文//譚天偉
為建設(shè)美麗化工做出貢獻
文//譚天偉
我理解的美麗化工這個主題應(yīng)該具備以下幾個特點:安全可靠、綠色環(huán)保、勇?lián)?zé)任、造福社會、同時又是健康文明可持續(xù)發(fā)展的,未來化工將更加注重通過經(jīng)濟高效、環(huán)境友好的途徑制備與人類生活密切相關(guān)的物質(zhì),合成我們可持續(xù)的未來。
化工是人類衣食住行、健康和生活的重要支撐。我們今天的社會已經(jīng)完全被化學(xué)工業(yè)創(chuàng)造出來的各種新物質(zhì)所包圍,沒有化工的世界是難以想象的。從1900年到2000年的100年間,化工領(lǐng)域合成或者分離出來的物質(zhì)從55萬種增加到2340萬種,可以說目前社會上日常衣食住行都離不開化學(xué)工業(yè)。
首先是衣,一件精致的服裝離不開化學(xué)工業(yè)制造出來各種纖維,同時服裝色彩又離不開化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的染料,也就是說有著優(yōu)良性能各種纖維,同時又有著絢麗多彩的染料使我們的衣服變得如此光亮多彩。我們國家2010年生產(chǎn)的化纖超過3000萬噸,染料已經(jīng)有2000多個品種,80多萬噸??梢哉f沒有化學(xué)工業(yè),很難以想象我們現(xiàn)在穿的是什么樣。
食,我們國家糧食生產(chǎn)由新中國成立之初1億多噸,到2010年已經(jīng)超過了5億噸,我們通過自身的努力用占全球9%的耕地養(yǎng)活了21%的人口,為世界糧食安全做出了巨大的貢獻。與此同時,瓜果蔬菜的產(chǎn)量也在大幅度的提高,而這其中化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等農(nóng)用化工品功不可磨。
住,在建筑領(lǐng)域,建材是化工產(chǎn)品重要領(lǐng)域,比如塑料管材、門窗、鋪地材料、門窗各種涂料,是生活中必不可少的。我們走進建材市場的時候,很少看到傳統(tǒng)的紅磚灰瓦,年到的都是各種顏色的涂料、化工型材和塑料制品琳瑯滿目,即使是玻璃,銷售人員也會告訴你,里面添加了各種性能的樹脂,那樣隔熱又防曬,也就是說人們住的,都有化學(xué)工業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品。
行,現(xiàn)在用于代步的各種交通工具,比如說汽車、火車、船舶、飛機等,都需要汽油、柴油等燃料,也包括各種添加劑,比如防凍劑和潤滑劑等,還有輪胎也離不開化學(xué)工業(yè),可以說日常生活中人們每天都在跟化學(xué)工業(yè)打交道。
綠色化工是化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路?;瘜W(xué)工業(yè)發(fā)展到今天,除了豐富物質(zhì)生活,是唯一能夠產(chǎn)生新物質(zhì)的科學(xué),從這一點來說,它同時也在承擔(dān)著保護自然生態(tài),促進環(huán)境和諧,社會人類協(xié)調(diào)發(fā)展的責(zé)任,這是非常重要的。我們往往也說,化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生了很多有毒有害的物質(zhì),但現(xiàn)在發(fā)展的趨勢可以通過綠色化學(xué)工業(yè)解決這些問題?;ね耆梢猿蔀榈吞?、綠色的環(huán)保產(chǎn)業(yè),大家可能往往想到的是化工產(chǎn)生的一些污染物,而綠色化工又是可以節(jié)能減排的一個重要的行業(yè)。綠色化工重要的法則就是原子經(jīng)濟性法則,也就是說通過新的手段,將化學(xué)工業(yè)中物質(zhì)中每一個原子充分利用,不但利用原料,還能利用在生產(chǎn)過程中廢棄物的原子,同時加工成環(huán)境友好和日常生活所需要的產(chǎn)品。
美國加州大學(xué)James Liao利用二氧化碳就是典型一例。我們通常說減排主要是就是減少二氧化碳的排放,但是化學(xué)工業(yè)恰恰也是能夠利用二氧化碳生產(chǎn)化學(xué)品。把二氧化碳作為原料,通過生物的方法轉(zhuǎn)化成了生物燃料,乙醇、丁醇和丙醇,化學(xué)工業(yè)完全可以達到節(jié)能減排,而且還可以做到低碳,這是綠色化工需要做的一項任務(wù)。生物化工本身又是化學(xué)工業(yè)重要的發(fā)展方向。我們往往看到一些一般的化學(xué)反應(yīng),實際上化學(xué)工業(yè)還有一個重要的生物化工,它本身就是利用可持續(xù)可再生原料,同時我們又在環(huán)境友好的條件下,可以生成很多的化學(xué)品能源和材料。生物化工具有很多的優(yōu)點,改造傳統(tǒng)的工藝,達到節(jié)能減排,同時利用物質(zhì)生產(chǎn)新的工業(yè),同時改造提升原有有毒有害的化學(xué)工藝。一種降膽固醇的藥物叫Lipitor,是世界上唯一一個超過百億美元產(chǎn)值的藥物,過去用好多工藝來做的,有氰化,是有毒有害,也產(chǎn)生一些廢物,而生物化工工藝用三步耦合催化替代原來的工藝,成本大幅度下降,產(chǎn)率提高一百多倍,有害溶劑降低98%以上,生產(chǎn)成本大幅度下降。也就是說很多人都看好了生物化工作為節(jié)能減排產(chǎn)品。像世界基金會預(yù)測到2030年的時候,利用生物化工每年可以減排10億~25億噸二氧化碳,世界經(jīng)貿(mào)組織對6個發(fā)達國家技術(shù)案例分析了之后,將來利用工業(yè)生物技術(shù)能夠降低化學(xué)工業(yè)的能耗15%~80%,原料的消耗35%~75%,空氣污染是50%~90%,水污染是33%~80%,整個費用降低9%~90%,生物化工作為化學(xué)工業(yè)分支體現(xiàn)越來越生物環(huán)保的特點,通過技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)進步達到綠色節(jié)能減排的目的。
(作者為中國工程院院士、北京化工大學(xué)校長)