CCUS：当 “碳捕手” 装上中国 “绿色引擎”，地球降温有了新解法

世界气象组织最新《温室气体公报》显示，2024 年大气二氧化碳浓度再破历史新高 —— 全球极端高温、暴雨频发的背后，“给地球降温” 已迫在眉睫。如何在保障能源安全与经济发展的同时削减碳排放？党的二十届四中全会明确 “以碳达峰碳中和为牵引”，而中国科协列为 “十大工程技术难题” 的 “新一代低能耗低成本碳捕集与封存技术（CCUS）”，正成为关键突破口。本期我们对话中国华能集团清洁能源技术研究院副总工程师郜时旺，解码这项 “碳捕手” 技术的现状与未来。

一、CCUS：给地球 “吸碳” 的技术，为何是减碳关键？

简单来说，CCUS 就是给工业、能源排放装上 “过滤网”—— 从电厂烟囱、钢铁厂废气中 “捕捉” 二氧化碳，要么转化为绿色产品再利用，要么注入地下永久封存。作为应对气候变化的核心技术之一，它的价值体现在 “双向发力”：短期看，能大幅削减煤炭、石油等化石能源使用中的 “点源排放”，让能源系统从高碳向低碳平稳过渡，避免 “一刀切” 影响经济；长期看，衍生出的负碳排放能力，更是实现 “碳中和” 目标的重要支撑 —— 毕竟即使可再生能源普及，工业、航运等领域仍会有难以完全消除的碳排放，CCUS 正是这些 “漏网之碳” 的 “终结者”。

但这项 “神奇技术” 的推广并不容易，核心卡在两大难题：一是捕集成本高、能耗大。工业烟气中二氧化碳浓度仅 10%-20%，需要像 “海绵” 一样的吸收剂主动 “抓碳”。目前主流的 “化学吸收法” 要给吸收剂整体加热才能 “挤” 出二氧化碳，能耗惊人 —— 我国低浓度烟气碳捕集成本达 250-450 元 / 吨，加上运输、封存，总成本最高超 600 元 / 吨，对企业来说是不小的负担。二是长期封存安全性待验证。全球多数 CCUS 封存项目运行时间短，二氧化碳注入地下后是否会泄漏、对地质结构有无影响，还需要更长时间的监测数据支撑。

二、中国突破：从 “跟跑” 到 “制定规则”，CCUS 装上 “绿色引擎”

过去 20 年，我国在 CCUS 领域走出了一条 “突围路”，不仅攻克多项核心技术，还创造了多个 “世界第一”，甚至牵头制定国际标准，让 “中国方案” 走向全球。

1. 人工智能赋能：吸收剂研发 “提速降本”

找对吸收剂，就等于给 CCUS “减负”。我国团队用 “高算力 + 机器人” 搭建自动化平台，让机器代替人工筛选材料、算法快速迭代优化 —— 新材料开发速度和命中率大幅提升。更关键的是，研发出 “新型两相型吸收剂”：吸收二氧化碳后会像 “油水分离” 一样自动分层，浓缩后的 “碳海绵” 体积减半，加热时不用整体耗能，直接节省约 30% 的能量，从根源上降低捕集成本。

2. 装备升级：打造 “百万吨级” 捕集重器

吸收塔是 “捕碳核心装备”，我国自主研发出世界最大规模的 “高通量、低压降复合吸收塔”，单塔年捕集量达 150 万吨 —— 相当于一座 300 兆瓦火电机组全年的碳排放量，填补了我国火电厂百万吨级 CCUS 装备的空白。此外，还造出二氧化碳运输的 “心脏”—— 八级整体齿轮多轴离心压缩机，能满足超临界状态下的长距离管道输送需求，让 “捕碳” 到 “封存” 的链路更顺畅。

3. 透明监控：给封存装上 “安全锁”

为解决 “封存安全” 顾虑，我国构建了网格数超 50 万个的 “透明碳封存体”，通过三维可视化技术，精准评估哪些区域适合封存、能存多少碳。同时实施国内 “最深、最大” 的咸水层封存工程，形成规模化钻井技术体系，还研发出 “空 — 天 — 地 — 井” 一体化监测系统 —— 卫星、无人机、地面传感器、地下监测井协同作业，哪怕有微量泄漏也能及时发现。

这些突破已落地为实实在在的 “标杆工程”：2025 年 9 月，全球规模最大的煤电碳捕集示范工程在华能甘肃正宁电厂完成 72 小时试运行，正式投运，标志我国 CCUS 进入 “百万吨级工业化应用” 新阶段；同月，我国牵头制定的首个碳捕集领域国际标准 ISO 27927 发布 —— 这意味着我国从 “技术跟随者” 变成了 “规则制定者”，在全球 CCUS 领域拥有了更多话语权。

三、加速落地：政策、市场、技术 “三手发力”，让 “碳捕手” 跑起来

要让 CCUS 从 “示范工程” 走向 “产业常态”，还需要打通 “最后一公里”。目前，多方协同的推进路径已逐渐清晰：

1. 政策与市场 “搭台”

今年印发的《关于推进绿色低碳转型加强全国碳市场建设的意见》，明确要打造更有效的全国碳市场 —— 未来企业通过 CCUS 削减的碳排放，有望在碳市场交易中获得收益，让 “减碳” 从 “成本负担” 变成 “绿色资产”，激发企业主动参与的动力。

2. 基础设施 “铺路”

CCUS 不是 “单个企业的事”，需要集中布局管网、封存枢纽等基础设施。比如在钢铁、化工聚集区，优先建共用的二氧化碳输送管网和封存基地，发挥规模效应降低成本；跨区域运输则用 “管道 + 海运” 联运，解决长距离输送难题。

3. 技术攻关 “破局”

一方面要持续打通 “材料 — 装备 — 系统” 全链条，比如推进高性能膜材料、深部地层监测传感器等 “卡脖子” 技术的国产化替代，减少对外依赖；另一方面要 “先易后难” 推广 —— 先在钢铁、水泥等二氧化碳浓度高、排放稳定的行业落地，技术成熟后再向低浓度排放的电力领域拓展，逐步扩大应用范围。

从工业烟囱里的 “碳”，到地下封存的 “稳定矿物”，再到可能转化的 “绿色产品”，CCUS 技术的每一步突破，都是人类与气候变化博弈的 “加分项”。我国用 20 年实现从 “跟跑” 到 “领跑” 的跨越，不仅证明了技术的可行性，更给出了 “低成本、规模化” 的解决方案。当新一代 CCUS 技术真正走进更多工厂、电厂，当 “捕碳” 变成能创造价值的产业，我们离 “守住清洁地球” 的目标，就又近了一步。