二氧化碳变废为宝 CCUS技术如何开启绿色低碳新赛道？

要实现“双碳”目标，能源转型必不可少，比如用新能源替代化石能源，从源头减少排放；工业生产绿色化转型也是重要环节，可以在过程中削减排放。但是我们今天要关注的，是另外一项创新技术，叫做CCUS，全称是碳捕集利用与封存技术。

 

碳捕集利用与封存技术，就是指将化石能源生产，以及工业乃至日常生活中排放的二氧化碳收集起来，要么存储至海底或地下，要么转化成其他可利用的产品，它是钢铁、水泥、燃煤电厂等实现大规模减排的重要技术路径。

 

中国循环经济协会首席政策专家 何炳光：我们把它叫做碳中和的托底技术。除非说人类社会不需要塑料，不需要化工品，不需要建材。只要消耗这些必需品，那么它生产肯定是要排放的，CCUS技术真正是把二氧化碳中和掉最有效、最稳固的一个方式。

根据测算，CCUS技术对碳中和的贡献率将超过20%。在双碳目标提出以来，我国已投运和规划建设中的CCUS示范项目规模明显扩大。10万吨级及以上项目超过40个，其中50万吨级及以上项目超过10个，多个百万吨级以上项目正在规划中。

最新数据显示，截至目前，我国已投运和规划建设中的CCUS示范项目已超过一百个，其中已投运项目超过半数，具备二氧化碳捕集能力约400万吨/年，注入能力约200万吨/年，分别较2021年提升33%和65%左右。

1.火电厂里的研究中心 二氧化碳变废为宝

刚刚提到，CCUS是钢铁、水泥、燃煤电厂等实现大规模减排的重要技术。如今，它不仅可以将生产过程中产生的二氧化碳收集起来，还能够变废为宝，创造出更大的价值。

在山西大同，这个火电厂里的碳捕集利用与封存技术研究中心，刚刚生产出来了一批微米级的碳酸钙，正在打包运往下游工厂。

 

国家能源集团国电大同公司化学链矿化CCUS项目运行人员 宋过玉：产品主要用在建材、橡胶、塑料、涂料等领域，利用非常广阔。这是我们用电厂中烟气中的二氧化碳与工业固废电石渣反应生产出来的产品，目前日产量在8吨左右。

碳酸钙是大宗基础化工原料，市场需求大，通常需要靠开采石灰石来满足，但是开采过程本身就会对环境造成影响。而这批超细颗粒的优质碳酸钙，原料只是工业废渣废料和火电厂排放的废气。在这套装置里，从5%到100%间任何浓度的二氧化碳都可以直接反应，吸收转化率大于90%。

 

国家能源集团国电电力大同公司灰硫专业负责人 孙志国：二氧化碳在矿化反应过程中无需提纯，在常温常压下、在烟气罐中直接参与反应，减少了提纯过程中高能耗的过程。本着以废治废的过程，整体过程是一个绿色的矿化过程，下一步如果放大，对火电厂来说是一次革命。

据测算，这个项目每生产1吨绿色矿化固碳产品，能吸收二氧化碳0.44吨，可实现长期、持续、稳定固碳。目前，电厂内的装置作为先期研究，年处理二氧化碳量为1000吨。通过验证后，项目已经开始加快工业化落地，每年可处理10万吨二氧化碳的装置正在选址研究。

2.市场应用广阔 拉动经济新增长点

刚刚实现变废为宝的过程，是CCUS里的U，也就是“利用”的意思。而这个利用，恰恰是由我国提出并实现落地应用的。为什么要加上“利用”？市场前景有多大？

提到二氧化碳较为常见的应用场景，有加在碳酸饮料里，或者制作成干冰等产品。还有另外一种比较成熟的应用，是将二氧化碳注入油层中来提高油田采收率。不仅能提高原油产量，还可以“顺便”将其封存于地下，实现碳减排和增产的双重利益，在大庆油田、山东胜利油田均已大规模应用。

 

中国循环经济协会首席政策专家 何炳光：原来一开始国际上主要讲CCS，就是只是封存。中国提出来应该把“U”加上去，就是利用。实际上是用循环经济的理念，来助力碳中和。还要聚焦一点，就是技术的竞争性和可持续性，技术和产业发展必须要有经济性，没有经济性你很难去往下延续。

专家介绍，无论是干冰还是化学用品，市场容量都相对较小，同时仅仅是阶段性固碳，像干冰在使用后就会重新变成二氧化碳气体释放到空气中。因此，如何将二氧化碳彻底变成稳定的固态产品，一方面具有商业利用价值，同时又能真正实现碳中和，成了当前产业研发的重点。

 

中国循环经济协会首席政策专家 何炳光：在热力学定律里，碳酸钙应该说是一个最稳定的化合物。应用场景应该是比较多的，比如说像造纸、橡胶、塑料、涂料、建材，还有我们更大量的，可以用到煤矿的矿井回填，这个量可能是几千万吨、亿吨级的了。

专家表示，当前我国在二氧化碳固碳利用方面，技术已处于国际领先水平。同时，由于原料是废渣废气，生产过程也没有过多的能耗，可以带动上下游形成绿色供应链，创造更大绿色经济价值。

3.技术不断突破 拉动产业加快布局

根据统计，在双碳目标提出以来，我国先后出台70余项政策文件支持相关技术发展，并写入我国“十四五”规划中。在国家和地方的大力支持下，我国二氧化碳捕集利用及封存技术不断突破。

在这个温室气体减排技术实验室，记者看到了一瓶特殊的试剂。它可以在吸收二氧化碳后分成两层，将99%以上的二氧化碳集中在下面，便于提取或者再利用。产品刚刚通过了工业化验证，即将大规模推广。

 

华能清洁能源研究院 温室气体减排部总工程师 郭东方：通过验证，我们目前的新技术可以使二氧化碳的捕集成本降低40%以上。现在市面上的二氧化碳的销售价格一般是在每吨550元左右，所以如果成本的话做到每吨200元以下，这个市场可能会非常广阔。

 

目前，我国已经成为世界上最大的碳捕集技术生产国之一。随着成本不断降低，相关产业开始加速布局。在宁夏，300万吨级碳捕集利用与封存项目全面开工；在华东地区，我国首个开放式千万吨级CCUS项目也已签约启动。项目将钢材厂、化工厂、电厂、水泥厂等长江沿线工业企业的碳源集中运输、封存，提供一体化二氧化碳减排方案。