全方位推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展,，首要任務(wù)是經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展,，重中之重是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,。省第十二次黨代會(huì)提出，傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)要率先轉(zhuǎn)型,，實(shí)現(xiàn)內(nèi)涵集約發(fā)展。讓我們首先來(lái)聚焦我省傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)怎樣率先轉(zhuǎn)型。
CCUS技術(shù)是二氧化碳減排,、保障能源安全的選擇
二氧化碳是溫室氣體中數(shù)量最大,、影響最嚴(yán)重的氣體。如何有效減少二氧化碳排放,，變廢為寶,，一種對(duì)二氧化碳進(jìn)行捕集、利用與封存的技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)CCUS)進(jìn)入人類(lèi)視野,。CCUS技術(shù)就是把二氧化碳從工業(yè)過(guò)程,、能源利用或大氣中分離出來(lái)，直接加以利用或注入地層,，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的永久減排,。該技術(shù)不僅是未來(lái)減少二氧化碳排放、保障能源安全的戰(zhàn)略選擇,，也是構(gòu)建生態(tài)文明和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段,。
2019年，煤炭占中國(guó)能源消費(fèi)的比例高達(dá)58%,，根據(jù)預(yù)測(cè),，到2050年化石能源仍將扮演重要角色，占中國(guó)能源消費(fèi)比例的10%~15%,。既然有碳就必然有碳捕捉,、碳封存、碳利用的問(wèn)題,。中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)智庫(kù)聯(lián)盟專(zhuān)家武東升認(rèn)為,，隨著以煤炭石油為代表的化石能源的發(fā)現(xiàn)和使用，溫室氣體排放的數(shù)量越來(lái)越大,，加之森林生態(tài)被破壞,，溫室氣體濃度每年都在升高，目前,，二氧化碳濃度已突破了410ppm,。
CCUS技術(shù)不僅能夠做到減排，還能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值,。武東升介紹,，CCUS技術(shù)對(duì)電力、鋼鐵,、水泥,、石化和化工行業(yè)具有非常重要的意義。第一,，它是化石能源實(shí)現(xiàn)近零排放的重要技術(shù)選擇;第二,，它是火電行業(yè)實(shí)現(xiàn)近零排放重要的技術(shù)手段;第三，它是減排難度比較大的行業(yè)實(shí)現(xiàn)近零排放不可多得的可行的技術(shù)選擇;第四,，它是能源系統(tǒng)和化工工藝進(jìn)行綠碳提供的重要來(lái)源,。
碳中和的山西創(chuàng)新實(shí)踐
在格盟國(guó)際山西瑞光熱電有限責(zé)任公司,，記者探訪到企業(yè)如何捕獲二氧化碳，捕獲到的二氧化碳如何找到新用途,?！拔覀儾捎米儨刈儔何锢砦椒ㄌ疾都に嚕都l(fā)電廠排放煙氣中所含二氧化碳,，獲得純度約99%的工業(yè)級(jí)液體二氧化碳和99.9%的食品級(jí)液體二氧化碳產(chǎn)品,，主要應(yīng)用于飲料、煙草,、食品冷藏保鮮等行業(yè),。”企業(yè)副總經(jīng)理劉春祥說(shuō),。
