魏寧：“碳”路先鋒 擔責在肩

清潔低碳、安全高效的現代能源體系建設是世界能源格局演變的必然趨勢。在眾多減碳科技中，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術通過把工業生產過程中排放的二氧化碳捕集提純，繼而投入新的生產過程進行再利用和封存，是碳中和技術體系中的關鍵與托底保障技術。

中國科學院武漢巖土力學研究所特聘研究員魏寧立足國家戰略所需進行科研創新，在CCUS領域貢獻重大原創性成果，同時助力企業進行深度研發和技術示范，推動我國新質生產力的高質量發展。

潛心研思奮楫創新

2006年，魏寧于武漢大學巖土工程專業博士畢業后進人中國科學院武漢巖土力學研究所。在這里，實驗室的燈火通明見證著他在巖土材料中多相滲流機理、新型CGUS（二氧化碳地質利用與封存）科學技術與宏觀戰略層面的深耕探索。

彼時，CCUS技術在發達國家已積累數十年的研究歷史，我國則處于起步階段。CCUS技術的理論封存潛力巨大，但受制于技術成本、排放源距離、環境因素等外部條件制約，減排潛力難以完全釋放。為了使CCUS技術具備科學依據，魏寧通過科研破局，首次構建起企業-行業-國家多尺度與多精度的全流程CCUS系統評估方法與工具，并首次對中國陸地與海域咸水層與油田的碳封存資源量與場地適宜性，煤電、鋼鐵、水泥等四大煤基行業、大型能源央企和近二十個CCS工程開展了系統與綜合評估。此項創新成果為CCUS項目的規劃、設計和實施提供了科學依據。此外，魏寧還開發出孔隙-巖心-深地多空間內多相流體試驗、保真取樣與監測技術，為解釋新的科學機制與保障工程安全奠定了基礎。

技術依賴是制約我國CCUS領域發展的瓶頸，2023年發布的《中國二氧化碳捕集利用與封存年度報告》顯示，我國已投運、在建及規劃的CCUS項目超過100個，但核心技術國產化率不足 60% 。立志沖破此局面，魏寧跨越重重困難，拓荒未知之途，他以非凡的努力與毅力鋪就科學的卓越之路。經過持續攻關，他在國內外優秀期刊發表SCI、EI論文80余篇，授權中國發明專利70余項，作為主要撰稿人及技術貢獻者參加國際能源署、亞洲開發銀行、世界自然保護協會等機構聯合出版報告十余項。

在魏寧看來，長期主義不是盲目堅持，而是在洞見未來中攻克一座座科研高峰。近年來，我國海洋領域綠色低碳開發進程步伐加快，魏寧帶領研究團隊聚焦油氣增產和降碳減排，在“碳排放源頭管控技術體系創建與應用”中取得了工程一數據一技術一經濟一策略等多維創新。在這其中，團隊建立起沿海碳源數據庫及中國近海CCUS場地數據庫，提出管線路由自動尋優模型，可基于地貌、城市、鐵路、公路、生態紅線、水深等“工程一社會-經濟－環境”多約束要素下的成本曲面與管網自動尋優方法。這些成果為項目源頭減碳提供技術依據，同時全面支撐我國在海上CCUS領域的整體布局和戰略研究。

研產貫通多維突破

創新的過程中，魏寧敏銳地意識到科技創新與產業創新之間的供需矛盾，他積極推動技術轉化應用，讓實驗室里的新技術成為培育發展新質生產力的新動能。

在國家能源集團鄂爾多斯煤制油全流程CCS項目中，魏寧帶領團隊打通整個煤化工（高濃度二氧化碳）二氧化碳捕集、運輸與地質封存的全鏈條技術體系，并形成一系列技術突破，例如封存場地篩選技術、陸相低滲地層內安全高效注人技術、二氧化碳封存過程的調控技術、安全監測與預警關鍵技術等。基于深厚的理論知識與豐富的實踐經驗，魏寧作為主要技術支撐專家協助開展國內外多項工程，包含中國首個10萬噸/年規模的國家能源集團CCUS工程、中國華能集團有限公司150萬噸/年CCUS工程、中國海洋石油集團有限公司千萬噸級CCUS集群工程等的設計與運行。

