未來產(chǎn)業(yè)新觀察︱“碳捕手”崛起，江蘇玩轉(zhuǎn)“點(diǎn)碳成金”新賽道

二氧化碳等溫室氣體是導(dǎo)致氣候變暖、極端天氣頻發(fā)等生存危機(jī)的“元兇”?？床灰?、摸不著的二氧化碳能被捕捉起來再利用嗎?這一看似大膽的設(shè)想如今已成為現(xiàn)實(shí)。

10月，揚(yáng)州經(jīng)開區(qū)內(nèi)，銀色管道交錯(cuò)蜿蜒，國內(nèi)首個(gè)污泥發(fā)電廠燃燒后二氧化碳捕集純化千噸級CCUS示范工程正在緊張地調(diào)試中，預(yù)計(jì)建成后每年可減排二氧化碳1000噸。

CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)，正是擔(dān)當(dāng)“碳捕手”的關(guān)鍵技術(shù)，指的是將二氧化碳從工業(yè)生產(chǎn)、能源利用過程或大氣中分離出來并加以利用，或注入地下以實(shí)現(xiàn)永久減排的過程。作為用能大省，江蘇在CCUS領(lǐng)域起步較早，經(jīng)過多年探索，正逐步從實(shí)驗(yàn)室走向工程化示范，為綠色低碳發(fā)展注入新動(dòng)能。

示范項(xiàng)目多點(diǎn)開花，“捉碳記”上演進(jìn)行時(shí)

走進(jìn)國家能源集團(tuán)泰州發(fā)電有限公司(下稱“泰州電廠”)廠區(qū)，3座數(shù)十米高的作業(yè)塔高高聳立。從塔身延伸出的藍(lán)、白兩色管道，如動(dòng)脈般連接著4座巨型銀色球形儲氣罐。管道內(nèi)，壓縮液態(tài)二氧化碳正源源不斷地輸送;儲罐后方，多輛槽罐車依次排隊(duì)，等待將捕集到的二氧化碳運(yùn)往下游企業(yè)。

2023年6月，該項(xiàng)目正式投產(chǎn)，這是由我國自主設(shè)計(jì)、制造、安裝，目前亞洲在運(yùn)捕集規(guī)模最大的煤電CCUS項(xiàng)目。項(xiàng)目每年可捕集二氧化碳50萬噸，穩(wěn)定運(yùn)行后，二氧化碳捕集率大于90%，每噸二氧化碳捕集熱耗低于2.4GJ、電耗低于90kWh，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

在南京，南化公司—華東石油局CCUS項(xiàng)目現(xiàn)場又是另一番景象。二氧化碳尾氣回收車間外，操作人員正對捕集裝置進(jìn)行例行巡檢，一排液碳運(yùn)輸車在裝載區(qū)有序等候。作為長三角地區(qū)首個(gè)CCUS示范項(xiàng)目，這里每年可回收二氧化碳20萬噸，為區(qū)域工業(yè)減排樹立了標(biāo)桿。

除此之外，斯?fàn)柊钍趸蓟厥赵倮庙?xiàng)目、盛虹煉化25萬噸/年CO?回收提純項(xiàng)目等也相繼建成投產(chǎn)。一批規(guī)模化、集群化的CCUS工程正在江蘇落地生根，共同探索高排放行業(yè)的深度脫碳路徑。

目前，江蘇CO2捕集能力約占全國1/6.全國領(lǐng)先。據(jù)統(tǒng)計(jì)，江蘇CCUS產(chǎn)業(yè)擁有核心企業(yè)14家，營收規(guī)模34.7億元，在火電、化工、油氣開采等領(lǐng)域已經(jīng)投運(yùn)CCUS項(xiàng)目十余個(gè)，年CO2捕集能力超過100萬噸，初步形成多領(lǐng)域協(xié)同推進(jìn)的發(fā)展格局。

產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背后，是強(qiáng)有力的政策支撐與領(lǐng)跑全國的創(chuàng)新能力。

