近期，國務(wù)院國資委啟動第三批中央企業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體建設(shè)，圍繞戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)等重點領(lǐng)域，在工業(yè)軟件、工業(yè)母機、新能源等方向支持中央企業(yè)續(xù)建3個、新建17個創(chuàng)新聯(lián)合體。其中，中國石油和中國華能共同牽頭CCUS創(chuàng)新聯(lián)合體。在我國最早開展CCUS捕集技術(shù)研發(fā)和工程示范的單位中，中國華能就是其中之一。

中國環(huán)境報記者走進華能清潔能源技術(shù)研究院（以下簡稱華能清能院），就其團隊在相關(guān)領(lǐng)域的研究探索進行了采訪。

“我的生命價值和科研緊緊綁在了一起”

從朝陽區(qū)一路向北，行至昌平，北六環(huán)以南，未來科學(xué)城東區(qū)，這里被稱為“能源谷”，華能清能院便坐落于此。一進入院內(nèi)，便看到流水潺潺，環(huán)境清幽、舒適宜人。

記者跟隨工作人員來到溫室氣體減排實驗室，首先看到的就是郜時旺創(chuàng)新工作室的宗旨——支撐應(yīng)對氣候變化和“雙碳”國家戰(zhàn)略，推動碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，弘揚勞模工匠精神，發(fā)揮黨員帶頭作用，實現(xiàn)黨建與科研深度融合。

“1997年，我從東北電力學(xué)院電廠熱能動力工程專業(yè)碩士畢業(yè)后，入職華能西安熱工院。后來，又進入由華能西安熱工院原副總工程師危師讓帶領(lǐng)的煤氣化發(fā)電‘九五科技攻關(guān)’項目團隊，我在華能的科研之路也正式開啟。”華能清能院副總工程師郜時旺告訴記者。

談及多年來在CCUS領(lǐng)域的科研探索，郜時旺表示，既充滿艱辛，又很有成就感。

“對我來說，選擇了科研一線，就系好了我職業(yè)生涯的第一粒扣子，我的生命價值就和科研緊緊綁在了一起，這里就是我人生新的起錨地。”郜時旺說。

2007年，郜時旺接到重任，要在奧運會前投運二氧化碳捕集裝置，并且產(chǎn)出食品級的二氧化碳。

“當(dāng)時給我們定的碳捕集目標(biāo)是每年3000噸，相當(dāng)于16萬棵樹木每年吸收的CO2總量。”郜時旺告訴記者，他所學(xué)的專業(yè)領(lǐng)域是除塵和流場模擬，碳捕集對他而言僅僅是論文里的概念。

“沒見過又怎么樣，外國人能搞出來，咱們就搞不出來？我當(dāng)時只有一個信念：排除萬難也要搞出來。”郜時旺感慨地說，當(dāng)時團隊只有6個人，把奧運開幕日定為節(jié)點，倒排工期。

然而，在開工前，他們又遇到了難題，澳大利亞合作方由于流程問題，不能按時提供圖紙和技術(shù)資料。可是在當(dāng)時，學(xué)校里沒有這個專業(yè)、市場上沒有相關(guān)技術(shù)、業(yè)界中更沒有先例。在能查到的資料中，有用的信息太少。

于是，經(jīng)過多重考慮，團隊決定將化工行業(yè)的碳捕集技術(shù)移植到電力行業(yè)。

“由于技術(shù)難度較大，再加上當(dāng)時很多人不理解這項工作的意義，我們找了好幾家化工設(shè)計院，都被拒絕了。”郜時旺告訴記者，“后來，我們對照了1000多張圖紙，3000多個數(shù)據(jù)，通過不斷調(diào)研、反復(fù)計算、仔細設(shè)計，先后解決了吸收劑降解、設(shè)備腐蝕、工藝優(yōu)化等技術(shù)難題。”

經(jīng)過近9個月的努力，郜時旺和團隊終于在2008年北京奧運會前夕，在華能北京熱電廠建成并投產(chǎn)了我國第一套燃煤電廠碳捕集試驗示范裝置，填補了國內(nèi)的技術(shù)空白。

2011年華能清能院成立后，郜時旺帶領(lǐng)團隊先后完成了碳捕集領(lǐng)域的多項國際合作，并牽頭制訂了我國碳捕集領(lǐng)域首部國際標(biāo)準(zhǔn)。

“我們始終以一種‘開拓’的姿態(tài)前行”

