“中电投远达环保的杜博士在发言中介绍了利用二氧化碳做可降解的塑料。这让我备受鼓舞!因为我是研究有机合成的，凡是能利用二氧化碳做成的合成物，都让我兴奋。”杨琦女士就职于澳大利亚MolecularandHealthTechnologies国际研究机构，10月23日在重庆参加“碳捕集与封存国际论坛”时如此表示。
“碳捕集与封存国际论坛”由国家科技部、重庆市政府主办，中电投远达环保工程有限公司(以下简称“远达环保”)、中国科学院、清华大学、英国驻重庆总领事馆共同承办。论坛搭建了一个可持续的碳捕集与封存国际交流平台。来自澳大利亚、奥地利、日本、英国、法国等9个国家的碳捕集专家与大家分享了他们在碳捕集领域内所取得的技术研发成果。
日渐高昂的CCS呼声
英国驻重庆总领事馆总领事李赛在论坛致辞中说：“目前，CCS技术还没有发展到碳利用的阶段，有反对声音表示质疑，这样的开发利用会使人类对于化石能源的依赖加重，没有动力开发新能源。但在我们的能源结构中，煤炭依然占有很大的比重，因此无论愿意与否，在经济发展的过程中我们都要焚烧大量的煤。所以需要开发相应的CCS技术，对二氧化碳进行捕集与封存。现在，CCS还是新兴技术。在英国，新建电厂被要求预留碳捕集装置的空间。而且，英国政府已经在此项中投入了相当大的资金。”据悉，近年来，国际社会对CCS的呼声日渐高昂，以欧盟、美国、澳大利亚、英国、挪威为代表的发达国家和地区组织已分别宣布开展CCS示范项目，并为项目提供了资金支持。虽然中国政府尚未制定明确的CCS发展战略，但到目前为止，中国在技术研发和项目示范上，均已有一定成果。
据重庆市科委副巡视员杨民宪介绍：“山城重庆是长江上游和中国西南地区最大的工业重镇。我国首个万吨级燃煤电厂二氧化碳捕集装置已于2010年在重庆合川电厂正式投运，该项目与重庆地表水水源热泵应用、烟气脱硫脱硝、新能源汽车示范等国家科技支撑计划项目的成功实施，得到了国内外专家的一致认可。2011年年初，重庆顺利跻身为国家低碳试点城市。”李赛说：“近年来，英国驻重庆总领事馆与重庆市政府、远达环保在碳捕集与环保方面进行了长期的合作。除了两次合作举办论坛外，我们还对重庆碳捕集进行了可行性研究。我们希望CCS的研究成果能够实现产业化在全球推广。”有专家分析，当国际气候政策逐渐明朗后，一旦CCS技术开始大规模应用，将会形成很大市场。除了在中国的大规模应用潜力，CCS技术的潜在市场还包括美国、欧盟、澳大利亚、印度等。如果中国可以提前占领CCS技术高地，那么借助在过去30年中积累起来的装备制造能力，中国具有在未来CCS市场中占领一席之地的巨大潜力，中国企业也可进军国际市场。
不断优化的国内示范工程
“中电投集团秉承‘奉献绿色能源，服务社会公众’的理念，一直致力于低碳清洁发展，在碳减排领域开展了卓有成效的工作。
除积极开展CCS及CCUS技术研究，为常规燃煤电厂碳减排做好技术储备外，该集团于2008年6月25日，正式成立电投(北京)碳资产经营管理有限公司，开展碳减排及贸易工作。目前，已经成功完成21个项目注册、成功签发27次，累计签发减排290万吨二氧化碳。”远达环保高层管理人员介绍。
远达环保是中电投集团的下属公司。
