我国CCUS关键技术装备达到国际领先水平 我国自主研发百万吨级低能耗捕集技术

 在全球应对气候变化的宏大叙事中,碳捕集、利用与封存技术正成为连接能源安全与绿色转型的关键桥梁。这项被简称为CCUS的技术体系,通过捕获工业排放的二氧化碳,将其转化为资源或安全封存于地下,为高排放行业的低碳转型提供了现实路径。近期,我国在这一领域取得系列突破性进展,不仅实现了百万吨级低能耗捕集技术的自主研发,更在全链条关键技术装备上达到国际领先水平,为全球碳减排治理贡献出可复制、可落地的中国方案。

 低能耗捕集技术突破成本瓶颈

 长期以来,CCUS技术规模化应用面临的最大障碍在于捕集环节的高能耗与高成本。传统碳捕集技术需要消耗大量能源用于二氧化碳的分离与提纯,经济性成为制约其大规模推广的主要因素。技术团队通过持续攻关,成功攻克百万吨级低能耗低成本二氧化碳捕集技术,实现单位能耗下降19%、成本降低30%以上的显著突破。

 这项技术突破使得大规模碳捕集在经济上变得可行。以燃煤电厂为例,煤炭燃烧产生的二氧化碳通过化学吸收、加热解吸等工艺被分离出来,提纯后纯度可达99%,既可用于化工、生物等领域,也可注入地下驱油或封存。捕集率超过90%的技术指标,意味着每年捕集150万吨二氧化碳相当于处理60万辆汽车一年的碳排放量。这种高效捕集能力为煤电等传统能源行业的绿色转型提供了技术支撑,使深度减排不再停留于理论探讨,而是成为可量化、可实施的工业化解决方案。

 全链条装备实现国产化突破

 从捕集到封存的完整CCUS链条需要一系列关键装备的协同运作,而我国曾经在这些核心设备上依赖进口,技术受制于人。经过多年研发积累,技术团队在压缩、输送、封存等各个环节实现装备国产化突破,构建起完整的自主技术体系。沈鼓集团研发的国产首台套八级整体齿轮式二氧化碳离心压缩机组,作为碳捕集流程中的核心装备,为全球规模最大的煤电碳捕集示范工程提供了坚实动力保障。

 这台八级多轴整体齿轮式压缩机组的性能令人印象深刻。技术人员形象地比喻,它能够将一辆卡车那么大的棉花包压缩到一块砖那么大小。与传统单轴压缩机相比,该设备具备多项优势:设置可调进口导叶,在宽工况范围内保持高效调节性;采用紧凑的模块化结构,占地面积小;每级叶轮独立最佳转速,整体气动效率高,运行能耗低。这些技术创新不仅提升了设备性能,更为碳捕集的规模化应用奠定了装备基础。

 长输管道安全运行创下纪录

 二氧化碳的规模化运输是CCUS技术链中的关键环节,长距离管道输送的安全性与经济性直接影响整个系统的可行性。我国首条百公里二氧化碳长输管道已安全平稳运行1000天,这一里程碑标志着管道输送技术的成熟与可靠。作为管道运行的“心脏”,国产增压输送泵发挥了不可替代的作用,其稳定表现获得行业高度认可。

 这条管道不仅长度创下纪录,更在技术创新上实现多项突破。技术团队建成全球首条含杂质二氧化碳超临界数字孪生智能管道,形成近临界区安全高效输送模式,使维护成本下降30%。管道运行数据显示,二氧化碳注入总量已突破13亿立方米,项目区块日产油量从220吨上升至460吨,产量实现翻番并持续增长。这种将二氧化碳驱油与封存相结合的模式,既提高了原油采收率,又实现了碳减排目标,形成经济效益与环境效益的双赢局面。

 国际舞台收获最高荣誉

 技术创新成果需要国际同行的检验与认可。在第51届日内瓦国际发明展上,包括国产增压输送泵在内的二氧化碳捕集、管输及封存关键技术装备,斩获展会最高荣誉——特别嘉许金奖。组委会同时为该项目颁发“特别创新奖”,以表彰其在创新性、突破性、原创性等方面的卓越贡献。这是中国CCUS技术在国际舞台上获得的又一重要肯定。

 国际专家评价指出,这些技术装备标志着我国CCUS全链条关键技术达到国际领先水平。此前,在全球“碳封存领导人论坛”部长级会议上,相关百万吨级CCUS项目已通过大会旗舰项目认证,获得了全球实施CCUS的“通行证”。这些国际认可不仅证明了中国在碳减排技术领域的创新能力,更为中国方案走向世界、参与全球气候治理提供了技术底气。从技术跟随到创新引领,中国CCUS技术正在国际碳减排舞台上扮演越来越重要的角色。

 产业化应用开启规模化时代

 技术突破的最终价值在于产业化应用。随着百万吨级CCUS示范项目的成功投运,我国碳捕集技术实现了从“万吨级示范”到“百万吨级工业化应用”的历史性飞跃。相关项目不仅跑通了碳捕集、输送、利用、封存全产业链技术路线,实现了从采到用的闭环,更跑赢了经济路线,提供了低成本、高适配的技术参考。

 技术团队原创的陆相深层低渗透油藏二氧化碳高压混相驱油封存理论技术,使原油采收率提高15个百分点以上,二氧化碳一次封存率提高20个百分点。这种技术路径的成功实践,为同类油藏的开发提供了新思路。展望未来,相关企业计划重点推进科技创新与产业创新深度融合,打造多个百万吨级示范项目,争当CCUS全产业链技术方案的提供者和标准制定者。这些举措将有力推动CCUS技术的规模化、商业化应用,为回答“既要绿色发展又要能源安全”的时代课题提供技术支撑。

 从关键技术突破到全链条装备国产化,从长输管道安全运行到国际舞台收获荣誉,中国CCUS技术正在经历从跟跑到并跑再到领跑的历史性转变。百万吨级低能耗捕集技术的突破,不仅降低了碳减排成本,更提升了技术经济性,为高排放行业的绿色转型提供了现实路径。随着产业化应用的深入推进,这项技术将在全球碳减排治理中发挥越来越重要的作用,向世界展示中国在应对气候变化方面的技术实力与责任担当。

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