以地球系统数值模拟装置为例，要建设这样一个重大科技基础设施，就要整合生物、气象、地理、计算机等多领域的人才协同创新。
曾获中国科学院青年科学家奖等多项荣誉。研究成果掠入射结构光超分辨成像技术发展与应用入选2018年度中国科学十大进展。
这一成果登上了2015年《科学》杂志封面。这项研究首次发现病原微生物可以调控宿主细胞内相分离的现象，拓展了人们对大分子相分离调控复杂性的认识。除了做好本职工作，李老师还要求我们掌握上下游知识。这是我们研制的多模态结构光超分辨智能显微镜指着工作台上一台样机，李栋如数家珍。他们的工作包括物理原理应用、工程搭建、自动化控制、生物样本制备观测等多项内容。
开学第一课，当看到老师用自主研制的高速摄像机拍摄的视频时，李栋被深深地震撼了。作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。第三，重视钢铁、有色、化工、建材等行业间的协同联动和集成减碳，尤其是跨行业的原料替代、电氢联用、循环耦合等。
从全局考虑，工业领域要实现碳中和目标需要在以下三个方面发力。第二步，氢气与由空气经深冷分离获得的氮气，在高温高压条件下合成氨。为降低这一关键环节的碳排放，发展更加先进、绿色的氢冶金将是钢铁行业低碳绿色发展的重要方向。另一个例子是石油化工中的催化裂化。
一方面要根据社会发展趋势，推动产业转型和产品结构升级。这里的系统不仅指某一个反应过程、某一个工艺过程、某一个生产装置乃至某一个行业，更应当是整个工业领域的全面统筹，共同致力于减碳增效的中心目标，形成向心力。
随着电动汽车行业的快速发展，未来汽油、柴油需求将大幅降低，原油多产化学品（烯烃、芳烃等）成为催化裂化的新发展方向。比如，许多行业致力于硫化物的减排，与此同时，通过工艺技术及系统集成创新实现了提效增收的目标。大有可为：过程工程正处机遇期 当前，我们欣喜地看到，双碳目标下的过程工程正迎来发展的机遇期。过程工程是研究物质转化过程中反应传递耦合机制及其放大规律的科学。
工业减碳面临的最大挑战就是如何在减碳的同时保证生产效率和效益，两者兼顾的根本在于科技创新。还有一个重要的例子是合成氨。再进一步，采用绿电催化氮气和水在温和条件下直接合成氨，则可能实现合成氨行业二氧化碳的零排放。一方面，党中央高度重视科技创新，这为过程工程未来发展提供了新机遇。
（作者系中国科学院院士、中国科学院过程工程研究所所长、河南大学校长，本报记者甘晓整理） 《中国科学报》 (2022-07-21 第1版 要闻)。然而，想要真正实现氢冶金大规模工业化生产，远不止修改化学反应方程式那样简单，还将面临一系列基础科学及工程难题。
第一步，煤气化或天然气经蒸汽重整制备氢气。一直以来，工业合成氨采用传统的哈伯法，通过两步化学反应获得氨。
回顾工业发展的百年历史，工业生产效率的提高与科技创新支撑的节能减排相辅相成、互相促进两步反应均排放二氧化碳，其中第一步制氢过程是主要碳排放源。另一方面，要采用可再生能源或循环资源替代传统化石能源资源，如采用绿氢、绿电、绿热、生物质等。从原理上看，氢冶金就是用氢替代碳作为冶金过程的燃料和还原剂。为降低这一关键环节的碳排放，发展更加先进、绿色的氢冶金将是钢铁行业低碳绿色发展的重要方向。以钢铁行业为例，其碳排放主要集中在炼铁环节，即用碳把铁矿石还原成铁，矿石中的氧和碳生成二氧化碳排放出来。
这里的系统不仅指某一个反应过程、某一个工艺过程、某一个生产装置乃至某一个行业，更应当是整个工业领域的全面统筹，共同致力于减碳增效的中心目标，形成向心力。未来，过程工程应加强与前沿学科及新兴产业的深度交叉融合，以绿色化、低碳化、高端化、智能化为发展方向，开展介科学理论创新、工艺及装备创新，以及流程再造，积极发挥过程工程在工业减碳主力舰中的发动机作用，为实现双碳目标提供科技支撑。
传统的催化裂化是在热和催化剂的作用下使原油发生裂化反应，转变为汽油、柴油、烯烃、芳烃等。更进一步，从烟气或工业尾气中获取二氧化碳合成尿素，就变成了负碳过程。
第一步，煤气化或天然气经蒸汽重整制备氢气。如何在流化床反应器中实现反应与传递的匹配，特别是小分子和大分子如何在一个反应器中实现高效裂解和重构，是过程工程研究需要突破的核心问题。
系统减碳：过程工程提供向心力 过程工程必须始终牢记系统工程思维。用氢替代碳之后，物质在高炉、转炉、竖炉中具有什么样的传递和反应机理及规律？各个环节又如何环环相扣？研究清楚这些基础科学问题，需要过程工程这台发动机加足马力，最终创造出可以工业化的新工艺。然而，想要真正实现氢冶金大规模工业化生产，远不止修改化学反应方程式那样简单，还将面临一系列基础科学及工程难题。第二，应加强理论创新和基础研究。
第一，变革现有高物耗、高能耗、高碳排的工业发展模式。另一个例子是石油化工中的催化裂化。
一方面要根据社会发展趋势，推动产业转型和产品结构升级。要对这些传统工艺进行变革，涉及从基本原理到工艺过程的多层次、多尺度系统创新。
还有一个重要的例子是合成氨。一直以来，工业合成氨采用传统的哈伯法，通过两步化学反应获得氨。
回顾工业发展的百年历史，工业生产效率的提高与科技创新支撑的节能减排相辅相成、互相促进。（作者系中国科学院院士、中国科学院过程工程研究所所长、河南大学校长，本报记者甘晓整理） 《中国科学报》 (2022-07-21 第1版 要闻)。必由之路：科技创新助推工业减碳 今天，依靠科技创新的减碳仍然是工业进步的必由之路，也是全球工业的大势所趋。另一方面，我国经过改革开放40多年的发展，已形成规模宏大的过程制造业，为工业领域技术持续迭代提供了良好土壤。
工业减碳面临的最大挑战就是如何在减碳的同时保证生产效率和效益，两者兼顾的根本在于科技创新。从全局考虑，工业领域要实现碳中和目标需要在以下三个方面发力。
只有使反应器中的每一个颗粒、每一个反应、每一次传递都尽在掌握，方能实现精准调控，从而有效支撑石油化工行业的绿色低碳变革。一方面，党中央高度重视科技创新，这为过程工程未来发展提供了新机遇。
作者：张锁江 来源： 中国科学报 发布时间：2022/7/21 9:07:37 选择字号：小 中 大 过程工程：工业减碳主力舰的发动机 ■张锁江 实现碳达峰、碳中和，是中国着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择，是构建人类命运共同体的庄严承诺。第三，重视钢铁、有色、化工、建材等行业间的协同联动和集成减碳，尤其是跨行业的原料替代、电氢联用、循环耦合等。
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