给“碳捕手”装上绿色引擎（瞰前沿）

 

　

　给“碳捕手”装上绿色引擎（瞰前沿）

　　郜时旺《人民日报》（2025年11月01日 第 06 版）

　　以上图片均为中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司提供

　　网友：世界气象组织近日发布的最新《温室气体公报》显示，2024年大气中的二氧化碳浓度升至历史新高。有什么技术手段可以应对这一问题，减缓全球变暖趋势？

　　编辑：党的二十届四中全会提出“以碳达峰碳中和为牵引，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，筑牢生态安全屏障，增强绿色发展动能”。中国科学技术协会发布的十大工程技术难题，“新一代低能耗低成本碳捕集与封存技术”入选。本期我们邀请中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司副总工程师郜时旺，介绍该技术的发展现状，展望该技术落地前景。

　　“捕捉”二氧化碳并加以利用或封存，帮地球有效“降温”

　　CCUS（二氧化碳捕集、利用与封存）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。

　　煤炭、石油、天然气等化石能源是经济社会高速发展的物质基础。但是，其在利用过程中释放出的二氧化碳等温室气体，是导致全球气候变化的主要原因。今年夏天以来，全球多地气温破纪录，极端天气频发。按停地球“升温键”，迫在眉睫。

　　如何在保障能源安全和经济发展的同时，帮地球有效“降温”？

　　CCUS技术，正在担起“碳捕手”的重任。这项技术能从工业烟囱、电厂废气中“捕捉”二氧化碳，或将其转化为绿色产品再利用，或“打包封存”到地下。

　　发展这项技术既能解近渴：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：衍生出的负碳排放技术，为实现碳中和目标提供技术支撑。

　　听上去很神奇的“碳捕手”，为何不易推广应用？

　　应用CCUS技术，首先要捕集排出的二氧化碳，这一环节的重点是二氧化碳吸收剂。在电力、水泥、钢铁等生产过程排放的烟气中，二氧化碳含量仅占10%—20%，这就需要具备高吸收能力的吸收剂。它就像一块神奇的“海绵”，快速地将烟气中的二氧化碳吸收并“锁住”，当吸收达到一定程度后，再通过施加外力，将二氧化碳“挤”出来，进行后续利用或封存。

　　技术发展道路上，会有不少难题。目前主流的“化学吸收法”能耗惊人，成本也居高不下，我国当前低浓度烟气的碳捕集成本为250—450元/吨，算上运输和封存，总成本可达350—600元/吨。此外，目前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。

　　在全球碳中和的浪潮下，CCUS技术得到越来越多的重视。发挥CCUS技术的潜能，必须给“碳捕手”装上更强劲、更高效的“绿色引擎”——新一代低能耗低成本的碳捕集与封存技术，在捕捉环节大幅降低能耗，在利用环节深度挖掘价值，让CCUS技术真正成为节能减碳的利器。

　　我国新一代CCUS技术不断成熟，走向世界舞台

　　过去近20年，我国走出了一条从跟跑到领跑的突围之路，创造了多项世界第一，为新一代CCUS技术提供了中国经验。

　　人工智能赋能，突破核心材料。借助“高算力+”的自动化平台，通过机器高速筛选和算法快速迭代研发吸收剂，新材料的开发速度和命中率都大幅提高。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，吸收二氧化碳后的溶液会像油水分离般自动分层，浓缩的“海绵”体积减小了一半，比传统方法节省了约30%的能量。

　　装备升级，打造“捕集重器”。吸收塔是二氧化碳捕集的“超级净化器”，中国团队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。此外，我国还设计出二氧化碳输运的“心脏”——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。这些突破不仅能降低碳捕集成本，还填补了我国火电厂百万吨级CCUS技术装备空白。

　　“透明”监控，实现安全封存。通过构建网格数超过50万个的“透明碳封存体”，我国实现了封存适宜区的定量评估与可视化呈现。实施国内封存层位最深、单井规模最大的咸水层封存工程，形成大规模安全封存钻井技术体系，研发出“空—天—地—井”碳封存一体化监测技术。

　　我国建成了多个世界首台套示范装置，以工程示范促进CCUS产业发展，推动技术走向规模化、产业化。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，正式投入运营，我国CCUS百万吨级工业化示范应用迈上新台阶。

　　从“首台套”到“百万吨级”，我国“新一代低能耗低成本碳捕集与封存技术”不断成熟。2025年9月，我国首个碳捕集领域国际标准ISO 27927正式发布，实现从技术跟随者向规则制定者的跨越。

　　政策、市场、技术等协同发力，助力新技术加速落地



　　如何让新技术加速落地，更好发挥“碳捕手”的作用？

　　政策引领带来发展。今年印发的《关于推进绿色低碳转型加强全国碳市场建设的意见》，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。

　　基础设施布局下好“先手棋”。比如，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，发挥规模经济效应；对跨区域长距离输送，应使用管道与海运等多方式联运方案。

　　技术攻关与创新合作，同样不可或缺。多方协同发力，才能打通“从材料到系统、从中试到百万吨级示范”的全链条攻关，同时鼓励开放性国际合作，加强沟通宣传，科普新技术相关知识，也能为新技术“加速跑”提供助力。

　　在推进路径上“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，技术成熟后，再向低排放浓度的电力与工业领域推广。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、封存的应用平台，在集零为整中化简为繁。同时加快关键材料与设备国产化，打通“卡脖子”环节，尤其是在高性能膜材料、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，有效减少风险。

　　回顾历史，能源技术的重大跨越，都是材料、工艺、工程与制度协同演进的结果。我们既要正视挑战，也要看到技术进步带来的希望。当新一代低成本CCUS技术从试验田走向主战场，从成本负担变为绿色资产，科技创新将为我们守住更清洁、更美好的地球家园。

　　（作者为中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司副总工程师，本报记者喻思南采访整理）