未来产业新观察︱“碳捕手”崛起,江苏玩转“点碳成金”新赛道
二氧化碳等温室气体是导致气候变暖、极端天气频发等生存危机的“元凶”。看不见、摸不着的二氧化碳能被捕捉起来再利用吗?这一看似大胆的设想如今已成为现实。
10月,扬州经开区内,银色管道交错蜿蜒,国内首个污泥发电厂燃烧后二氧化碳捕集纯化千吨级CCUS示范工程正在紧张地调试中,预计建成后每年可减排二氧化碳1000吨。
CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存),正是担当“碳捕手”的关键技术,指的是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。作为用能大省,江苏在CCUS领域起步较早,经过多年探索,正逐步从实验室走向工程化示范,为绿色低碳发展注入新动能。
示范项目多点开花,“捉碳记”上演进行时
走进国家能源集团泰州发电有限公司(下称“泰州电厂”)厂区,3座数十米高的作业塔高高耸立。从塔身延伸出的蓝、白两色管道,如动脉般连接着4座巨型银色球形储气罐。管道内,压缩液态二氧化碳正源源不断地输送;储罐后方,多辆槽罐车依次排队,等待将捕集到的二氧化碳运往下游企业。
2023年6月,该项目正式投产,这是由我国自主设计、制造、安装,目前亚洲在运捕集规模最大的煤电CCUS项目。项目每年可捕集二氧化碳50万吨,稳定运行后,二氧化碳捕集率大于90%,每吨二氧化碳捕集热耗低于2.4GJ、电耗低于90kWh,处于行业领先水平。
在南京,南化公司—华东石油局CCUS项目现场又是另一番景象。二氧化碳尾气回收车间外,操作人员正对捕集装置进行例行巡检,一排液碳运输车在装载区有序等候。作为长三角地区首个CCUS示范项目,这里每年可回收二氧化碳20万吨,为区域工业减排树立了标杆。
除此之外,斯尔邦石化二氧化碳回收再利用项目、盛虹炼化25万吨/年CO₂回收提纯项目等也相继建成投产。一批规模化、集群化的CCUS工程正在江苏落地生根,共同探索高排放行业的深度脱碳路径。
目前,江苏CO2捕集能力约占全国1/6.全国领先。据统计,江苏CCUS产业拥有核心企业14家,营收规模34.7亿元,在火电、化工、油气开采等领域已经投运CCUS项目十余个,年CO2捕集能力超过100万吨,初步形成多领域协同推进的发展格局。
产业快速发展的背后,是强有力的政策支撑与领跑全国的创新能力。
政策层面,江苏先后出台《关于推动高质量发展做好碳达峰碳中和工作实施意见》《江苏省碳达峰实施方案》等纲领性文件,明确将零碳负碳产业列为未来发展方向,并聚焦CCUS等重点领域开展绿色低碳技术攻关。今年年初,《江苏省碳达峰碳中和试点建设方案》发布,以“技术+机制”创新推动低碳零碳转型。省科技厅与省财政厅联合发布《2025年度省碳达峰碳中和科技创新专项资金项目指南》,将CCUS列为颠覆性技术创新重点,并为其提供专项资金支持。地方层面,南京、泰州、盐城、连云港等各设区市响应省级政策,陆续出台符合本地实际的碳达峰实施方案。
研究方面,截至今年6月,江苏在CCUS相关领域的发明专利申请总量和各细分领域申请量均位居全国首位。南京大学、东南大学等高校均设有CCUS相关研究机构,并依托清洁高效燃煤发电与污染控制全国重点实验室等平台,推动关键技术从实验室走向产业化,为江苏构建“零碳负碳”产业体系提供了坚实的科技支撑。
技术链全线打通,开启二氧化碳“升值记”
CCUS技术大规模应用的首要挑战,是如何高效、低成本地捕集二氧化碳。技术攻关的关键在于二氧化碳吸收剂。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%,吸收剂需要像“海绵”一样,快速地将烟气中的二氧化碳吸收并“锁住”。