“作为一个环保工程公司，对于烟气净化技术方面我们是十分重视的。两年以前，我们就与英国领事馆一起合作。所以，我们希望未来在烟气净化领域各个方面都有所突破。从论坛中专家的发言，我们可以看出，澳大利亚联邦科学与工业研究组织、奥地利安得里斯能源与环境公司、日本东芝电力系统社、英国安达林咨询公司、法国道达尔集团都在积极探索从适用于电厂的三种捕集方法到二氧化碳的运输、封存方面，力争第一时间展现自己企业、科研机构最前沿的成果。可以说，目前中国的CCS技术基本与国际同步。现在，远达环保在二氧化硫、氮氧化物方面做的很好。二氧化碳是新兴的技术，我们要做好技术储备，这也是我们科技创新的责任。”远达环保副总经理杜云贵博士说。
“这两年的碳捕集研究吸引了热工、化工、生物等不同领域的专家投身其中。因为非常复杂，需要不同领域的科学家与工程师密切合作。碳捕集在石油领域很早就已经在应用。刚才有专家介绍，如果将目前的石油碳捕集技术应运于电厂，电的消耗就要加价30%，此外还有运行成本。而且，电厂碳捕集远不如石油碳捕集的压力大，现有电厂捕获二氧化碳浓度很低，只有10%~15%，因此难度更大。”对于目前电厂碳捕集的难度，杨琦直言。
清华大学热能工程系副主任、煤清洁燃烧国家工程研究中心副主任蔡宁生教授指出：“我们目前全世界的二氧化碳捕集与应用还处于示范研究阶段，特别突出的问题是其成本与埋藏的不确定性。因此，我们首要关注的应该是如何在中国这样一个发展中国家以最小的代价解决CCS。”目前国际上对清洁煤技术出路的共识是IGCC联合CCS。但对这两者最大的质疑来自其价格，这也是阻碍IGCC和CCS发展的最大障碍。那么，到底有没有一种技术方案能够大幅降低成本，使得CCS进入商业化运作，成为常规技术?企业正在用实践逐步回复这个问题。
远达环保总经理谢兴旺说：“我们积极关注碳封存的业界进展与低成本问题。目前，我们正积极开展碳捕集的改进、新型吸附剂等多方面的研究，为下一步碳捕集规模化应用奠定良好基础。希望我们能成为CCS发展领域的重要一员，为应对气候变化、保护我们的家园而共同努力。”据悉，建于中电投合川双槐电厂内的国内首个投运的万吨级二氧化碳捕集装置，由远达环保通过自有技术与合川发电公司共同研发建设。该装置于2010年1月20日正式投运，碳源来自双槐电厂一期30万千瓦机组锅炉排放烟气，每小时烟气处理量达8400标准立方米，每年可处理烟气量约5000万标准立方米，能捕集浓缩浓度在99.5%以上的液体二氧化碳1万吨。
“利用该捕集装置，可进行二氧化碳捕集及资源化利用等工艺、技术、产品的研究和开发，对于我国火电厂下一步二氧化碳捕集技术大型化、工程化应用具有重要意义。
除此，该装置还具有工程造价低、适用范围广和产品成本低等特点。”利用CPI碳捕集装置，远达环保开展的大量科学实验研究，获得了大量宝贵的实验数据，积累了丰富的工程运行经验，为探寻更优的工程设计方案打下了坚实的基础。
“由于这是中电投集团的第一个碳捕集示范工程，从工艺参数、设备选型、吸收剂选择等方面还有很大的优化空间。”杜云贵说。
远达环保正在寻找方法，保持自己的创新优势。据悉，远达环保CPI碳捕集装置的优化研究主要包括工艺设计参数和吸收剂的优选两个方面。
在工艺设计参数优化方面，远达环保先后进行了烟气参数对碳捕集的影响优化研究、改进装置自动化控制程度、烟气中碳含量对蒸汽能耗的影响、吸收剂浓度对捕集能耗影响的研究。