政策層面，江蘇先后出臺《關(guān)于推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展做好碳達(dá)峰碳中和工作實(shí)施意見》《江蘇省碳達(dá)峰實(shí)施方案》等綱領(lǐng)性文件，明確將零碳負(fù)碳產(chǎn)業(yè)列為未來發(fā)展方向，并聚焦CCUS等重點(diǎn)領(lǐng)域開展綠色低碳技術(shù)攻關(guān)。今年年初，《江蘇省碳達(dá)峰碳中和試點(diǎn)建設(shè)方案》發(fā)布，以“技術(shù)+機(jī)制”創(chuàng)新推動(dòng)低碳零碳轉(zhuǎn)型。省科技廳與省財(cái)政廳聯(lián)合發(fā)布《2025年度省碳達(dá)峰碳中和科技創(chuàng)新專項(xiàng)資金項(xiàng)目指南》，將CCUS列為顛覆性技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)，并為其提供專項(xiàng)資金支持。地方層面，南京、泰州、鹽城、連云港等各設(shè)區(qū)市響應(yīng)省級政策，陸續(xù)出臺符合本地實(shí)際的碳達(dá)峰實(shí)施方案。

研究方面，截至今年6月，江蘇在CCUS相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)明專利申請總量和各細(xì)分領(lǐng)域申請量均位居全國首位。南京大學(xué)、東南大學(xué)等高校均設(shè)有CCUS相關(guān)研究機(jī)構(gòu)，并依托清潔高效燃煤發(fā)電與污染控制全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化，為江蘇構(gòu)建“零碳負(fù)碳”產(chǎn)業(yè)體系提供了堅(jiān)實(shí)的科技支撐。

技術(shù)鏈全線打通，開啟二氧化碳“升值記”

CCUS技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的首要挑戰(zhàn)，是如何高效、低成本地捕集二氧化碳。技術(shù)攻關(guān)的關(guān)鍵在于二氧化碳吸收劑。在電力、水泥、鋼鐵等生產(chǎn)過程排放的煙氣中，二氧化碳含量僅占10%—20%，吸收劑需要像“海綿”一樣，快速地將煙氣中的二氧化碳吸收并“鎖住”。

當(dāng)下，以復(fù)配胺溶劑為代表的第二代碳捕集技術(shù)已成為主流。與傳統(tǒng)的化學(xué)吸收液相比，復(fù)配胺溶劑具有更高的吸收能力，再生能耗降低。泰州電廠相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受采訪時(shí)曾表示，吸收劑團(tuán)隊(duì)經(jīng)過超1000次測試，成功研發(fā)出新型三元復(fù)合胺吸收劑，再生熱耗下降35%以上。中石化南化研究院開發(fā)出的MA-3復(fù)合胺溶劑，在低濃度煙氣碳捕集再生能耗已降至2.0GJ/噸。

二氧化碳捕集后，如何送往下游實(shí)現(xiàn)再利用?江蘇通過多個(gè)示范項(xiàng)目，成功打造了“捕—運(yùn)—用—封”產(chǎn)業(yè)鏈，開辟了“變廢為寶”的綠色發(fā)展新路徑。

在江蘇油田采油一廠CCUS-EOR項(xiàng)目聯(lián)38示范區(qū)，5座皮帶式抽油機(jī)正將液態(tài)二氧化碳作為驅(qū)油劑注入井下，在采出原油的同時(shí)，將二氧化碳封存在地下。實(shí)現(xiàn)了“驅(qū)油”與“封存”的雙重效益。該示范區(qū)利用光伏、風(fēng)電等新能源進(jìn)行技術(shù)改造，已實(shí)現(xiàn)“負(fù)碳”運(yùn)行。

在江蘇斯?fàn)柊钍邢薰?，全球首條“二氧化碳捕集利用—綠色甲醇—新能源材料”產(chǎn)業(yè)鏈已打通?；厥盏亩趸纪ㄟ^加氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色甲醇，進(jìn)而生產(chǎn)光伏級EVA樹脂，可進(jìn)一步生產(chǎn)光伏膜。全鏈條每年可支撐約5GW的光伏裝機(jī)，年發(fā)電量達(dá)60–90億度，相當(dāng)于兩座百萬千瓦級火電廠的年發(fā)電量。