当下,以复配胺溶剂为代表的第二代碳捕集技术已成为主流。与传统的化学吸收液相比,复配胺溶剂具有更高的吸收能力,再生能耗降低。泰州电厂相关负责人在接受采访时曾表示,吸收剂团队经过超1000次测试,成功研发出新型三元复合胺吸收剂,再生热耗下降35%以上。中石化南化研究院开发出的MA-3复合胺溶剂,在低浓度烟气碳捕集再生能耗已降至2.0GJ/吨。
二氧化碳捕集后,如何送往下游实现再利用?江苏通过多个示范项目,成功打造了“捕—运—用—封”产业链,开辟了“变废为宝”的绿色发展新路径。
在江苏油田采油一厂CCUS-EOR项目联38示范区,5座皮带式抽油机正将液态二氧化碳作为驱油剂注入井下,在采出原油的同时,将二氧化碳封存在地下。实现了“驱油”与“封存”的双重效益。该示范区利用光伏、风电等新能源进行技术改造,已实现“负碳”运行。
在江苏斯尔邦石化有限公司,全球首条“二氧化碳捕集利用—绿色甲醇—新能源材料”产业链已打通。回收的二氧化碳通过加氢反应转化为绿色甲醇,进而生产光伏级EVA树脂,可进一步生产光伏膜。全链条每年可支撑约5GW的光伏装机,年发电量达60–90亿度,相当于两座百万千瓦级火电厂的年发电量。
此外,在扬州、泰州等地,捕集后的二氧化碳还被用于制作食品级干冰,碳酸饮料添加剂及冷链食品(海鲜等)包装运输,让二氧化碳真正实现从“工业排放”到“高附加值产品”的绿色蜕变。
布局“十五五”,“碳”索商业化新路径
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。CCUS这种二氧化碳“隐身术”,是实现产业能源转型的关键支撑技术。
据国际能源署统计,全球投入运营CCUS项目规模超过5000万吨,预计到2030年碳捕集和封存能力将达4.3亿吨和6.7亿吨左右。近期发布的《中国CCUS技术发展路线图(2025)》同样预测,到2060年我国CCUS减排需求巨大,该技术将在能源系统转型、工业深度脱碳和负排放领域发挥关键支撑作用。
目前CCUS正从进入“技术可行”到“经济可行”的关键跨越阶段。如何实现大规模的稳定盈利是行业亟需解决的难题。东南大学能源与环境学院教授王培红指出,制约CCUS商业化运行的因素主要集中在成本高、技术成熟度不足、政策体系不完善等方面。
“捕集成本约每吨300到400元,而全国碳市场价格约为每吨70元,成本远超碳价。”王培红进一步解释,当前仍缺乏高效低成本的二氧化碳转化利用技术,低成本运输、封存长期安全性监测等技术仍需突破;在政策层面,缺乏强制性标准与专项补贴,碳市场对CCUS覆盖有限,商业模式尚不清晰。
展望“十五五”,如何推动新技术加速落地,更好发挥CCUS“碳捕手”的作用?
在技术上,稳定高效、低能耗和低成本的碳捕集技术将加快发展。随着工业领域深度脱碳需求加剧,CCUS协同能源、工业深度融合也将成为重要发展方向,跨行业、跨环节的零碳负碳协同减排机制将加快构建。
“依托华东地区工业密集优势,应推动规模化集群发展,建设跨行业CCUS集群,共享捕集、运输设施,降低边际成本。”王培红说。在拓宽应用场景方面,江苏已经具备良好基础,如可以依托南京、苏州、连云港等地石化化工、钢铁等产业基地和龙头企业,推进CO2制绿色甲醇、航空煤油、碳酸酯等高值化工产品,探索钢化联产、储能+CCUS等耦合新范式;南通、盐城等沿海地区则可以加快推动CCUS与绿氢、新能源等产业融合,生产绿色甲醇、合成气等高值化学品。
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