山河行·走进中国华能 | ​走！一起去“捉”二氧化碳！

“这是清能院首创的新一代相变型吸收剂，目的是实现碳捕集的低成本与低能耗。”在中国华能集团清洁能源技术研究院（以下简称清能院）实验室内的模拟大型碳捕集工程实验装置前，一排排深色的溶剂吸引了记者注意。

不仅如此，还有模拟二氧化碳从捕集到利用和封存全过程的装置、由二氧化碳和可再生能源电解出来的氢气制成的甲烷.......在山河行·华能“双碳”行动第一站——清能院内，记者终于见到了“碳捕快”CCUS（二氧化碳捕集、利用和封存）技术的“庐山真面目”。

减碳路上的“碳捕快”，CCUS技术了解一下

“CCUS技术是将能源行业、工业过程中产生的二氧化碳捕集下来，送到合适的地点去加以利用，或者地质封存，避免或者延缓二氧化碳进入大气，它是一项专门用来应对气候变化的技术。”二十大代表、中国华能集团清洁能源技术研究院副总工程师郜时旺向记者介绍。

走进清能院温室气体减排技术实验室，在CCUS模型前时，郜时旺创新工作室成员刘汉明博士向记者演示了CCUS技术的工作流程，“CCUS技术将二氧化碳排放源，如火电厂、化工厂等排放的烟气，经过预处理后进行碳捕集，捕集的二氧化碳纯化后，通常分为工业级二氧化碳和食品级二氧化碳，可用于金属加工焊接保护、激光等工业应用和食品制作原料，或者通过采油井或是地质封存的注入井直接注入地底，实现地质封存。”

像处理日常生活用品囤货一样，捕集下来的二氧化碳也会选择将其封存起来，实现与大气长期隔绝。如何形象地理解二氧化碳封存过程？郜时旺创新工作室成员周娟博士解释，“可以将封存过程想象成，寻找一个罐子，罐内需要有一块可以容纳二氧化碳的海绵，然后用盖子将罐子密封。”

在封存环节中，选址是重要且关键的环节。周娟认为，“封存容量、安全性和经济性是选址过程中比较重要的考虑因素。封存容量对应‘海绵’，孔隙越多越好，可以容纳足够多的二氧化碳；安全性对应‘盖子’，不能发生泄露，而且要尽可能覆盖住所有的‘海绵’；经济性考虑的是罐子的地点，由于最后封存的二氧化碳来源于二氧化碳捕集的气源，如果捕集地点和封存地点之间的距离很远，会增加封存成本。”

捕集下来的二氧化碳具体可以应用在哪些地方？

“像咱们日常喝的可乐、啤酒等都可以用捕集来的二氧化碳进行制作。”郜时旺创新工作室成员王琪博士介绍，“碳利用是指二氧化碳实现资源化利用的过程，主要包括化学利用、地质利用、食品利用、生物利用。目前，食品利用和生物利用用量还比较少，最主要的利用方式是化学利用和地质利用。化学利用是将二氧化碳转化为燃料和原料，包括甲醇、汽油、塑料等产品，而地质利用主要用于驱油和页岩气的开采。”

 CCUS的创新之路如何走？华能这样做

华能从2006年开始就进行开发CCUS技术，至今已拥有16年的研发和工程经验，在这个过程中，清能院破解了很多难题，探索着CCUS技术与电力行业的结合，加强关键技术研发和示范，完成了多项CCUS技术的突破和示范项目的建成。

“把二氧化碳捕集技术从其他行业移植到电力行业，我们的发展与创新过程与常规还是有所区别的，在移植和建设过程中，与国内高校与国际研究机构进行合作，同时注重发展核心技术。”郜时旺向记者说道。

记者了解到，碳捕集作为CCUS的第一个环节，是成本最高的一个环节。过去，通常需要通过购买其他国内外科技公司，或者化工厂生产的商业吸收剂，过高的成本限制了CCUS的大规模工业化应用。

