全球最大化学链燃烧碳捕集装置在四川建成：换种烧法的高效碳捕手

澎湃新闻获悉，全球规模最大的3兆瓦化学链燃烧（CLC）中试装置近日在四川德阳落成。该装置能在生产蒸汽的同时捕获高纯度二氧化碳，并且大大降低碳捕集的能耗与成本，成熟后可广泛应用于化工、发电、供热等领域。

该项目于2017年10月启动，历时六年后中试装置落成，意味着化学链燃烧技术的工业应用迈出了关键一步。依托中欧污染物减排技术研究项目（CHEERS），法国能源巨头道达尔能源、东方电气集团旗下东方锅炉股份有限公司、清华大学、法国国家石油与新能源研究院等多方在中国科技部与欧盟地平线Horizon 2020的共同资助下开展该项目，目的是验证和展示将来有望在炼油行业和电力工业领域得到大规模应用的化学链燃烧技术的半工业规模中试。

CCUS（碳捕集、利用与封存）技术被视为化石能源大规模低碳利用和实现近零排放的主要途径。联合国气候变化专门委员会（IPCC）、国际能源署（IEA）等国际机构研究均认为，如果要实现至本世纪末温度升高1.5或2摄氏度的目标，CCUS技术不可或缺。然而，高成本等因素限制了该技术的大规模商业化应用。

“碳捕集的成本非常高，这是影响CCUS技术进一步大规模部署的核心因素。我们的目标是通过CHEERS项目共同寻求减少碳捕集成本。”道达尔能源首席技术官司明漾受访时表示，二氧化碳的捕集是CCUS技术链的第一步，也是最复杂、成本最高的一步，高昂的捕集成本是阻碍CCUS应用范围不断扩容的最大症结，“想要推广CCUS技术，首要的就是降低碳捕集的成本。”

司明漾称，根据测算，要达成《巴黎协定》的承诺，到2030年全球每年需要捕获12亿吨二氧化碳，而当前所有在运营的碳捕集项目每年的捕集规模总和才5000万吨，两者之间存在数量级的差距。“目前，每吨碳的捕获成本约100美元，我们的目标是让这个数字减半，降至50美元。”

化学链燃烧是众多CCUS解决方案中最具发展潜力的技术之一。中国的“科技创新2030—重大项目”、美国能源部“工业脱碳路线图”、欧盟“地平线2020计划”等均将化学链燃烧作为二氧化碳捕集技术的重要研究方向之一。

从原理上看，传统燃烧方式中，燃料与空气直接接触，空气中的氧气参与燃烧产生二氧化碳，空气中的氮气等不参与燃烧，二氧化碳便藏身其中难以分离，绝大多数直接向大气排放。而化学链燃烧最大的特点是避免空气与燃料的直接接触，通过载氧体将空气中的氧传递给燃料，使燃烧产生的二氧化碳不被氮气稀释，从而实现低成本、低能耗捕集二氧化碳。

谈及后续时间表，司明漾介绍，在德阳项目3兆瓦中试装置基础上，未来下一步计划是开展50兆瓦化学链燃烧装置的试验，“最终的商业化运营需要达到200兆瓦的规模，整个商业化要在2030年之前完成。” 

道达尔能源的目标是到2030年通过股权共享的方式每年储存1000万吨以上的二氧化碳。2022年，道达尔能源在该领域投资了约1亿美元，此后的投资计划为每年3亿美元。

道达尔能源亚洲副总裁徐忠华认为，除了技术方面的障碍以外，为了实现CCUS商业化推广，还需要配合相应的政策环境和商业化场景。

当前，全球已有130多个国家和地区提出“零碳”或“碳中和”目标。相对来看，欧美国家对CCUS项目的政策支持力度持续加大。

今年3月，中国石化集团公司董事长马永生曾提及，在缺乏方法学和交易机制的情况下，CCUS项目经济性难以实现，大规模商业化应用面临挑战。他建言重启并打造全国统一的自愿减排（CCER）市场，研究并发布CCUS方法学，推动CCUS项目尽快纳入我国自愿减排机制，其中包括“探索制定面向碳中和目标的CCUS税收优惠和补贴激励等支持政策。”

对此，由清华大学等机构撰写的《中国二氧化碳捕集利用与封存年度报告（2023）》分析称，尽管中国CCUS技术发展迅速，但当前阶段仍旧面临应用成本高昂、有效商业模式欠缺、激励和监管措施不足、源汇匹配困难等多方面挑战，距离大规模商业化运行仍有一段距离，建议探索将CCUS纳入碳交易市场，同时深化CCUS领域国际合作与交流。