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，在碳達峰、碳中和目標下——
■本報記者 蘇南 《 中國能源報 》（ 2021年06月14日 第 19 版）
“未來國家間的博弈聚焦在碳博弈”“誰能主動應(yīng)對'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)人士對我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的看法。
在業(yè)內(nèi)人士看來，碳中和的本質(zhì)是實現(xiàn)碳的綠色利用和循環(huán)經(jīng)濟。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
實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標涉及經(jīng)濟、社會各方面的深刻變革，加速推進能源革命和技術(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。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)路線都沒有實質(zhì)性突破費托合成（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物的過程）的限制，尚有很多難題待突破。
記者了解到，對于二氧化碳捕集、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)定運行超一年，等離激元技術(shù)中試基地已試運行成功。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)家和科研團隊在實驗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)界形成認知。”北京光合新能科技有限公司（下稱“光合新能”）CEO王琮向記者介紹，等離激元技術(shù)復(fù)刻了整個光合作用，甚至比自然界中的光合作用更有效。“雖然光合新能在等離激元催化技術(shù)細分道路上起步最早，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'。”
等離激元技術(shù)可實現(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，實現(xiàn)循環(huán)利用。
業(yè)內(nèi)專家普遍認為，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)濟性?！暗入x激元技術(shù)最大的特點是'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。”中國國際經(jīng)濟交流中心“綠色技術(shù)經(jīng)濟政策課題組”組長梁云鳳對記者表示，等離激元技術(shù)利用納米級電磁波的自聚焦增強效應(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，是實現(xiàn)二氧化碳轉(zhuǎn)化利用的有效技術(shù)路徑。
“一項技術(shù)能否被廣泛應(yīng)用并產(chǎn)生較好的經(jīng)濟社會效用，要從多個維度觀察?！北本┉h(huán)境交易所首任董事長熊焰接受記者采訪時表示，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，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。“此外，最關(guān)鍵的是，等離激元技術(shù)利潤率在50%以上，具備經(jīng)濟可行性，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)已走出實驗室。2020年底，黑龍江省七臺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”國家實驗室，聯(lián)合高校、科研院所以及地方政府建立“治碳制能”國家重點實驗室。同時，建議完善相關(guān)法律法規(guī)，出臺財稅優(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?！蓖蹒J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?！?/p>
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