CCUS技术的意义在于给山西传统优势产业的绿色低碳转型留出了缓冲空间。实现碳达峰碳中和目标，中国要用30年走完西方发达国家用一个世纪才走完的路。走好这条路，对山西而言，必须处理好能源安全、经济发展与节能降碳的关系，还要处理好省内排放与能源外送的关系，而积极探索大规模、低成本的CCUS技术就显得尤为迫切。
CCUS技术大面积普及面临着新挑战
微藻，自然生态系统中的重要组成部分，空气中的氧气约一半都是靠它进行光合作用才产生。1吨重的微藻能消耗约1.8吨的二氧化碳，同时积累一定量油脂，是制备生物燃油的理想原料。除了能制备生物燃油，还用于生物制药、保健品、化妆品及碳基新材料等行业。 山西农业大学分子农业与生物能源研究所功能微藻团队项目负责人李润植教授的微藻项目在前期研发的基础上，已开展一系列的示范工程。在清徐港源焦化厂已建成微藻转化烟气二氧化碳循环工程的产业示范，计划在应县建立1000亩的微藻固碳工程。功能微藻团队崔红利副教授告诉记者，微藻的价值远比想象中大，小微藻，多功能、大产业，微藻光合固碳具有显著的优势。微藻的光合效率比较高，是传统植物的10～50倍；微藻易于规模化培养，生长周期短，特别适合正在集中排放的二氧化碳的捕集利用；微藻的抗逆性强，可在盐碱地、沙漠以及山区进行规模化培养、固碳减排；固碳微藻生物质的产值高，应用前景广阔，市场潜力巨大。一亩地每年生产1.5吨的螺旋藻，1万吨的螺旋藻转化吸收1.86万吨的二氧化碳，同时吸收0.2万吨的氮氧化物以及95吨的无机磷，创造出的微藻生物质市值可达到2亿元。他认为，目前来看，利用微藻固碳还面临着适用于规模化的藻种还比较缺乏，尤其是筛选高生长速率、高固碳率、高产量以及高抗逆性的藻种。微藻固碳系统运行不够稳定，固碳微藻生物质高值化利用的模式比较单一的挑战。 CCUS技术大面积普及，面临着怎样的挑战和困难？山西清洁碳经济产业研究院院长宋维宁认为，CCUS技术首要面临的是量的问题，要能一次性消纳上亿吨的二氧化碳。其次，因为量大，不能做到全面覆盖，需要开发成百上千个不同的技术来对应的二氧化碳转化的产品，才能够实现碳中和。第三，能耗问题，如何寻找新的技术路径、新的催化剂、新的技术突破来降低能耗，这是它能够实现产业化的核心和关键。 截至2020年，我国有35个CCUS示范项目，其中商用项目却仅有6个。我国二氧化碳捕集能力每年能达到近300万吨，2007年-2019年累计二氧化碳封存量却只有近200万吨。中国宏观经济智库联盟专家武东升认为，到目前为止，人类还没有找到可以大规模工业化、商业化使用二氧化碳的办法，或者说，现阶段还不具备商业可行性。
低成本的产业化CCUS技术利用任重道远
捕集量和封存量之间存在如此大的差距，武东升认为，CCUS技术虽取得重大的突破，但还需要进一步发展，更大的问题在于它的成本居高不下。从捕集到运输到封存到使用，二氧化碳应用场景还没有被广泛找到。CCUS技术虽在实验室里得以实现，但是如何走出一条低成本的产业化的CCUS利用道路任重道远。在中国科学院山西煤炭化学研究所里，科研人员正为此而努力。 如何将二氧化碳变成高品质材料与化学品，在“减排”的同时，实现“增收”？煤化所副研究员郭荷芹团队致力于用二氧化碳转化成为更有价值的化学品，煤转化国家重点实验室副研究员李磊团队则同时瞄准了二氧化碳吸附剂。“气体分离是能耗最大的一个过程，如果我们研制出比较新型的吸附剂，把二氧化碳优先筛选出来，就能降低成本。”李磊说。 不论是努力探索新的二氧化碳转化利用方向，还是不断革新二氧化碳吸附剂的材料配比，煤化所对关键技术的攻坚一向坚定。应用催化与绿色化工实验室主任王军威团队正通过对关键技术的革新，来提高整个过程的效率。“我们可以把吸附剂做得更便宜、更耐用，脱附条件变得更温和，这样不但能降低整体的能耗，也能降低整体的物耗。” 有研究表明，我国未来有近10亿吨碳排放量要依靠碳捕集利用封存来实现中和，其中在能源、化工、新材料等多个领域都有开发前景。生态环境部环境规划院碳达峰碳中和研究中心执行主任蔡博峰接受采访时谈到，建立面向碳中和目标下的CCUS技术发展路径，全面系统地评估中国CCUS减排需求，完善CCUS的政策支持，推动CCUS商业化步伐，制定CCUS补贴政策，建立相关基础设施合作机制，有序开展大规模CCUS示范与产业化集群建设。武东升认为，还是要探索更多能够应用的场景出来，加大国际合作的力度，不断突破颠覆性技术。 “双碳”目标是挑战，更是难得的历史性机遇，要当好能源革命的排头兵，CCUS技术给山西带来了广阔的蓝海，如何把握机遇，将蓝海变成产业红海？宋维宁说，“山西发展CCUS走在全国的前列。2020年，大同市政府把CCUS作为大同市重点产业发展方向之一，今年把5万吨二氧化碳捕集转化为碳纳米管项目列入大同市‘十四五’规划，到2022年，在规模、经济效益、应用前景方面实现更大规模的突破。”
把握住风口，才能够打开更大的市场
把握住风口，才能够打开更大的市场，对CCUS技术研发者而言，技术从实验室走向市场，也需要相关政策的扶持。放眼全球，各国也都在积极加大CCUS技术的利用。 在欧盟，欧盟委员会与十几家欧洲能源企业、非政府组织、研究机构、学界和金融机构共同建立的CCS示范项目网络平台，将欧洲能源复兴计划资助的6个CCS项目的知识成果和示范经验实现共享。很多基金都发布了为CCUS项目提供公共资金支持的计划。 在英国，政府要求新建煤电厂都必须具备碳捕捉和存储技术。在日本，建立了由发电、石油、工程等行业共37家公司联合成立的日本碳捕集与封存有限公司。在澳大利亚，专门出台了国家层面的《二氧化碳捕集与封存指南》，对CCS环境影响评价提出了相对具体可行的评价范围、措施等。 CCUS技术前景好，制约其发展的除了成本问题，更大的还在于资金投入。作为研发者，更想知道，技术在研发阶段或者在实施阶段，能否得到投资或政策性的贷款？武东升认为，从国际金融组织角度，各大银行都可以对相关的研究提供一些赠款的支持。其次对应对气候变化绿色低碳发展方面长期性的投资项目，也提供一些中长期的优惠性贷款。 到2030年或者是2060年乃至更远，赖以生存的地球会是什么样？在宋维宁眼里，那时的山西，每天都是蓝天白云，煤电没有烟囱，大气污染物全部都被新技术吸纳、利用。在武东升看来，翻天覆地的变化拭目以待。
本栏目内容源自山西卫视“全方位推动高质量发展透视”本报记者沈佳
