近期，國務院國資委啟動第三批中央企業創新聯合體建設，圍繞戰略性新興產業和未來產業等重點領域，在工業軟件、工業母機、新能源等方向支持中央企業續建3個、新建17個創新聯合體。其中，中國石油和中國華能共同牽頭CCUS創新聯合體。在我國最早開展CCUS捕集技術研發和工程示范的單位中，中國華能就是其中之一。

中國環境報記者走進華能清潔能源技術研究院（以下簡稱華能清能院），就其團隊在相關領域的研究探索進行了采訪。

“我的生命價值和科研緊緊綁在了一起”

從朝陽區一路向北，行至昌平，北六環以南，未來科學城東區，這里被稱為“能源谷”，華能清能院便坐落于此。一進入院內，便看到流水潺潺，環境清幽、舒適宜人。

記者跟隨工作人員來到溫室氣體減排實驗室，首先看到的就是郜時旺創新工作室的宗旨——支撐應對氣候變化和“雙碳”國家戰略，推動碳捕集利用與封存（CCUS）技術創新和產業發展，弘揚勞模工匠精神，發揮黨員帶頭作用，實現黨建與科研深度融合。

“1997年，我從東北電力學院電廠熱能動力工程專業碩士畢業后，入職華能西安熱工院。后來，又進入由華能西安熱工院原副總工程師危師讓帶領的煤氣化發電‘九五科技攻關’項目團隊，我在華能的科研之路也正式開啟。”華能清能院副總工程師郜時旺告訴記者。

談及多年來在CCUS領域的科研探索，郜時旺表示，既充滿艱辛，又很有成就感。

“對我來說，選擇了科研一線，就系好了我職業生涯的第一粒扣子，我的生命價值就和科研緊緊綁在了一起，這里就是我人生新的起錨地。”郜時旺說。

2007年，郜時旺接到重任，要在奧運會前投運二氧化碳捕集裝置，并且產出食品級的二氧化碳。

“當時給我們定的碳捕集目標是每年3000噸，相當于16萬棵樹木每年吸收的CO2總量。”郜時旺告訴記者，他所學的專業領域是除塵和流場模擬，碳捕集對他而言僅僅是論文里的概念。

“沒見過又怎么樣，外國人能搞出來，咱們就搞不出來？我當時只有一個信念：排除萬難也要搞出來。”郜時旺感慨地說，當時團隊只有6個人，把奧運開幕日定為節點，倒排工期。

然而，在開工前，他們又遇到了難題，澳大利亞合作方由于流程問題，不能按時提供圖紙和技術資料。可是在當時，學校里沒有這個專業、市場上沒有相關技術、業界中更沒有先例。在能查到的資料中，有用的信息太少。

于是，經過多重考慮，團隊決定將化工行業的碳捕集技術移植到電力行業。

“由于技術難度較大，再加上當時很多人不理解這項工作的意義，我們找了好幾家化工設計院，都被拒絕了。”郜時旺告訴記者，“后來，我們對照了1000多張圖紙，3000多個數據，通過不斷調研、反復計算、仔細設計，先后解決了吸收劑降解、設備腐蝕、工藝優化等技術難題。”

經過近9個月的努力，郜時旺和團隊終于在2008年北京奧運會前夕，在華能北京熱電廠建成并投產了我國第一套燃煤電廠碳捕集試驗示范裝置，填補了國內的技術空白。

2011年華能清能院成立后，郜時旺帶領團隊先后完成了碳捕集領域的多項國際合作，并牽頭制訂了我國碳捕集領域首部國際標準。

“我們始終以一種‘開拓’的姿態前行”

多年來，我國的碳捕集技術實現了從無到有，從落后到超越，從受制于人到制勝于人。

當前，在郜時旺的帶領下，華能清能院形成了一支擁有國家級專家兩人，博士研究生19人的CCUS青年科研團隊，其中，黨員博士占比80%。團隊先后承擔了30多項國家和省部級重點課題，榮獲中國專利金獎、日內瓦國際發明展金獎等，以及省部級科技獎10項，授權專利近300項，發表論文100余篇。

目前，郜時旺團隊負責在華能隴東能源基地建設全球規模最大的燃煤電廠150萬噸/年CCUS示范工程，據團隊負責碳捕集技術研發的高級工程師范金航表示，作為全球最大，他們遇到了很多前所未有的新挑戰。

“一是本項目涉及吸收溶劑等多項關鍵核心技術攻關，多個首臺套設備研制，關鍵技術指標領先，研發難度大。二是目前碳捕集領域大多參考化工或電力行業標準，相關標準體系尚不健全。三是工程捕集規模為全球最大，工程設計、建設等單位缺少相關項目經驗。”范金航介紹道。

除了碳捕集方面，郜時旺團隊負責碳封存技術研發的工程師周娟表示，碳封存方面也存在一些難點問題。

根據《中國CCUS年度報告》（2023），中國2060年前的碳排放量約為10億噸/年—20億噸/年，我國理論地質封存容量約為1.21萬億噸—4.13萬億噸，其中咸水層封存潛力占比超過90%，封存潛力巨大。

碳封存的影響因素多種多樣，既要考慮封存深度、巖石孔滲條件、斷裂發育情況等地質因素，也要考慮地面條件、人口密度等非地質因素，當然，核心的還是地質因素。只要地下具有充足封存空間和安全的封存條件，便有可能實現二氧化碳的長期減排。

“我們在探索適用于碳封存的地質過程中，主要分為三步。第一步是以碳源為中心進行選址評估，重點在于評估地下容量；第二步是層位選擇，通過三維地震進行勘探，關注孔隙度、滲透率等重要參數來評價層位的適宜性；第三是通過鉆井，直接獲取地下巖石和流體的數據，最終確定所選位置是否適合封存。”周娟告訴記者。

周娟表示，以上三步，每一步都可能因數據不準確導致選址失敗，迫切需要攻關場地表征與篩選、場地評估與風險評價技術。同時發展符合中國地質特點的CO2地質封存技術體系和核心設備，優選并儲備封存場址，優化CCUS相關基礎設施建設。

此外，團隊還在其他方面進行前沿探索。

“傳統的碳捕集溶劑，是利用有機胺和二氧化碳的相互作用進行二氧化碳捕集。CCUS主要成本的60%—75%是用在碳捕集環節。為了開發更高效的碳捕集吸收劑，目前正在嘗試通過人工智能的方式，建立高精度的數據庫并開展預測，提升吸收劑性能，節省吸收劑開發的人力、物力等。”郜時旺團隊負責碳捕集吸收劑開發的工程師孫北奇告訴記者。

“我們正在和郜時旺團隊合作進行電化學的二氧化碳捕集與轉化利用相關的科研項目。二氧化碳電化學捕集項目從今年4月開始啟動，區別于傳統的熱再生方式，我們選擇通過電化學的方法進行CO2吸收劑富液再生。理論上來講，它產生的能耗比傳統的熱再生能耗要更低，且再生溫度也更低，可減少對溶劑的降解，提升溶劑使用壽命。”華能清能院材料部科研人員劉鵬說。

當前，在團隊的共同努力下，中國華能CCUS技術取得了一系列顯著成果。郜時旺表示：“未來，團隊將繼續發揮科研優勢，始終以一種‘開拓’的姿態前行，不斷探索未知，為實現我國碳達峰碳中和目標作出更大貢獻。”