在山西大唐國(guó)際云岡熱電有限責(zé)任公司,，由山西清潔碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)研究院自主研發(fā)、自主投資建設(shè)的碳捕集及轉(zhuǎn)化裝置正在運(yùn)行,?！拔覀冞@套系統(tǒng)，把經(jīng)過(guò)脫硝除塵,、脫硫超低排放后的煤電鍋爐煙氣抽取過(guò)來(lái),，經(jīng)過(guò)冷卻、堿洗,、吸收,、解吸、壓縮,、提純,、液化成99.9%以上純度的液態(tài)二氧化碳。這一過(guò)程,，把煙氣殘余的二氧化硫,、氮氧化物等進(jìn)行進(jìn)一步脫除處理，實(shí)現(xiàn)了近零排放,。我們不光在這里捕集二氧化碳,，還將二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳納米管及其下游產(chǎn)品?！鄙轿髑鍧嵦冀?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)研究院總工程師程學(xué)斌說(shuō),，“我們的電解二氧化碳法與其他企業(yè)CVD法完全不同,，成本更低,，為工業(yè)化利用碳納米管打開(kāi)了大門(mén)。今年碳納米管導(dǎo)電漿料生產(chǎn)線生產(chǎn)出了第一批鋰電池導(dǎo)電漿料,，已經(jīng)提供給天津力神電池股份有限公司進(jìn)行鋰電池導(dǎo)電劑的試用,。目前在國(guó)內(nèi)運(yùn)行的碳捕集系統(tǒng)中處于領(lǐng)先水平,。”
山西清潔碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)宋維寧一直致力于把廢棄的碳基物質(zhì)進(jìn)行資源化利用,，近年來(lái)把研究方向轉(zhuǎn)向了CCUS技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用,。他說(shuō)：“二氧化碳是氣態(tài)的碳基的廢棄物質(zhì)，我們認(rèn)為它完全可以像固態(tài)碳基物質(zhì)一樣進(jìn)行資源化的利用,。去年年底,，我們建成了百?lài)嵓?jí)的二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳納米管的系統(tǒng)?！?/p>
1991年,，一位叫飯島澄男的日本科學(xué)家在電子顯微鏡下觀察電弧燃燒后的石墨棒頂端，意外地捕捉到空心管狀的物質(zhì),，大小只有幾納米,，這種物質(zhì)就是碳納米管。碳納米管雖然體積小,，但是性能優(yōu),，它的力學(xué)性能好于鋼材，電學(xué)性能,、熱學(xué)性能與銅和銀相當(dāng),，導(dǎo)熱性能是銅和銀的8~15倍。用二氧化碳轉(zhuǎn)化出的碳納米管是一種性能優(yōu)異的新材料,，鋰電池正極材料的導(dǎo)電劑,、光伏里的導(dǎo)電銀漿、導(dǎo)熱硅脂,、5G散熱膜,，碳基電子、碳基芯片都能用到碳納米管材料,。這么神奇的新材料,，如何從二氧化碳中獲取?宋維寧說(shuō)：“二氧化碳如果只是被捕獲，它還是一個(gè)碳原子兩個(gè)氧原子,。如果它被轉(zhuǎn)化,，拆成了碳和氧氣，這時(shí)的碳不再是一般的碳,，而是碳納米管,。4個(gè)二氧化碳可以轉(zhuǎn)化出1個(gè)碳納米管?！?/p>
目前,，碳納米管在國(guó)內(nèi)售價(jià)大概是每噸50萬(wàn)元，一噸二氧化碳的價(jià)格超過(guò)10萬(wàn)元。這是目前所知道的二氧化碳轉(zhuǎn)化利用附加值最高的產(chǎn)品之一,。武東升介紹,，在過(guò)去20年里，CCUS技術(shù)開(kāi)發(fā)主要體現(xiàn)在二氧化碳捕集,、封存(簡(jiǎn)稱(chēng)CCS),，成本高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值低,。如今這項(xiàng)技術(shù)與眾不同之處在于二氧化碳實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)化,。
加大碳捕集、利用與封存技術(shù)攻關(guān),，是推動(dòng)綠色低碳發(fā)展的重要內(nèi)容
今年國(guó)家提出,，加大碳捕集、利用與封存技術(shù)的攻關(guān),，是推動(dòng)綠色低碳發(fā)展的重要內(nèi)容,。近年來(lái)，CCUS相關(guān)政策逐步完善,，科研技術(shù)能力和水平日益提升,，試點(diǎn)示范項(xiàng)目規(guī)模不斷壯大，整體競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步增強(qiáng),，已經(jīng)呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展勢(shì)頭,。
