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二氧化碳轉(zhuǎn)化利用是否需要換換思路?

中國能源報(bào)發(fā)布時(shí)間:2021-06-17 11:47:35

傳統(tǒng)碳捕集、利用與封存技術(shù)成本過高,現(xiàn)有二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)難以產(chǎn)業(yè)化推廣,在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下——

■本報(bào)記者 蘇南 《 中國能源報(bào) 》( 2021年06月14日   第 19 版)

“未來國家間的博弈聚焦在碳博弈”“誰能主動(dòng)應(yīng)對(duì)'捕碳'難題,誰就拿到了通往未來的鑰匙”“如何把二氧化碳'變廢為寶'是實(shí)現(xiàn)'雙碳'的關(guān)鍵”……這是記者近日采訪聽到的業(yè)內(nèi)人士對(duì)我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的看法。

在業(yè)內(nèi)人士看來,碳中和的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)碳的綠色利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。因此,破解碳中和的必要路徑是二氧化碳的轉(zhuǎn)化利用,把二氧化碳中的碳轉(zhuǎn)化成其它有用的碳基能源和碳基材料,變廢為寶。

二氧化碳轉(zhuǎn)化尚難商業(yè)化應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各方面的深刻變革,加速推進(jìn)能源革命和技術(shù)創(chuàng)新勢在必行。如今,二氧化碳技術(shù)創(chuàng)新已成國際競爭熱點(diǎn)。近幾年,全球涌現(xiàn)出了許多二氧化碳利用的新工藝,雖然也取得了一定成果,但這些新技術(shù)路線都沒有實(shí)質(zhì)性突破費(fèi)托合成(以合成氣CO+H2為原料,在適宜的催化劑和反應(yīng)條件下生成烴類及含氧有機(jī)物的過程)的限制,尚有很多難題待突破。

記者了解到,對(duì)于二氧化碳捕集、利用與封存(CCS),我國在膜法碳捕集技術(shù)和等離激元人工光合技術(shù)(簡稱“等離激元技術(shù)”)等綠色低碳前沿技術(shù)方面做了很多工作。比如,膜法碳捕集技術(shù)中試裝置已穩(wěn)定運(yùn)行超一年,等離激元技術(shù)中試基地已試運(yùn)行成功。然而即便如此,這些前沿技術(shù)離商業(yè)化應(yīng)用仍有距離。

業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為,通過碳捕集來減少碳排放成本太高,未來全球碳中和技術(shù)的制高點(diǎn)或?qū)⑹俏ㄒ桓碑a(chǎn)物為氧氣的等離激元技術(shù)。

“中國有許多科學(xué)家和科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室層面研究等離激元技術(shù)并取得了一些成果,但尚未在產(chǎn)業(yè)界形成認(rèn)知?!北本┕夂闲履芸萍加邢薰荆ㄏ路Q“光合新能”)CEO王琮向記者介紹,等離激元技術(shù)復(fù)刻了整個(gè)光合作用,甚至比自然界中的光合作用更有效?!半m然光合新能在等離激元催化技術(shù)細(xì)分道路上起步最早,但目前尚未形成大規(guī)模成熟應(yīng)用,距離產(chǎn)業(yè)化推廣仍有'最后一公里'?!?/p>

等離激元技術(shù)可實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)利用

在王琮看來,由于二氧化碳分子太過穩(wěn)定,傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化二氧化碳的技術(shù)需大量能量輸入,使得轉(zhuǎn)化難度太大,成本過高,難以商業(yè)化。實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵在于低成本地把二氧化碳變碳為寶,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為,等離激元技術(shù)可使二氧化碳轉(zhuǎn)化為可規(guī)?;a(chǎn)的高附加值產(chǎn)品,具有明顯的經(jīng)濟(jì)性?!暗入x激元技術(shù)最大的特點(diǎn)是'變廢為寶',用太陽能或廢熱把二氧化碳轉(zhuǎn)化為汽油、柴油、氫能等能源?!敝袊鴩H經(jīng)濟(jì)交流中心“綠色技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策課題組”組長梁云鳳對(duì)記者表示,等離激元技術(shù)利用納米級(jí)電磁波的自聚焦增強(qiáng)效應(yīng),大大降低傳統(tǒng)催化反應(yīng)的輸入能量要求,提高了能量轉(zhuǎn)化效率,是實(shí)現(xiàn)二氧化碳轉(zhuǎn)化利用的有效技術(shù)路徑。

“一項(xiàng)技術(shù)能否被廣泛應(yīng)用并產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效用,要從多個(gè)維度觀察。”北京環(huán)境交易所首任董事長熊焰接受記者采訪時(shí)表示,首先,要看其技術(shù)原理是否具有創(chuàng)新性和顛覆性。其次,要看其是否有全新的技術(shù)路徑。等離激元技術(shù)的光熱催化、二氧化碳制油氣等原理具有顛覆性創(chuàng)新。同時(shí),與傳統(tǒng)碳捕集、利用與封存需要多步工業(yè)步驟不同,該技術(shù)在一個(gè)反應(yīng)設(shè)備中同步完成所有工業(yè)步驟,更加節(jié)約能源和成本,是一套全新的化工邏輯?!按送猓铌P(guān)鍵的是,等離激元技術(shù)利潤率在50%以上,具備經(jīng)濟(jì)可行性,具有規(guī)?;茝V潛力?!?/p>

保持技術(shù)領(lǐng)先需多方支持

為搭乘碳減排快車,美國、日本等發(fā)達(dá)國家均投入大量資金支持等離激元技術(shù)發(fā)展。例如,美國企業(yè)Syzygy Plasmonics近期宣布完成了B輪融資,籌集約為1.5億元人民幣研發(fā)該技術(shù)。

與各國等離激元技術(shù)主要集中在科研階段不同,我國等離激元技術(shù)已走出實(shí)驗(yàn)室。2020年底,黑龍江省七臺(tái)河市建成了一座等離激元技術(shù)中試基地,利用大唐電廠的余熱和二氧化碳,實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)6噸的合成天然氣和合成汽油。

在業(yè)內(nèi)人士看來,要使我國等離激元技術(shù)領(lǐng)先世界、率先走向產(chǎn)業(yè)化,離不開政策、資金支持。為此,梁云鳳建議,組建“等離激元”國家實(shí)驗(yàn)室,聯(lián)合高校、科研院所以及地方政府建立“治碳制能”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。同時(shí),建議完善相關(guān)法律法規(guī),出臺(tái)財(cái)稅優(yōu)惠政策,提供綠色金融服務(wù),將二氧化碳治理變成企業(yè)發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力。

“等離激元是一種新的工業(yè)體系,落地過程中需要全產(chǎn)業(yè)鏈的整合。”王琮認(rèn)為,“等離激元技術(shù)還在不斷迭代更新,作為企業(yè)也需不斷研發(fā),保證中國技術(shù)領(lǐng)先世界。”

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