給“碳捕手”裝上綠色引擎（瞰前沿）

二氧化碳再生塔器。

兩相型二氧化碳吸收劑工作原理示意圖。

華能甘肅正寧電廠及百萬噸級CCUS示范項目。

二氧化碳吸收劑人工智能自動化開發設備。 　　以上圖片均為中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司提供

　　網友：世界氣象組織近日發布的最新《溫室氣體公報》顯示，2024年大氣中的二氧化碳濃度升至歷史新高。有什麼技術手段可以應對這一問題，減緩全球變暖趨勢？

　　編輯：黨的二十屆四中全會提出“以碳達峰碳中和為牽引，協同推進降碳、減污、擴綠、增長，筑牢生態安全屏障，增強綠色發展動能”。中國科學技術協會發布的十大工程技術難題，“新一代低能耗低成本碳捕集與封存技術”入選。本期我們邀請中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司副總工程師郜時旺，介紹該技術的發展現狀，展望該技術落地前景。

　　“捕捉”二氧化碳並加以利用或封存，幫地球有效“降溫”

　　CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）是指將二氧化碳從工業生產、能源利用過程或大氣中分離出來並加以利用，或注入地下以實現永久減排的過程。

　　煤炭、石油、天然氣等化石能源是經濟社會高速發展的物質基礎。但是，其在利用過程中釋放出的二氧化碳等溫室氣體，是導致全球氣候變化的主要原因。今年夏天以來，全球多地氣溫破紀錄，極端天氣頻發。按停地球“升溫鍵”，迫在眉睫。

　　如何在保障能源安全和經濟發展的同時，幫地球有效“降溫”？

　　CCUS技術，正在擔起“碳捕手”的重任。這項技術能從工業煙囪、電廠廢氣中“捕捉”二氧化碳，或將其轉化為綠色產品再利用，或“打包封存”到地下。

　　發展這項技術既能解近渴：在短中期內大幅削減大型點源排放，保障能源系統平穩轉型﹔也能紓遠憂：衍生出的負碳排放技術，為實現碳中和目標提供技術支撐。

　　聽上去很神奇的“碳捕手”，為何不易推廣應用？

　　應用CCUS技術，首先要捕集排出的二氧化碳，這一環節的重點是二氧化碳吸收劑。在電力、水泥、鋼鐵等生產過程排放的煙氣中，二氧化碳含量僅佔10%—20%，這就需要具備高吸收能力的吸收劑。它就像一塊神奇的“海綿”，快速地將煙氣中的二氧化碳吸收並“鎖住”，當吸收達到一定程度后，再通過施加外力，將二氧化碳“擠”出來，進行后續利用或封存。

　　技術發展道路上，會有不少難題。目前主流的“化學吸收法”能耗驚人，成本也居高不下，我國當前低濃度煙氣的碳捕集成本為250—450元/噸，算上運輸和封存，總成本可達350—600元/噸。此外，目前世界上大多數封存項目應用時間較短，長期封存的安全性還需進一步驗証。

　　在全球碳中和的浪潮下，CCUS技術得到越來越多的重視。發揮CCUS技術的潛能，必須給“碳捕手”裝上更強勁、更高效的“綠色引擎”——新一代低能耗低成本的碳捕集與封存技術，在捕捉環節大幅降低能耗，在利用環節深度挖掘價值，讓CCUS技術真正成為節能減碳的利器。

　　我國新一代CCUS技術不斷成熟，走向世界舞台

　　過去近20年，我國走出了一條從跟跑到領跑的突圍之路，創造了多項世界第一，為新一代CCUS技術提供了中國經驗。

　　人工智能賦能，突破核心材料。借助“高算力+機器人”的自動化平台，通過機器高速篩選和算法快速迭代研發吸收劑，新材料的開發速度和命中率都大幅提高。新型兩相型二氧化碳吸收劑突破了液體材料需要整體加熱的瓶頸，吸收二氧化碳后的溶液會像油水分離般自動分層，濃縮的“海綿”體積減小了一半，比傳統方法節省了約30%的能量。

　　裝備升級，打造“捕集重器”。吸收塔是二氧化碳捕集的“超級淨化器”，中國團隊研發出世界最大碳捕集規模（150萬噸/年）的高通量、低壓降復合吸收塔和再生塔，捕集量相當於一座300兆瓦火電機組全年的碳排放。此外，我國還設計出二氧化碳輸運的“心臟”——滿足超臨界管輸需求的八級整體齒輪多軸離心二氧化碳壓縮機。這些突破不僅能降低碳捕集成本，還填補了我國火電廠百萬噸級CCUS技術裝備空白。

　　“透明”監控，實現安全封存。通過構建網格數超過50萬個的“透明碳封存體”，我國實現了封存適宜區的定量評估與可視化呈現。實施國內封存層位最深、單井規模最大的咸水層封存工程，形成大規模安全封存鑽井技術體系，研發出“空—天—地—井”碳封存一體化監測技術。

　　我國建成了多個世界首台套示范裝置，以工程示范促進CCUS產業發展，推動技術走向規模化、產業化。2025年9月，全球規模最大的煤電碳捕集示范工程在華能甘肅正寧電廠圓滿完成72小時試運行，正式投入運營，我國CCUS百萬噸級工業化示范應用邁上新台階。

　　從“首台套”到“百萬噸級”，我國“新一代低能耗低成本碳捕集與封存技術”不斷成熟。2025年9月，我國首個碳捕集領域國際標准ISO 27927正式發布，實現從技術跟隨者向規則制定者的跨越。

　　政策、市場、技術等協同發力，助力新技術加速落地

　　如何讓新技術加速落地，更好發揮“碳捕手”的作用？

　　政策引領帶來發展驅動力。今年印發的《關於推進綠色低碳轉型加強全國碳市場建設的意見》，提出建設更加有效、更有活力、更具國際影響力的全國碳市場，為新技術的進一步推廣應用注入動力。

　　基礎設施布局下好“先手棋”。比如，優先在產業集聚區和“源—匯”近距離區域建設管網和樞紐型封存設施，發揮規模經濟效應﹔對跨區域長距離輸送，應使用管道與海運等多方式聯運方案。

　　技術攻關與創新合作，同樣不可或缺。多方協同發力，才能打通“從材料到系統、從中試到百萬噸級示范”的全鏈條攻關，同時鼓勵開放性國際合作，加強溝通宣傳，科普新技術相關知識，也能為新技術“加速跑”提供助力。

　　在推進路徑上“先易后難”。優先在二氧化碳濃度較高、穩定連續排放的行業研發並規模化應用低成本碳捕集技術，技術成熟后，再向低排放濃度的電力與工業領域推廣。鼓勵“產業集群式”布局，在區域內建設企業共用的二氧化碳運輸、封存的應用平台，在集零為整中化簡為繁。同時加快關鍵材料與設備國產化，打通“卡脖子”環節，尤其是在高性能膜材料、吸附材料、深部地層監測傳感器、高壓二氧化碳壓縮機軸承等方面實現國產替代，有效減少風險。

　　回顧歷史，能源技術的重大跨越，都是材料、工藝、工程與制度協同演進的結果。我們既要正視挑戰，也要看到技術進步帶來的希望。當新一代低成本CCUS技術從試驗田走向主戰場，從成本負擔變為綠色資產，科技創新將為我們守住更清潔、更美好的地球家園。

　　（作者為中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司副總工程師，本報記者喻思南採訪整理）

　　《 人民日報 》（ 2025年11月01日 06 版）