淺談高新技術(shù)企業(yè)科技創(chuàng)新助推低碳環(huán)保的關(guān)鍵布局

摘要：全球變暖是世界各國目前面臨的最為嚴(yán)峻的一個環(huán)境問題，其直接原因是大氣中溫室氣體排放濃度增加，其中二氧化碳對溫室效應(yīng)的影響最大。二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)是一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的新興溫室氣體控制技術(shù)，將為中國未來溫室氣體減排提供一種重要的戰(zhàn)略性技術(shù)選擇，也是各高新技術(shù)企業(yè)要著手開展布局科技創(chuàng)新研究的關(guān)鍵課題。

關(guān)鍵詞：高新技術(shù)企業(yè);科技創(chuàng)新;低碳環(huán)保;關(guān)鍵布局;溫室效應(yīng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：X196 文章編號：1009-2374（2015）02-0096-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0145

1 前言

近年來，一系列自然災(zāi)害和極端天氣給人類敲響了警鐘，日益嚴(yán)峻的氣候變化對環(huán)境和社會產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。隨著工業(yè)化的高速發(fā)展，人類活動導(dǎo)致的排放對環(huán)境的破壞愈來愈嚴(yán)重，“霧霾”已成為全社會熱詞。節(jié)能減排低碳環(huán)保已成為對我們共同生存地球環(huán)境保護(hù)的鄭重承諾。對此，作為高新技術(shù)企業(yè)，我們深刻認(rèn)識到：企業(yè)要利用科技創(chuàng)新大力推進(jìn)低碳環(huán)保，而深入研究二氧化碳捕集、利用與封存（以下簡稱CCUS）技術(shù)應(yīng)成為低碳環(huán)保的關(guān)鍵布局。

2 低碳技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前國際上主流的低碳技術(shù)按照減排機(jī)理不同分為三大類：（1）作為源頭控制的新能源和可再生能源技術(shù);（2）作為過程控制的節(jié)能和提高能效技術(shù);（3）作為末端控制的CCUS技術(shù)。

2.1 新能源和可再生能源技術(shù)

新能源和可再生能源技術(shù)發(fā)展較快。經(jīng)過近年能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)有了較全面的發(fā)展。在風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、核能等利用領(lǐng)域都取得了令人欣喜的成績。水電、太陽能、風(fēng)電等一些可再生能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)走在世界的前列。

新能源和可再生能源新增發(fā)電裝機(jī)容量增長迅速，到2013年底，全國發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12.35億千瓦，其中水電裝機(jī)容量增長11.6%，約為2.78億千瓦，占發(fā)電總裝機(jī)容量比重為22.5%，比2012年年底提高0.8個百分點(diǎn);并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量增長22.1%，約為7500萬千瓦，占發(fā)電總裝機(jī)容量比重為6.1%，提高0.7個百分點(diǎn);核電裝機(jī)容量增長16.9%，約為1470萬千瓦，占發(fā)電總裝機(jī)容量比重為1.2%，提高0.1個百分點(diǎn);并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量1000萬千瓦，增長200%，占發(fā)電總裝機(jī)容量比重為0.8%，提高0.5個百分點(diǎn)。同時，火電裝機(jī)容量占發(fā)電總裝機(jī)容量比重由2012年年底的71.5%下降約2個百分點(diǎn)，為69.6%。

2.2 節(jié)能和提高能效技術(shù)

通過近年不斷研發(fā)探索，節(jié)能和提高能效技術(shù)所包括的諸如建筑技術(shù)、材料技術(shù)、能源技術(shù)、智能技術(shù)、仿生技術(shù)、廢物再利用技術(shù)等都取得了長足發(fā)展。其中建筑節(jié)能新技術(shù)，在先進(jìn)的試驗(yàn)論證和科學(xué)的理論分析基礎(chǔ)上廣泛用于現(xiàn)代化的建筑中，并通過減少不可再生能源的消耗，提高能源的使用效率;減少建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損失以及降低建筑設(shè)施運(yùn)行的能耗等途徑得以實(shí)現(xiàn)。在提高能源利用效率方面，通過推廣設(shè)計上更通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的節(jié)能汽車、節(jié)能燈、節(jié)能設(shè)備以及改良的工業(yè)程序和其他相關(guān)技術(shù)，創(chuàng)新提出更合理的節(jié)能增效技術(shù)。

