“低碳”概念旋风般风靡全球，如何将其“落地”，让巨量的二氧化碳变废为宝，产生经济效益，是件颇费思量的事情。

　　■文/本刊记者 张起花

　　当全世界都忧心气候变暖和环境问题的时候，石油石化界人士则在积极寻找CO2资源综合利用的途径。在这方面，中石化南化集团研究院与中石油吉林石化公司研究院分别在碳捕集以及碳利用方面创造了颇有成效的研究成果。本刊记者采访到了有关项目负责人，就碳捕集及资源化利用的技术开发、商业运用前景进行了探讨。

　　捕碳者说

　　在低碳风暴掀起后，中石化南化集团研究院因其低分压CO2捕集技术的商业化成功运营备受媒体青睐，与市场上同类技术相比较，其占据国内90%市场份额的数据也颇受业界瞩目。对此，中国石化南化集团研究院副总工程师兼气体净化研究所所长毛松柏给记者详细介绍了该项技术的特点及市场化推广经验。

　　推陈出新

　　记者：虽然，低碳的风潮从去年开始盛行，但据我了解，贵院的低分压（烟道气等）CO2捕集技术推出已经11年有余，市场应用效果也非常不错，能否简单介绍一下该技术研发的背景？

　　毛松柏：CO2捕集技术有很多，如化学吸收法、物理吸收法、吸附法、膜分离法等，但目前胺基化学吸收方法被认为是最合适的烟气CO2捕集方法，其中MEA（一乙醇胺）法由于吸收速度快、吸收能力大及投资少等优点而被广泛采用。但是，该法存在胺降解损耗大，设备腐蚀严重和能耗较高等技术难题，曾经困扰着不少企业。

　　因此，早在1998年，因市场的迫切需求，中石化南化集团研究院在原MEA法基础上进行了大量探索研究，研制出了以MEA为主溶剂，优选添加活性胺、抗氧化剂和缓蚀剂组成的适用于回收低分压CO2的优良复合吸收剂。该复合吸收剂保持了MEA法的优点，而且溶液吸收CO2能力提高，再生能耗下降，基本消除了MEA与氧气的降解副反应，解决了设备腐蚀问题。

　　记者：贵院的低分压CO2捕集技术为何能够取得市场认可？

　　毛松柏：溶剂的配方和工业应用是低分压CO2捕集技术的核心。目前，我们研究院已申请了三项国家发明专利，主要的市场推广方式是向有CO2回收需求的企业进行技术使用权转让和出售专利溶剂产品。

　　我们之所以取得成功，一方面，我们的技术过硬，成本较低。市场上，食品用CO2一般1000元/吨，工业用CO2500元/吨，而我们研发的碳捕集技术针对工业用CO2成本不到300元/吨，相比市场上同类产品，很有优势。另一方面，我们为用户提供永久性的无偿技术服务，因此取得了较好的市场信誉。

　　我们的专利产品出售给用户后，开始由于各厂对新技术有一个认识的过程，有时并没有完全按照我们的配方及工艺条件去操作，所以会出现多种问题。因此，我们就派技术人员到现场查原因，指导、纠正用法，解决问题，最终让他们放心使用。因为我们周到的技术服务，且用户使用成本也明显降低，因此到目前为止，我们形成了相对较稳定的客户市场。

　　记者：如何让CO2循环利用起来是低碳经济形势下的关键问题。与国外技术相比，您如何评价当前我国CO2的捕集及资源化利用现状？

　　毛松柏：从国际上来看，当前我国的碳捕集技术还是比较领先的，但是CO2的综合利用技术较弱，CO2的资源化利用有待进一步加强。

　　所以，综合来讲，要让此项工作做出特色，不仅需要各化工厂、化肥厂、电厂、水泥厂、炼厂的不断创新，加大对CO2的利用范围，同时，各研究机构还需进一步加强基础研究工作，不断推出碳捕集及碳利用的新技术和新工艺。