多年來，我國的碳捕集技術(shù)實現(xiàn)了從無到有，從落后到超越，從受制于人到制勝于人。

當(dāng)前，在郜時旺的帶領(lǐng)下，華能清能院形成了一支擁有國家級專家兩人，博士研究生19人的CCUS青年科研團隊，其中，黨員博士占比80%。團隊先后承擔(dān)了30多項國家和省部級重點課題，榮獲中國專利金獎、日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎等，以及省部級科技獎10項，授權(quán)專利近300項，發(fā)表論文100余篇。

目前，郜時旺團隊負責(zé)在華能隴東能源基地建設(shè)全球規(guī)模最大的燃煤電廠150萬噸/年CCUS示范工程，據(jù)團隊負責(zé)碳捕集技術(shù)研發(fā)的高級工程師范金航表示，作為全球最大，他們遇到了很多前所未有的新挑戰(zhàn)。

“一是本項目涉及吸收溶劑等多項關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，多個首臺套設(shè)備研制，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)領(lǐng)先，研發(fā)難度大。二是目前碳捕集領(lǐng)域大多參考化工或電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系尚不健全。三是工程捕集規(guī)模為全球最大，工程設(shè)計、建設(shè)等單位缺少相關(guān)項目經(jīng)驗。”范金航介紹道。

除了碳捕集方面，郜時旺團隊負責(zé)碳封存技術(shù)研發(fā)的工程師周娟表示，碳封存方面也存在一些難點問題。

根據(jù)《中國CCUS年度報告》（2023），中國2060年前的碳排放量約為10億噸/年—20億噸/年，我國理論地質(zhì)封存容量約為1.21萬億噸—4.13萬億噸，其中咸水層封存潛力占比超過90%，封存潛力巨大。

碳封存的影響因素多種多樣，既要考慮封存深度、巖石孔滲條件、斷裂發(fā)育情況等地質(zhì)因素，也要考慮地面條件、人口密度等非地質(zhì)因素，當(dāng)然，核心的還是地質(zhì)因素。只要地下具有充足封存空間和安全的封存條件，便有可能實現(xiàn)二氧化碳的長期減排。

“我們在探索適用于碳封存的地質(zhì)過程中，主要分為三步。第一步是以碳源為中心進行選址評估，重點在于評估地下容量；第二步是層位選擇，通過三維地震進行勘探，關(guān)注孔隙度、滲透率等重要參數(shù)來評價層位的適宜性；第三是通過鉆井，直接獲取地下巖石和流體的數(shù)據(jù)，最終確定所選位置是否適合封存。”周娟告訴記者。

周娟表示，以上三步，每一步都可能因數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確導(dǎo)致選址失敗，迫切需要攻關(guān)場地表征與篩選、場地評估與風(fēng)險評價技術(shù)。同時發(fā)展符合中國地質(zhì)特點的CO2地質(zhì)封存技術(shù)體系和核心設(shè)備，優(yōu)選并儲備封存場址，優(yōu)化CCUS相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

此外，團隊還在其他方面進行前沿探索。

“傳統(tǒng)的碳捕集溶劑，是利用有機胺和二氧化碳的相互作用進行二氧化碳捕集。CCUS主要成本的60%—75%是用在碳捕集環(huán)節(jié)。為了開發(fā)更高效的碳捕集吸收劑，目前正在嘗試通過人工智能的方式，建立高精度的數(shù)據(jù)庫并開展預(yù)測，提升吸收劑性能，節(jié)省吸收劑開發(fā)的人力、物力等。”郜時旺團隊負責(zé)碳捕集吸收劑開發(fā)的工程師孫北奇告訴記者。

“我們正在和郜時旺團隊合作進行電化學(xué)的二氧化碳捕集與轉(zhuǎn)化利用相關(guān)的科研項目。二氧化碳電化學(xué)捕集項目從今年4月開始啟動，區(qū)別于傳統(tǒng)的熱再生方式，我們選擇通過電化學(xué)的方法進行CO2吸收劑富液再生。理論上來講，它產(chǎn)生的能耗比傳統(tǒng)的熱再生能耗要更低，且再生溫度也更低，可減少對溶劑的降解，提升溶劑使用壽命。”華能清能院材料部科研人員劉鵬說。

當(dāng)前，在團隊的共同努力下，中國華能CCUS技術(shù)取得了一系列顯著成果。郜時旺表示：“未來，團隊將繼續(xù)發(fā)揮科研優(yōu)勢，始終以一種‘開拓’的姿態(tài)前行，不斷探索未知，為實現(xiàn)我國碳達峰碳中和目標(biāo)作出更大貢獻。”