2.3 CCUS技術(shù)

相比上述兩類技術(shù)，CCUS技術(shù)的發(fā)展相對緩慢，目前國外已經(jīng)制定了深入研究該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展路線和研究布局，明確了今后CCUS技術(shù)發(fā)展的研究重點(diǎn)和技術(shù)方向，已經(jīng)相繼投入大量資金研發(fā)。我國CCUS技術(shù)研發(fā)已具備一定的基礎(chǔ)，但與大規(guī)模推廣應(yīng)用仍存在較大差距。目前CCUS技術(shù)的長期安全性和可靠性還有待實(shí)踐驗(yàn)證，同時仍存在項(xiàng)目投資大、能源消耗高等突出問題，需要通過不斷科技研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新來提高該項(xiàng)技術(shù)的成熟度。

3 CCUS技術(shù)創(chuàng)新研究簡要分析

未來幾十年化石能源仍將是人類最主要的能量來源，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)、城市化建設(shè)的高速發(fā)展，二氧化碳排放量將在一定時期內(nèi)處于高位。CCUS技術(shù)作為一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來的、具有大規(guī)模低碳減排潛力的技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)從高碳到低碳的能源轉(zhuǎn)型，能廣泛開展高碳能源的低碳化利用，被認(rèn)為是最重要的進(jìn)行溫室氣體深度減排技術(shù)之一。根據(jù)國際能源署2011年藍(lán)圖情景預(yù)測，CCUS技術(shù)將在2050年對全球二氧化碳減排總量的貢獻(xiàn)率將占19%，是僅次于改善能源效率貢獻(xiàn)38%的第二大減排技術(shù)。

如何發(fā)展CCUS技術(shù)，應(yīng)成為能源企業(yè)進(jìn)行科技創(chuàng)新的關(guān)鍵布局。其技術(shù)創(chuàng)新突破口簡要分析如下：

3.1 二氧化碳捕集技術(shù)

二氧化碳燃燒后捕集技術(shù)相對成熟，我國已在燃煤電廠開展了10萬噸級的工業(yè)示范，與國際領(lǐng)先技術(shù)差距不大。當(dāng)前，影響該技術(shù)商業(yè)化利用的主要原因是能源消耗高和項(xiàng)目投資大。

二氧化碳燃燒前捕集在降低能源消耗方面潛力很大，國外5萬噸級中試項(xiàng)目裝置已經(jīng)投運(yùn)，我國6萬～10萬噸級中試系統(tǒng)的試驗(yàn)項(xiàng)目已啟動。目前，需科技創(chuàng)新解決的是富氫燃?xì)獍l(fā)電等關(guān)鍵技術(shù)。

3.2 二氧化碳輸送技術(shù)

利用管道輸送二氧化碳最具規(guī)模優(yōu)勢。據(jù)國外資料顯示，商業(yè)化二氧化碳管道輸送已有40年以上的投運(yùn)實(shí)踐。目前，我國二氧化碳的輸送以陸路低溫儲罐運(yùn)輸為主，還沒有商業(yè)化運(yùn)營的二氧化碳管道輸送。當(dāng)前，需科技創(chuàng)新解決的是二氧化碳源匯匹配的管道網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計優(yōu)化的相關(guān)技術(shù)、大功率壓縮機(jī)等管道輸送關(guān)鍵裝置、安全控制以及在線監(jiān)測技術(shù)等。

3.3 二氧化碳利用技術(shù)