推動科技成果加速“走”出實驗室，魏寧承擔起眾多科研項目，包含科技部國際合作項目“碳捕集、封存、利用的示范及新一代技術研發”；國家能源投資集團有限責任公司“新能源 + 儲能與煤基能源 + CCS/CCUS的經濟性比較與優化布局研究”；中國科學院重大咨詢項目——碳中和專題“碳捕集利用與封存技術評估”一批批重大科技項目產成果、出效益，科技成果轉化效能逐漸提升。此外，魏寧還在煤基能源產業規模化碳減排關鍵技術開發、二氧化碳地質封存多相多場耦合分析理論與安全保障關鍵技術、煤制油品/烯烴大型現代煤化工成套技術開發及應用等課題中取得多項成果。持續的成果落地為魏寧帶來諸多榮譽和獎項，其中來自省部級授予的獎項就達8項。

針對當前痛點，魏寧認為，CCUS技術產業化還有很長一段路要走，尤其是碳封存技術，從現在的研發與示范階段到未來商業化，還需要一段堅韌不拔的基礎科研與核心技術突破工作。

鉤深致遠放眼世界

“發展CCUS面臨的機遇和挑戰非常多，其規模化的關鍵障礙是成本與安全的問題，其前沿性的技術是全球迫切需要的，卻深受國際政治、經濟與社會環境的變化而波動。”談及此，魏寧頗有些緊迫感，因為他深知進一步推動CCUS深入發展，阻力重重。

魏寧堅持發展科學技術必須具備全球視野，除了專注自主研發，他積極開展國際合作共同解決關鍵技術問題。早些年，他與美國西北太平洋國家實驗室（PNNL）的科學家一起研究孔隙尺度上二氧化碳驅替咸水的過程，改進了PNNL的微觀模型試驗平臺，大幅度提高了試驗的控制范圍和精度（超低流速范圍），并在該設備上開展孔隙尺度的超臨界二氧化碳驅替咸水的可視化試驗。通過可視化微觀模型研究了超臨界二氧化碳驅替過程，發現了“過渡”“干化”“波動”等新現象。

在多尺度X-CT表征與基于X-CT的二氧化碳驅替試驗中，魏寧與世界頂級的科學家合作，采用數值模擬手段研究亞巖心非均質結構對二氧化碳流動的影響，在COMSOL基礎上開發出高精度模擬模塊。試驗和數值對照研究表明：非均質對二氧化碳的流動過程影響非常顯著，中國陸相的劉家溝砂巖與美國海相Berea等砂巖的性質顯著不同，這為在陸相沉積盆地內開展二氧化碳注人提供了參考。

科技進步是世界性、時代性課題。如今，中國與“一帶一路”共建國家的科技合作機制不斷完善，合作領域不斷擴寬，多層次、交互式、寬領域的科技創新合作局面正在形成。魏寧近期的科研思索持續深入，圍繞如何與“一帶一路”沿線國家之間開展二氧化碳國際貿易與碳封存、如何在全球范圍內開展二氧化碳地質封存的源匯匹配與碳交易、如何利用比較優勢實現更經濟安全地開展碳封存工程等問題展開。

魏寧身上高度凝練著奮發進取、開放創新的科研品格，伴隨他迎接一個又一個科研挑戰，迎難而上、從未退卻。面對我國傳統產業綠色低碳轉型的需要以及中國在推動全球綠色發展中承擔的重要責任，他將科研初心付諸實踐，從智慧與汗水中粹煉出碳減排的成效。在他看來，“做科研就得有家國情懷，要耐得寂寞，要敢于坐‘冷板凳’。”魏寧總結道。