须现在行动起来。