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    【全方位推动高质量发展透视】变“碳”为宝 大
    时间:2021-11-25

      全方位推动高质量发展,首要任务是经济高质量发展,重中之重是产业转型。省第十二次党代会提出,传统优势产业要率先转型,实现内涵集约发展。让我们首先来聚焦我省传统优势产业怎样率先转型。

      二氧化碳是温室气体中数量最大、影响最严重的气体。如何有效减少二氧化碳排放,变废为宝,一种对二氧化碳进行捕集、利用与封存的技术(简称CCUS)进入人类视野。CCUS技术就是把二氧化碳从工业过程、能源利用或大气中分离出来,直接加以利用或注入地层,实现二氧化碳的永久减排。该技术不仅是未来减少二氧化碳排放、保障能源安全的战略选择,也是构建生态文明和实现可持续发展的重要手段。

      2019年,煤炭占中国能源消费的比例高达58%,根据预测,到2050年化石能源仍将扮演重要角色,占中国能源消费比例的10%~15%。既然有碳就必然有碳捕捉、碳封存、碳利用的问题。中国宏观经济智库联盟专家武东升认为,随着以煤炭石油为代表的化石能源的发现和使用,温室气体排放的数量越来越大,加之森林生态被破坏,温室气体浓度每年都在升高,目前,二氧化碳浓度已突破了410ppm。

      CCUS技术不仅能够做到减排,还能创造经济价值。武东升介绍,CCUS技术对电力、钢铁、水泥、石化和化工行业具有非常重要的意义。第一,它是化石能源实现近零排放的重要技术选择;第二,它是火电行业实现近零排放重要的技术手段;第三,它是减排难度比较大的行业实现近零排放不可多得的可行的技术选择;第四,它是能源系统和化工工艺进行绿碳提供的重要来源。

      在格盟国际山西瑞光热电有限责任公司,记者探访到企业如何捕获二氧化碳,捕获到的二氧化碳如何找到新用途。“我们采用变温变压物理吸附法碳捕集工艺,捕集发电厂排放烟气中所含二氧化碳,获得纯度约99%的工业级液体二氧化碳和99.9%的食品级液体二氧化碳产品,主要应用于饮料、烟草、食品冷藏保鲜等行业。”企业副总经理刘春祥说。

      在山西大唐国际云冈热电有限责任公司,由山西清洁碳经济产业研究院自主研发、自主投资建设的碳捕集及转化装置正在运行。“我们这套系统,把经过脱硝除尘、脱硫超低排放后的煤电锅炉烟气抽取过来,经过冷却、碱洗、吸收、解吸、压缩、提纯、液化成99.9%以上纯度的液态二氧化碳。这一过程,把烟气残余的二氧化硫、氮氧化物等进行进一步脱除处理,实现了近零排放。我们不光在这里捕集二氧化碳,还将二氧化碳转化为碳纳米管及其下游产品。”山西清洁碳经济产业研究院总工程师程学斌说,“我们的电解二氧化碳法与其他企业CVD法完全不同,成本更低,为工业化利用碳纳米管打开了大门。今年碳纳米管导电浆料生产线生产出了第一批锂电池导电浆料,已经提供给天津力神电池股份有限公司进行锂电池导电剂的试用。目前在国内运行的碳捕集系统中处于领先水平。”

      山西清洁碳经济产业研究院院长宋维宁一直致力于把废弃的碳基物质进行资源化利用,近年来把研究方向转向了CCUS技术的开发利用。他说:“二氧化碳是气态的碳基的废弃物质,我们认为它完全可以像固态碳基物质一样进行资源化的利用。去年年底,我们建成了百吨级的二氧化碳转化为碳纳米管的系统。”

      1991年,一位叫饭岛澄男的日本科学家在电子显微镜下观察电弧燃烧后的石墨棒顶端,意外地捕捉到空心管状的物质,大小只有几纳米,这种物质就是碳纳米管。碳纳米管虽然体积小,但是性能优,它的力学性能好于钢材,电学性能、热学性能与铜和银相当,导热性能是铜和银的8~15倍。用二氧化碳转化出的碳纳米管是一种性能优异的新材料,锂电池正极材料的导电剂、光伏里的导电银浆、导热硅脂、5G散热膜,碳基电子、碳基芯片都能用到碳纳米管材料。这么神奇的新材料,如何从二氧化碳中获取?宋维宁说:“二氧化碳如果只是被捕获,它还是一个碳原子两个氧原子。如果它被转化,拆成了碳和氧气,这时的碳不再是一般的碳,而是碳纳米管。4个二氧化碳可以转化出1个碳纳米管。”

      目前,碳纳米管在国内售价大概是每吨50万元,一吨二氧化碳的价格超过10万元。这是目前所知道的二氧化碳转化利用附加值最高的产品之一。武东升介绍,在过去20年里,CCUS技术开发主要体现在二氧化碳捕集、封存(简称CCS),成本高,经济价值低。如今这项技术与众不同之处在于二氧化碳实现了转化。

      今年国家提出,加大碳捕集、利用与封存技术的攻关,是推动绿色低碳发展的重要内容。近年来,CCUS相关政策逐步完善,科研技术能力和水平日益提升,试点示范项目规模不断壮大,整体竞争力进一步增强,已经呈现出了良好的发展势头。

      国家能源集团鄂尔多斯CCS示范项目已成功开展了每年10万吨规模的CCS全流程示范。中石油吉林油田EOR(二氧化碳驱油)项目是全球正在运行的21个大型CCUS项目中唯一的中国项目,也是亚洲最大的EOR项目,累计已注入二氧化碳超过200万吨。国家能源集团国华锦界电厂每年15万吨燃烧后二氧化碳捕集与封存全流程示范项目,建成后将成为中国最大的燃煤电厂CCUS示范项目等。

      放眼全球,我国的CCUS技术处于怎样的地位?德国学者、复旦大学教授亚力山大·索罗威夫说:“中国比世界上任何国家更需要CCUS技术快速突破。截至2020年底,全球有28个大规模CCUS项目正在运行,37个大规模CCUS项目正在建设或开发中。中国在山西建立了工业规模工厂,给我留下了深刻印象。碳纳米管在不同应用中,展现出独特的电学、热学和力学性能。我相信这项技术是新颖的,它是世界上最有前途的利用技术之一。”

      “在过去十年里,美国、加拿大、英国和印度在化学转化,特别是转化高分子材料上实现了产业化的突破,应用场景已有100多个。我国在技术开发方面走在世界前列,但在产业化的应用方面还要奋起直追。”宋维宁说。

      在武东升看来,我国CCUS技术在2020年前处于研发和示范阶段,起步虽晚,但进展较快。尤其在国家提出碳达峰、碳中和行动后,应用场景可能更加多元化,未来发展更好。

      被看好的CCUS技术正从规划文件上、小范围示范项目中,走入大众视野。山西发展CCUS技术,能给中国乃至世界的能源转型带来什么?宋维宁认为,对山西而言,实现碳中和的过程,就是挖掘二氧化碳宝藏的过程。山西很多高排放企业完全可以成为具有高附加值的碳基材料基地,由此所创造的价值可能比既有经济价值更高。大力发展二氧化碳经济,山西完全可以成为全国“双碳”行动排头兵,为全国贡献山西经验,为世界提供中国智慧。

      山西传统优势产业,大多是能源消耗大、碳排放量高的产业,CCUS技术无疑为它们提供了技术赋能的高质量转型方向。通过新技术,碳排放大户不仅能实现减碳目标,还能成为新材料、新能源和绿色原材料的供应商。深圳宝安房价走势2012一览表-宝安新盘