此外，在揚(yáng)州、泰州等地，捕集后的二氧化碳還被用于制作食品級干冰，碳酸飲料添加劑及冷鏈?zhǔn)称?海鮮等)包裝運(yùn)輸，讓二氧化碳真正實(shí)現(xiàn)從“工業(yè)排放”到“高附加值產(chǎn)品”的綠色蛻變。

布局“十五五”，“碳”索商業(yè)化新路徑

黨的二十屆四中全會(huì)提出，以碳達(dá)峰碳中和為牽引，協(xié)同推進(jìn)降碳、減污、擴(kuò)綠、增長，筑牢生態(tài)安全屏障，增強(qiáng)綠色發(fā)展動(dòng)能。CCUS這種二氧化碳“隱身術(shù)”，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐技術(shù)。

據(jù)國際能源署統(tǒng)計(jì)，全球投入運(yùn)營CCUS項(xiàng)目規(guī)模超過5000萬噸，預(yù)計(jì)到2030年碳捕集和封存能力將達(dá)4.3億噸和6.7億噸左右。近期發(fā)布的《中國CCUS技術(shù)發(fā)展路線圖(2025)》同樣預(yù)測，到2060年我國CCUS減排需求巨大，該技術(shù)將在能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、工業(yè)深度脫碳和負(fù)排放領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵支撐作用。

目前CCUS正從進(jìn)入“技術(shù)可行”到“經(jīng)濟(jì)可行”的關(guān)鍵跨越階段。如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的穩(wěn)定盈利是行業(yè)亟需解決的難題。東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院教授王培紅指出，制約CCUS商業(yè)化運(yùn)行的因素主要集中在成本高、技術(shù)成熟度不足、政策體系不完善等方面。

“捕集成本約每噸300到400元，而全國碳市場價(jià)格約為每噸70元，成本遠(yuǎn)超碳價(jià)?！蓖跖嗉t進(jìn)一步解釋，當(dāng)前仍缺乏高效低成本的二氧化碳轉(zhuǎn)化利用技術(shù)，低成本運(yùn)輸、封存長期安全性監(jiān)測等技術(shù)仍需突破;在政策層面，缺乏強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)與專項(xiàng)補(bǔ)貼，碳市場對CCUS覆蓋有限，商業(yè)模式尚不清晰。

展望“十五五”，如何推動(dòng)新技術(shù)加速落地，更好發(fā)揮CCUS“碳捕手”的作用?

在技術(shù)上，穩(wěn)定高效、低能耗和低成本的碳捕集技術(shù)將加快發(fā)展。隨著工業(yè)領(lǐng)域深度脫碳需求加劇，CCUS協(xié)同能源、工業(yè)深度融合也將成為重要發(fā)展方向，跨行業(yè)、跨環(huán)節(jié)的零碳負(fù)碳協(xié)同減排機(jī)制將加快構(gòu)建。

“依托華東地區(qū)工業(yè)密集優(yōu)勢，應(yīng)推動(dòng)規(guī)模化集群發(fā)展，建設(shè)跨行業(yè)CCUS集群，共享捕集、運(yùn)輸設(shè)施，降低邊際成本?！蓖跖嗉t說。在拓寬應(yīng)用場景方面，江蘇已經(jīng)具備良好基礎(chǔ)，如可以依托南京、蘇州、連云港等地石化化工、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)基地和龍頭企業(yè)，推進(jìn)CO2制綠色甲醇、航空煤油、碳酸酯等高值化工產(chǎn)品，探索鋼化聯(lián)產(chǎn)、儲能+CCUS等耦合新范式;南通、鹽城等沿海地區(qū)則可以加快推動(dòng)CCUS與綠氫、新能源等產(chǎn)業(yè)融合，生產(chǎn)綠色甲醇、合成氣等高值化學(xué)品。