杜云贵介绍：“我们通过采集烟气量、含碳量数据，分析研究烟气量大小、烟气含碳量高低对二氧化碳捕集率的影响，寻找最佳的工艺运行参数及吸收塔合理烟气量和碳含量工作区间。通过对主要控制单元信息采集、调控方式作了调整和升级，提高装置的整体自动化控制程度和运行稳定性。目前结果表明，蒸汽能耗随吸收溶剂浓度变化而有较大变化，浓度高，能耗低。另外，目前还在研究探求综合技术经济性(综合考虑溶剂耗量与设备腐蚀情况)下的较佳的蒸汽能耗值。”在吸收剂的优选方面，他们又结合实验室小试及现场试验，与重庆大学联合开展吸收剂优选研究，开展了单胺、多胺、混合胺的吸收/再生性能实验及腐蚀性能实验。
“某些多胺表现出有比常规吸收剂更低的再生能耗，有较好的应用前景。”这样的结论使参加论坛的各界专家们很感兴趣。
在前述研究成果的基础上，远达环保还开展了更高级别的二氧化碳捕集技术方案的研究。“以重庆合川双槐电厂二期66万千瓦机组烟气为碳源，我们目前已完成了15万吨/年的碳捕集装置方案研究。”远达环保喻江涛博士介绍，“这其中包括物料平衡计算、热平衡计算、主要设备供应商技术交流和设备选型以及对设备平面布置图和工艺流程图的研究。”据悉，他们还开展CCS全流程方案预可研，并联合国内相关科研单位开展了CCS全流程方案可行性预研。除此，还对合川周边的地质条件、岩层储存特性，二氧化碳运输方案等进行了初步探讨。
目前，远达环保CPI碳捕集装置所得到的二氧化碳已达到工业级二氧化碳产品标准，可用于焊接保护气等。
对于二氧化碳制备可降解塑料项目，远达环保联合浙江大学，已经完成了小试实验。
“封存是将二氧化碳作为废物的处理方法，而将其开发研制成塑料制品，无疑使碳捕集示范工程提高了附加值。”杨琦评价。
“我们还采用二氧化碳与环氧化合物在稀土催化剂及高压条件下共聚，制备脂肪族聚碳酸酯。该生产工艺已完成小试实验。放大实验也已基本完成设计、设备采购，正在开展施工建设。”杜云贵透露。
未来
“远达环保做了一个非常可喜的尝试。CCS要达到完美还有漫漫长路，需要政府、学界以及企业界的联合参与。我们应该持开放的态度，加强对话与交流。”道达尔(中国)投资有限责任公司首席科学代表徐忠华博士强调。
根据IEA2011年的估计，到2020年和2035年，节能对二氧化碳减排的贡献率分别为71%和48%，可再生能源的贡献率为18%和21%，核能为7%和8%，CCS为2%和19%。
由此可见，CCS对减排的作用在2030~2040年二氧化碳排放高峰期时将和可再生能源拥有同等地位。
蔡宁生教授对此表示认同：“科技部刚刚完成了21世纪CCS路线图。‘十二五’期间，我们布局了一批碳捕集与封存项目，目前已经启动的有华能天津的燃烧前捕集、神华鄂尔多斯地质埋存。同时，在‘973’的支持下及中石化的牵头下的项目也都在进行。”远达环保也没有停歇，他们正在将想象力的跳跃与高超的工程学技术结合在一起。
据悉，对于下一步工作，远达环保计划将在条件成熟时，开展火电项目CCS全流程中试、煤化工相关的碳减排技术研究并积极参与承担国家及国际间科技项目和工作。
而政府方面也有利好传出，10月24日，重庆市科协发布信息称，该市8个院士专家工作站将于今年11月授牌成立。远达环保将有幸成为院士专家工作站之一。据悉，目前，重庆市科协已安排专人负责与中国科协、中国科学院、中国工程院保持联系，协调院士专家进站工作。重庆市财政将给予每个院士专家工作站100万元资金支持。
论坛中，密西西比大学教授陈惟寅提出了CCS效率与安全问题，并引申出了CCS的未来发展。业界一致认同———探索之路还会很长。