基于此，华能首创了高效低能耗复配型二氧化碳吸收剂，以及新一代相变型二氧化碳吸收剂，捕集性能在国际范围内处于领先地位。

“复配型吸收剂，主要是从碳捕集材料的组分来讲的，指的是多种碳捕集有效化学组分的组合，而相变型吸收剂，主要是从碳捕集材料吸收二氧化碳后的变化来讲，碳捕集材料吸收二氧化碳后自动分为富相（含CO2较多）和贫相（含CO2较少），溶剂后续再生只需要对富相经行处理。”刘汉明向记者解释。

“我们首创的吸收剂，损耗实现了大幅下降。不仅如此，碳捕集成本也下降了25%——50%。”郜时旺表示。

有了清能院自主研发的CCUS技术，华能一直积极推动技术成果“走出”实验室，“落地”项目应用。

2008年在北京建成中国首个燃煤电厂碳捕集项目；2009年在上海石洞口第二电厂同步建成当时世界上最大的燃煤电厂二氧化碳捕集示范装置，年捕集能力可达12万吨，已运行超过10年，保持世界运行时间最长的记录。2021年，华能的CCUS技术走出国门，将在澳大利亚建设完成中国首个碳捕集技术海外输出项目。

在标准制定方面，清能院也牵头制定国际标准ISO 27927《燃烧后CO2捕集吸收溶液的关键性能指标及测试方法》，实现了我国在碳捕集领域国际标准工作上“0”的突破，为全球燃烧后碳捕集技术提供技术规范和评价依据。

聚焦CCUS，未来还将如何探索？

为了更好研发和创新CCUS技术，清能院建设了高效灵活煤电及碳捕集利用和封存全国重点实验室，在今年入选全国首批“全国重点实验室”，是唯一一家由企业独建以CCUS命名的全国重点实验室。

在CCUS领域，华能始终在不断探索未来发展。“目前，在碳捕集环节中，仍在进一步攻克捕集成本与运行能耗较高的挑战，解决这个问题需要从二氧化碳捕集材料、工艺以及设备等方面进行技术创新。” 郜时旺表示。

以燃烧后捕集为例，“清能院将继续在寻找高负载低能耗低成本的新型碳捕集材料和研制高通量低阻力紧凑型设备等领域发力，从整体上降低碳捕集技术的成本和能耗。”郜时旺解释，高负载低能耗低成本是指单位吸收剂能够捕集的二氧化碳量较高、捕集单位二氧化碳需要的能量较低，新型材料的生产成本低，而高通量低阻力紧凑型设备是指设备性能较高，对气液处理量较大，阻力较小，设备占地面积小。

据了解，清能院也正在开发“液态阳光”，实现把二氧化碳、水和太阳能转化为甲醇等可运输液体燃料。继上海石洞口燃煤电厂CO2捕集示范装置后，目前在建的华能陇东基地150万吨/年先进低能耗碳捕集工程勘察设计项目，建成后也将成为世界规模最大的燃煤电厂碳捕集工程。

10月16日，中国共产党第二十次全国代表大会在人民大会堂开幕。习近平总书记在报告中指出，加快发展方式绿色转型，加快节能降碳先进技术研发和推广应用，积极稳妥推进碳达峰碳中和，积极参与应对气候变化全球治理。

“二氧化碳的捕集利用和封存，对于实现能源转型，保证能源安全，建设能源强国具有非常重要的作用，不仅如此，这项技术也是实现碳减排、应对全球气候变化的托底手段。”郜时旺表示，在这一领域，清能院实现了从0到1的转变，付出了很多的辛劳，未来希望科研能够发挥出更大力量，取得更大突破，对实现“双碳”目标作出更大贡献。

当记者问及在华能CCUS领域拥有的诸多成绩中感到最自豪的是哪一个时，郜时旺表示，“对我来说最自豪的永远是下一个！希望未来我们的技术不但在中国能够应用，也希望应用于世界，做出中国对世界碳中和的贡献。”

作者：张韵晨

编辑：潘圆圆 签发审核：杨凡