碳捕集規(guī)模化應用還有多遠?

文章來源:中國化工報碳交易網(wǎng)2026-01-05 09:55

　　近日，在中國化工學會化工碳中和技術專業(yè)委員會第二屆學術年會“碳捕集與資源轉(zhuǎn)化”專題論壇上，與會專家一致認為，當前，碳捕集技術已在部分化工場景中實現(xiàn)小范圍、試點性應用，但其規(guī)?；?、商業(yè)化推廣仍面臨多重瓶頸，未來將從材料與工藝創(chuàng)新、節(jié)能與效能提升和產(chǎn)業(yè)協(xié)同三個方向發(fā)力邁向規(guī)模化應用。

　　減排增效價值顯著

　　碳捕集技術在石化化工行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型中具有多重價值。江蘇大學許暉教授介紹的電催化碳資源轉(zhuǎn)化技術，可將一氧化碳高效轉(zhuǎn)化為乙烯等基礎化學品，不僅實現(xiàn)了碳資源的循環(huán)利用，也為綠色化工開辟了新路徑。

　　太原理工大學楊江峰教授則從資源化利用角度補充了新的見解：“我們開發(fā)的納米級沸石分子篩吸附劑，能夠?qū)⒌蜐舛韧咚怪械募淄樘峒冎?9.99%(4N級)，為實現(xiàn)電子級甲烷的國產(chǎn)化替代提供了可行方案。”

　　中國礦業(yè)大學碳中和研究院陸詩建教授提出的煤基固廢與二氧化碳協(xié)同處置方法及礦化技術，不僅能實現(xiàn)煤基固廢的大規(guī)模消納和高值化利用，還可同步完成二氧化碳的礦化封存，是助力實現(xiàn)“雙碳”目標的關鍵性技術之一。

　　產(chǎn)業(yè)化進程受制約

　　盡管碳捕集技術應用前景廣闊，但與會專家也清醒認識到，其產(chǎn)業(yè)化進程仍受多重因素制約，亟待突破核心瓶頸。陸詩建直言，大規(guī)模碳捕集還面臨能耗大、成本高、裝備放大難、耦合性強、靈活性差和長周期安全穩(wěn)定運行難等問題，制約了碳捕集技術的商業(yè)化推廣應用。

　　技術經(jīng)濟性不足成為首要障礙。許暉結(jié)合具體案例分析道：“在電催化還原制乙烯過程中，產(chǎn)物選擇性低、副產(chǎn)物多導致后續(xù)分離成本居高不下，現(xiàn)有系統(tǒng)的碳轉(zhuǎn)化率不高，直接影響整體運行經(jīng)濟性。”

　　產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足同樣制約著發(fā)展速度。大連理工大學陳紹云教授從產(chǎn)業(yè)實踐角度指出：“我們開發(fā)的二氧化碳制甲醇技術，面臨國內(nèi)總量不足、難以滿足規(guī)?；瘧眯枨蟮睦Ь?，這需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈的緊密配合與協(xié)同布局。”而武漢工程大學易群教授團隊的研究也揭示了行業(yè)共性瓶頸。他指出，降低再生能耗、抑制吸收劑損耗、簡化再生工藝是二氧化碳捕集技術發(fā)展的關鍵問題。具體來看，工業(yè)煙氣二氧化碳濃度低、濕度高，導致捕集過程能耗高且吸附劑易受水分干擾，進一步加劇了碳捕集資源化的產(chǎn)業(yè)化難度。

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　　針對技術經(jīng)濟性不足、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同弱等瓶頸，與會專家提出系統(tǒng)化破解路徑，同時預判碳捕集技術系統(tǒng)化創(chuàng)新將催生多個新興賽道。

　　在材料與工藝創(chuàng)新上，常州大學鐘璟教授提出，應面向工業(yè)分離需求，以分子模擬與機器學習為基礎構建材料設計方法，聚焦高性能有機硅膜材料開發(fā)，精準設計孔道結(jié)構與表面特性匹配的材料體系。這類膜材料也被認為有望打破國外技術壟斷，成為未來碳捕集領域的核心材料。

　　在節(jié)能與效能提升方面，南京工業(yè)大學孫林兵教授分享了其團隊在新型智能吸附材料方面的探索。他們受生物機理啟發(fā)，通過光等外場激發(fā)動態(tài)調(diào)變吸附劑的性質(zhì)，打破了傳統(tǒng)吸附劑的限制，為降低傳統(tǒng)吸附再生過程的高能耗問題提供新思路。他指出，當前這類材料的性能仍在持續(xù)優(yōu)化中，其實際工程化應用也面臨一系列挑戰(zhàn)，但這條路徑為節(jié)能降耗展現(xiàn)了潛在價值。

　　產(chǎn)業(yè)協(xié)同層面，楊江峰呼吁企業(yè)前瞻性布局碳資源轉(zhuǎn)化：“我們開發(fā)的低濃度瓦斯提濃技術已完成公斤級吸附劑放大及工業(yè)側(cè)線試驗，正與能源企業(yè)合作推進技術落地，力求實現(xiàn)資源高效利用與減排增效的雙贏。”陳紹云則指出，碳捕集與化工流程深度耦合的系統(tǒng)集成模式，將成為未來產(chǎn)業(yè)化的主流方向。多位專家均表示，智能材料等技術融合，將推動碳捕集技術從“單元創(chuàng)新”邁向“系統(tǒng)變革”，助力大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化落地。