全球規模最大5兆瓦化學鏈燃燒碳捕集示范裝置。受訪者供圖

　　10月23日，走進東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司（簡稱“東方鍋爐”）德陽基地，沿著主干道步行約15分鐘，一座高40多米、形似火箭發射塔架的建筑便出現在記者眼前，白色的腦袋，藍色的骨架，多根粗壯管道交纏盤錯其中，如果無人介紹，誰也不會把這座高塔和環保設備聯系在一起。

　　“它是一個‘捕碳高手’。”同行的東方鍋爐技術創新中心基礎研發部部長韋耿介紹，眼前的建筑有一個響亮的名字——全球規模最大5兆瓦化學鏈燃燒碳捕集示范裝置。該裝置已經於日前試驗成功，未來將通過化學鏈燃燒技術，對化石能源燃燒過程中產生的二氧化碳進行大規模捕集，從而解決傳統燃燒方式捕集二氧化碳成本高、難度大的問題。

　　看不見火焰卻可以燃燒，它讓二氧化碳“無處可逃”

　　一靠近這位“捕碳高手”，便聽到它“沙沙”的“喘氣聲”。

　　“這說明它已經開始工作了。”韋耿介紹，該裝置的工作流程很簡單，就是讓燃料在密閉空間中燃燒，然后捕捉燃燒產生的二氧化碳。“神奇的是，這裡的燃燒卻看不見火焰。”

　　燃燒卻不見火焰，怎麼做到的？面對記者追問，韋耿繼續介紹，所謂燃燒，其實是指燃料與氧化劑發生的一種劇烈化學反應。在傳統的鍋爐當中，燃料在固定位置與空氣接觸燃燒，將燃料所蘊藏的化學能，轉化為人類可用的熱能，這便是煤、石油、天然氣等化石能源開發利用的基礎原理。與其他燃燒一樣，化學鏈燃燒也是燃料和氧化劑發生的劇烈化學反應，但由於獨特的燃燒方式，燃料一直處於流動狀態，所以雖然產生了發光、發熱等反應，但肉眼卻難以察覺。“嚴格來說，不是沒有‘火焰’，只是看不見‘火焰’。”

　　“它的神奇可不隻這些。”談到這位‘捕碳高手’，東方鍋爐技術創新中心基礎研發部副部長林山虎一下子打開了話匣子。“這個‘捕碳高手’可不一般，它可以讓二氧化碳‘無處可逃’。”

　　在傳統燃燒中，燃料一般與空氣直接接觸，與空氣中的氧氣反應生成二氧化碳，不能燃燒的氮氣就成了二氧化碳的“藏身之所”，再想把它捕捉出來就很困難。

　　“這位‘高手’的秘訣，就是避免燃料和空氣直接接觸。”林山虎介紹，裝置裡面設有兩個反應器，一個是空氣反應器，一個是燃料反應器，要實現燃料不與空氣直接接觸，就需要一個名叫載氧體的“中間商”，將空氣反應器的氧氣帶到燃料反應器中。他形象地舉了個例子，載氧體在空氣反應器中進行氧化反應，將空氣中的氧氣收集到自己身上，完成“進貨”，然后順著密封管道進入燃料反應器，完成“運貨”，最后和燃料相互作用，進行還原反應，完成“賣貨”。“這個時候，燃料燃燒后，我們就得到了高濃度的二氧化碳，而整個氧化還原反應過程循環進行，就能實現大規模碳捕集。”

　　“原理看似簡單，但走向實際應用卻並不容易。”韋耿說，為了實現這一目標，東方鍋爐和清華大學等高校進行了7年的探索：首先要從無數的材料中找到最合適的載氧體，然后需要設計一套系統，保証這位“中間商”能夠順利“進貨”，並把貨物運送到准確地點進行交易，最終實現貨物變現。“特別是系統設計上，對於新技術而言，很多參數都無法完全確定，包括循環量、反應溫度等參數，隻有先理論設計，然后再通過試驗去驗証，不斷優化調整。”林山虎說。

　　成本降低三分之二，它為多個領域提供減碳新方案

　　碳排放導致的全球氣候變化是人類共同面臨的重大挑戰，化石能源燃燒產生的二氧化碳佔碳排放的80%以上，是碳排放的最主要來源，也是減碳的主戰場。因此，將燃燒產生的二氧化碳捕集起來，並進行利用或封存，是極具挑戰的重大前沿課題。

　　化學鏈燃燒技術被普遍認為是最具低成本潛力的碳捕集技術。“該裝置的試驗成功，不僅驗証了化學鏈燃燒技術在碳捕集領域的可行性，更為其大規模、低成本的應用提供了可能。”韋耿透露，自試驗成功后，前來尋求合作的企業絡繹不絕，其中大部分都是電力、化工等能源行業的龍頭企業。

　　為何如此受關注？韋耿說，原因有兩點：一是效率高，二是成本低。他介紹，利用化學鏈燃燒技術，可以從燃燒源頭得到90%以上濃度的二氧化碳。二氧化碳捕集效率更是超過了95%。同時，該技術預期比傳統碳捕集技術減少三分之二的成本。

　　“它帶來的影響還不止這些。”中國工程院院士、清華大學教授岳光溪說，最大化學鏈碳捕集裝備系統試驗成功，標志著我們實現了該技術從“0”到“1”的重大突破，走在了世界前列，為規模化應用提供了堅實的技術支撐，也為能源行業減少碳排放提供了全新的技術路線。

　　比如應用在火電廠上，將推動火電廠在污染物超低排放的基礎上進一步實現“零碳排放”，讓火電也可以成為“雙零排放”的綠色能源。再比如應用在供熱、石化、化工、油氣等高排放行業，具有顯著的環境效益和社會效益，對推進工業大規模脫碳，實現“雙碳”目標具有重要意義。

□四川日報全媒體記者 高杲 曹凘源

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