國(guó)家能源集團(tuán)鄂爾多斯CCS示范項(xiàng)目已成功開(kāi)展了每年10萬(wàn)噸規(guī)模的CCS全流程示范。中石油吉林油田EOR(二氧化碳驅(qū)油)項(xiàng)目是全球正在運(yùn)行的21個(gè)大型CCUS項(xiàng)目中唯一的中國(guó)項(xiàng)目,，也是亞洲最大的EOR項(xiàng)目,，累計(jì)已注入二氧化碳超過(guò)200萬(wàn)噸。國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)華錦界電廠每年15萬(wàn)噸燃燒后二氧化碳捕集與封存全流程示范項(xiàng)目,，建成后將成為中國(guó)最大的燃煤電廠CCUS示范項(xiàng)目等,。
放眼全球，我國(guó)的CCUS技術(shù)處于怎樣的地位?德國(guó)學(xué)者,、復(fù)旦大學(xué)教授亞力山大·索羅威夫說(shuō)：“中國(guó)比世界上任何國(guó)家更需要CCUS技術(shù)快速突破,。截至2020年底，全球有28個(gè)大規(guī)模CCUS項(xiàng)目正在運(yùn)行,，37個(gè)大規(guī)模CCUS項(xiàng)目正在建設(shè)或開(kāi)發(fā)中,。中國(guó)在山西建立了工業(yè)規(guī)模工廠，給我留下了深刻印象,。碳納米管在不同應(yīng)用中,，展現(xiàn)出獨(dú)特的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能,。我相信這項(xiàng)技術(shù)是新穎的,，它是世界上最有前途的利用技術(shù)之一,。”
“在過(guò)去十年里,，美國(guó)、加拿大,、英國(guó)和印度在化學(xué)轉(zhuǎn)化,，特別是轉(zhuǎn)化高分子材料上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的突破，應(yīng)用場(chǎng)景已有100多個(gè),。我國(guó)在技術(shù)開(kāi)發(fā)方面走在世界前列,，但在產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用方面還要奮起直追?！彼尉S寧說(shuō),。
在武東升看來(lái)，我國(guó)CCUS技術(shù)在2020年前處于研發(fā)和示范階段,，起步雖晚,，但進(jìn)展較快。尤其在國(guó)家提出碳達(dá)峰,、碳中和行動(dòng)后,，應(yīng)用場(chǎng)景可能更加多元化，未來(lái)發(fā)展更好,。
被看好的CCUS技術(shù)正從規(guī)劃文件上,、小范圍示范項(xiàng)目中，走入大眾視野,。山西發(fā)展CCUS技術(shù),，能給中國(guó)乃至世界的能源轉(zhuǎn)型帶來(lái)什么?宋維寧認(rèn)為，對(duì)山西而言,，實(shí)現(xiàn)碳中和的過(guò)程,，就是挖掘二氧化碳寶藏的過(guò)程。山西很多高排放企業(yè)完全可以成為具有高附加值的碳基材料基地,，由此所創(chuàng)造的價(jià)值可能比既有經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高,。大力發(fā)展二氧化碳經(jīng)濟(jì)，山西完全可以成為全國(guó)“雙碳”行動(dòng)排頭兵,，為全國(guó)貢獻(xiàn)山西經(jīng)驗(yàn),，為世界提供中國(guó)智慧。
山西傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),，大多是能源消耗大,、碳排放量高的產(chǎn)業(yè)，CCUS技術(shù)無(wú)疑為它們提供了技術(shù)賦能的高質(zhì)量轉(zhuǎn)型方向,。通過(guò)新技術(shù),，碳排放大戶(hù)不僅能實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo),，還能成為新材料、新能源和綠色原材料的供應(yīng)商,。
本欄目?jī)?nèi)容源自山西衛(wèi)視“全方位推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展透視”
本報(bào)記者沈佳
責(zé)任編輯： 吉政
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