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新一代低能耗低成本碳捕集与封存技术
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给“碳捕手”装上绿色引擎(瞰前沿)
人民日报· 2025-11-01 06:04
技术定义与战略意义 - CCUS技术是指将二氧化碳从工业生产、能源利用过程或大气中分离出来并加以利用,或注入地下以实现永久减排的过程 [1] - 该技术既能解近渴,在短中期内大幅削减大型点源排放,保障能源系统平稳转型,也能纾远忧,其衍生的负碳排放技术为实现碳中和目标提供技术支撑 [1] 技术挑战与瓶颈 - 应用CCUS技术的首要环节是捕集二氧化碳,其关键在于需要高吸收能力的吸收剂以应对电力、水泥、钢铁等行业烟气中仅10%—20%的二氧化碳低浓度现状 [2] - 目前主流的化学吸收法能耗惊人且成本居高不下,中国当前低浓度烟气的碳捕集成本为250—450元/吨,加上运输和封存后总成本可达350—600元/吨 [2] - 世界上大多数封存项目应用时间较短,长期封存的安全性还需进一步验证 [2] 中国技术进展与突破 - 在核心材料方面,新型两相型二氧化碳吸收剂突破了液体材料需要整体加热的瓶颈,吸收二氧化碳后溶液自动分层,浓缩体积减小一半,比传统方法节省约30%的能量 [3] - 在装备领域,中国研发出世界最大碳捕集规模(150万吨/年)的高通量、低压降复合吸收塔和再生塔,捕集量相当于一座300兆瓦火电机组全年的碳排放 [3] - 中国设计出满足超临界管输需求的八级整体齿轮多轴离心二氧化碳压缩机,填补了火电厂百万吨级CCUS技术装备空白 [3] - 通过构建网格数超过50万个的透明碳封存体,实现了封存适宜区的定量评估与可视化呈现,并实施了国内封存层位最深、单井规模最大的咸水层封存工程 [4] - 研发出空—天—地—井碳封存一体化监测技术,形成了大规模安全封存钻井技术体系 [4][5] - 2025年9月,全球规模最大的煤电碳捕集示范工程在华能甘肃正宁电厂圆满完成72小时试运行并正式投入运营,标志着中国CCUS百万吨级工业化示范应用迈上新台阶 [5] - 2025年9月,中国首个碳捕集领域国际标准ISO 27927正式发布,实现了从技术跟随者向规则制定者的跨越 [5] 政策与市场支持 - 政策层面提出建设更加有效、更有活力、更具国际影响力的全国碳市场,为新技术的进一步推广应用注入动力 [6] - 基础设施布局建议优先在产业集聚区和源—汇近距离区域建设管网和枢纽型封存设施以发挥规模经济效应,对跨区域长距离输送则建议采用管道与海运等多方式联运方案 [6] 未来发展路径 - 推进路径上建议先易后难,优先在二氧化碳浓度较高、稳定连续排放的行业研发并规模化应用低成本碳捕集技术,成熟后再向低排放浓度的电力与工业领域推广 [7] - 鼓励产业集群式布局,在区域内建设企业共用的二氧化碳运输、封存应用平台,以集零为整的方式化简为繁 [7] - 需加快关键材料与设备国产化,重点在高性能膜材料、吸附材料、深部地层监测传感器、高压二氧化碳压缩机轴承等方面实现国产替代,以打通卡脖子环节 [7]