利用二氧化碳進(jìn)行石油開采，國際技術(shù)已接近成熟，我國還處在工業(yè)化擴(kuò)大試驗(yàn)階段。當(dāng)前，需科技創(chuàng)新解決的是油藏工程相關(guān)設(shè)計及配套技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備等方面。

利用二氧化碳開采煤層氣，國外已進(jìn)行了多個現(xiàn)場試驗(yàn)，目前我國還在進(jìn)行先導(dǎo)性試驗(yàn)。當(dāng)前創(chuàng)新研究重點(diǎn)是研發(fā)適合我國低滲透軟煤層的成井、增注及過程監(jiān)控技術(shù)。

二氧化碳化工和生物利用方面，國外大規(guī)模應(yīng)用已產(chǎn)業(yè)化。我國在二氧化碳合成共聚聚丙烯塑料、碳酸酯、能源化學(xué)品等方面已進(jìn)入工業(yè)示范階段。當(dāng)前，需科技創(chuàng)新解決的是規(guī)模化、低成本轉(zhuǎn)化利用。

3.4 二氧化碳封存技術(shù)

二氧化碳封存，國外對陸地咸水層封存、海底咸水層封存項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)行了十幾年的連續(xù)投運(yùn)和安全監(jiān)測，年均埋存量已達(dá)到100萬噸。我國僅有10萬噸級陸地咸水層地質(zhì)封存的示范工程項(xiàng)目。當(dāng)前，需科技創(chuàng)新解決的是重點(diǎn)發(fā)展適合我國陸相沉積地層特點(diǎn)的二氧化碳長期地質(zhì)封存的基礎(chǔ)性理論、評價方法、監(jiān)測預(yù)警及其相關(guān)補(bǔ)救對策技術(shù)等。

4 低碳環(huán)保的關(guān)鍵布局

中國占全世界二氧化碳排放的26.4%，已經(jīng)超過了美國和歐盟。中國是能源消費(fèi)大國，面臨著加快發(fā)展以及保障能源安全、改善環(huán)境質(zhì)量的雙重壓力，對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、低碳環(huán)保有著十分迫切的要求。發(fā)展CCUS技術(shù)是我國鋼鐵、化工、水泥等高排放領(lǐng)域減排溫室氣體的迫切需要;考慮到今后可能形成的全世界低碳產(chǎn)業(yè)，發(fā)展二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)將是提升中國低碳技術(shù)核心競爭力的關(guān)鍵機(jī)遇。近年來，世界主要發(fā)達(dá)國家都開始制定相應(yīng)法規(guī)、政策以實(shí)現(xiàn)在全球低碳競爭中占得先機(jī)。

2013年國家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)碳捕集、利用和封存試驗(yàn)示范項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)工作的通知》，開始積極推動此項(xiàng)工作。總體而言，我國CCUS各環(huán)節(jié)技術(shù)發(fā)展不平衡，距離規(guī)模化、低成本轉(zhuǎn)化應(yīng)用仍存在較大差距，發(fā)展的空間很大，需科技創(chuàng)新解決的問題很多，這就給高新技術(shù)企業(yè)帶來非常難得的發(fā)展契機(jī)。積極研發(fā)低能耗、低成本、安全運(yùn)營的科技創(chuàng)新課題擺在眾企業(yè)面前。更好地發(fā)揮科技對CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐引領(lǐng)作用，快速提升我國二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)的核心競爭力已成為高新技術(shù)企業(yè)科技創(chuàng)新、助推低碳環(huán)保的關(guān)鍵布局。

參考文獻(xiàn)

[1] 2013電力十大新聞.中國電力網(wǎng).

[2] “十二五”國家碳捕集利用與封存科技發(fā)展專項(xiàng)規(guī)

劃.國家科技部，2013.

作者簡介：張春文（1968-），男，廣東省電力設(shè)計研究院高級工程師，國家注冊咨詢工程師，研究方向：企業(yè)科技研發(fā)與管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）