傳統碳捕集、利用與封存技術成本過高，現有二氧化碳轉化技術難以產業化推廣，在碳達峰、碳中和目標下——

■本報記者 蘇南 《 中國能源報 》（ 2021年06月14日   第 19 版）

“未來國家間的博弈聚焦在碳博弈”“誰能主動應對'捕碳'難題,誰就拿到了通往未來的鑰匙”“如何把二氧化碳'變廢為寶'是實現'雙碳'的關鍵”……這是記者近日采訪聽到的業內人士對我國實現碳達峰、碳中和目標的看法。

在業內人士看來，碳中和的本質是實現碳的綠色利用和循環經濟。因此，破解碳中和的必要路徑是二氧化碳的轉化利用，把二氧化碳中的碳轉化成其它有用的碳基能源和碳基材料，變廢為寶。

二氧化碳轉化尚難商業化應用

實現碳達峰、碳中和目標涉及經濟、社會各方面的深刻變革，加速推進能源革命和技術創新勢在必行。如今，二氧化碳技術創新已成國際競爭熱點。近幾年，全球涌現出了許多二氧化碳利用的新工藝，雖然也取得了一定成果，但這些新技術路線都沒有實質性突破費托合成（以合成氣CO+H2為原料，在適宜的催化劑和反應條件下生成烴類及含氧有機物的過程）的限制，尚有很多難題待突破。

記者了解到，對于二氧化碳捕集、利用與封存（CCS），我國在膜法碳捕集技術和等離激元人工光合技術（簡稱“等離激元技術”）等綠色低碳前沿技術方面做了很多工作。比如，膜法碳捕集技術中試裝置已穩定運行超一年，等離激元技術中試基地已試運行成功。然而即便如此，這些前沿技術離商業化應用仍有距離。

業內人士普遍認為，通過碳捕集來減少碳排放成本太高，未來全球碳中和技術的制高點或將是唯一副產物為氧氣的等離激元技術。

“中國有許多科學家和科研團隊在實驗室層面研究等離激元技術并取得了一些成果，但尚未在產業界形成認知。”北京光合新能科技有限公司（下稱“光合新能”）CEO王琮向記者介紹，等離激元技術復刻了整個光合作用，甚至比自然界中的光合作用更有效。“雖然光合新能在等離激元催化技術細分道路上起步最早，但目前尚未形成大規模成熟應用，距離產業化推廣仍有'最后一公里'。”

等離激元技術可實現碳循環利用

在王琮看來，由于二氧化碳分子太過穩定，傳統轉化二氧化碳的技術需大量能量輸入，使得轉化難度太大，成本過高，難以商業化。實現碳中和的關鍵在于低成本地把二氧化碳變碳為寶，實現循環利用。

業內專家普遍認為，等離激元技術可使二氧化碳轉化為可規模化生產的高附加值產品，具有明顯的經濟性。“等離激元技術最大的特點是'變廢為寶'，用太陽能或廢熱把二氧化碳轉化為汽油、柴油、氫能等能源。”中國國際經濟交流中心“綠色技術經濟政策課題組”組長梁云鳳對記者表示，等離激元技術利用納米級電磁波的自聚焦增強效應，大大降低傳統催化反應的輸入能量要求，提高了能量轉化效率，是實現二氧化碳轉化利用的有效技術路徑。

“一項技術能否被廣泛應用并產生較好的經濟社會效用，要從多個維度觀察。”北京環境交易所首任董事長熊焰接受記者采訪時表示，首先，要看其技術原理是否具有創新性和顛覆性。其次，要看其是否有全新的技術路徑。等離激元技術的光熱催化、二氧化碳制油氣等原理具有顛覆性創新。同時，與傳統碳捕集、利用與封存需要多步工業步驟不同，該技術在一個反應設備中同步完成所有工業步驟，更加節約能源和成本，是一套全新的化工邏輯。“此外，最關鍵的是，等離激元技術利潤率在50%以上，具備經濟可行性，具有規模化推廣潛力。”

保持技術領先需多方支持

為搭乘碳減排快車，美國、日本等發達國家均投入大量資金支持等離激元技術發展。例如，美國企業Syzygy Plasmonics近期宣布完成了B輪融資，籌集約為1.5億元人民幣研發該技術。

與各國等離激元技術主要集中在科研階段不同，我國等離激元技術已走出實驗室。2020年底，黑龍江省七臺河市建成了一座等離激元技術中試基地，利用大唐電廠的余熱和二氧化碳，實現了年產6噸的合成天然氣和合成汽油。

在業內人士看來，要使我國等離激元技術領先世界、率先走向產業化，離不開政策、資金支持。為此，梁云鳳建議，組建“等離激元”國家實驗室，聯合高校、科研院所以及地方政府建立“治碳制能”國家重點實驗室。同時，建議完善相關法律法規，出臺財稅優惠政策，提供綠色金融服務，將二氧化碳治理變成企業發展的內生動力。

“等離激元是一種新的工業體系，落地過程中需要全產業鏈的整合。”王琮認為，“等離激元技術還在不斷迭代更新，作為企業也需不斷研發，保證中國技術領先世界。”