创新电化学+生物混合动力驱动CO2转化,中科翎碳赋能企业低碳转型
2020年9月22日,习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上第一次提出,中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
二氧化碳的捕集与封存技术(Carbon Capture and Storage)是指将CO2从排放源中分离出来,并运输到特定地点加以利用或封存,以实现被捕集CO2与大气的长期隔离,达到减少碳排放的目的。
单纯对CO2其进行捕集和封存在经济上是纯耗费的行为。在我国能源结构转变过渡期长的国情下,只有在捕集和封存的基础上,对CO2加以资源化利用,创造额外的经济和环境效益,实现负碳革命,才能在经济发展不降速的前提下实现“碳达峰、碳中和”目标。
于是,在CCS的基础上增加了“利用 (Utilization)”的CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)技术孕育而生,大力发展CCUS技术,成为减少CO2排放、保障能源安全的战略选择,构建生态文明和实现可持续发展的重要手段。
碳技术利用价值金字塔
生态环境部环境规划院发表的《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)——中国CCUS如经研究》认为,CCUS是目前实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择,是碳中和目标下保持电力系统灵活性的主要技术手段,也是钢铁水泥等难以减排行业低碳转型的可行技术选择,CCUS与新能源耦合的负排放技术,更是是实现碳中和目标的重要技术保障。
主流CCUS利用技术主要分为地质利用、生物利用、化工利用三个方向,地质利用将捕集来的CO2用于强化石油开采技术、驱替煤层气等,虽然可以消耗大量CO2,已成为目前成熟化大规模利用和埋存方式,却无法有效资源化,利用过程中还会产生碳逃逸、二次碳排放等弊端。
生物利用与化工利用作为末端控制的“去碳技术”,是更佳的碳利用解决方案。前者通过模拟自然界中植物和微生物等的自然光合作用过程,设计和构建出全新的人工光合体系与路径,将CO2更加高效地转化为合成化学品和农业产品,主要集中在微藻固定、气肥利用以及合成气发酵等方面。
后者以CO2为原料,通过传统催化反应,或新型的电催化、 光催化等技术手段促进CO2活化,并进行化学合成,产出尿素、甲醇、碳酸酯等化工产品。
目前CO2无论是生物还是化工利用,规模都较小,在技术的打磨成熟与试点推广阶段,低能耗,高CO2利用效率与附加值的技术依然亟待开发。
企业内在价值的驱动因素在于盈利能力,低收益或者负收益会降低企业开展CCUS的积极性与主动性,高成本、低产出成为了阻碍CCUS产业化推广的主要因素。因此,低能耗,高附加值的CO2捕集与资源化利用方案是CCUS项目大规模产业化的必经之路。
中科翎碳CCUS服务方案示意图
中科翎碳作为中科院孵化的新能源驱动合成生物电化学技术企业,创新性研发电化学+生物混合动力驱动CO2转化新技术,捕获CO2后利用新型电化学催化方法,将CO2转化为生物发酵可用的有机碳源,进一步通过发酵转化为依克多因、可降解塑料、新型生物营养品等高附加值产物。
不仅显著降低对自然资源的消耗,同时还能变废为宝,从CCUS技术中的“利用 (Utilization)”出发,助力低碳排放的同时,还能提高单位能耗产值,打造循环经济,促生双碳目标下的产业新机遇。
中科翎碳实验室
目前,中科翎碳已经在甘肃、海南等地进行试点工程推进,联合搭建CO2捕用一体化设备,提供碳中和技术解决方案。2022年6月16日,中科翎碳与国家技术转移西南中心泸州分中心签署了战略合作协议,面向当地化工企业的固废处理需求与碳减排需求,进行创新整合,开发基于固废与CO2协同资源化利用的生物化工新途径,助力企业发展与产业升级。