　　效益初显

　　记者：去年，南化集团研究院仅溶剂产品的销售收入就达3000多万元，在该技术的商业化应用方面截至目前有哪些进展？

　　毛松柏：截至目前，低分压CO2捕集技术已成功应用于北京热电厂、华能上海石洞口发电有限公司、青海油田格尔木炼油厂等近15个省市的20多家企业。不同类型的烟气CO2捕集装置最大处理能力为18万吨/年，年捕集高纯度CO2100多万吨，应用范围已拓展到各种烟气、高炉气、窑气等领域，为用户创造了数亿元的经济效益和巨大的社会效益。

　　记者：该项技术的实际应用效果及市场反馈情况如何？您能否具体举几个这方面的例子？

　　毛松柏：大量的工业应用结果表明，我们研发的CO2捕集技术及专利溶剂与传统的MEA相比，蒸汽消耗下降了12%以上，胺耗下降了33%以上，CO2增产25%以上。由于企业不用再频繁更换溶液，生产操作相比之前稳定许多。

　　贵州赤天化集团有限公司就是个典型的例子。该公司原来有一套以天然气为原料的30万吨/年合成氨装置，该厂为了解决尿素生产中氨碳不平衡问题，建有一套采用MEA法捕集烟道气中3000 Nm3/h CO2装置，该装置自1994年建成投产以来，一直存在MEA氧化降解严重，蒸汽耗量高，设备腐蚀，CO2产量低等问题。1999年1月12日，赤天化集团有限公司采用了南化集团研究院开发的“低分压CO2回收新技术”，并投料一次开车成功，通过11年多的运转，蒸汽消耗下降37.5%、胺耗下降77.5%、年增产CO28176.5吨，操作正常稳定，累计创造直接经济效益5000多万元。

　　华能北京热电厂全部采用国产设备，分离、提纯后的CO2纯度达到99.5%以上，每吨CO2的蒸汽和溶液消耗均达世界先进水平。在此基础上，华能上海石洞口发电有限责任公司也采用我院技术，建成了一套目前世界上规模最大的燃煤电厂烟道气10万吨/年CO2捕集工程，为传统煤电技术可持续发展和有效降低单位GDP碳排放量探索了新途径。

　　胜利油田也采用我们院低分压（烟道气等）CO2捕集新技术，建设一套从燃煤电厂捕集3万吨/年CO2示范装置，并计划筹建400万吨/年烟气CO2捕集工程，用于三次采油。

　　记者：对于该项技术今后的市场发展前景，您是如何预测的？

　　毛松柏：根据当前我们专利技术的覆盖面和适用范围，90%的市场份额已经是保守推算了。将来，随着国家有关碳减排政策的量化实施及传统能源的日益紧张，CO2的捕集将会越来越受国家及各大企业重视，而这恰好是我们的机遇所在。

　　南化集团研究院承担着国家863计划资源环境技术领域“CO2驱油提高石油采收率与封存关键技术研究”项目子课题——“含CO2混合气高效分离与提纯技术研究”。如果该技术成熟，一套装置就能利用100万吨左右的CO2。在我国资源日益紧缺的情况下，这个市场空间是不言而喻的。

　　用碳者言

　　实现CO2减排的一项重要措施就是对主要排放源排出的CO2进行有效利用。在这方面，中国石油吉林石化研究院自2006年开始开展了“天然气-CO2重整制合成气技术”的开发，以期有效利用CO2发展精细化工，目前研究已经取得成功。就此技术，中国石油吉林石化研究院副院长李正为记者详细介绍了具体原理及市场推广前景。

　　一举两得

　　记者：据我所知，“天然气-CO2重整制合成气技术”可以广泛用于CO2及含有CO2天然气的有效利用，生产用途广泛的合成气，达到节能、减排、清洁、环保的目的。能谈谈此项新技术的开发背景吗？

　　李正：利用高效技术捕捉到大量CO2，并将其资源化利用，直接产生经济价值，这是低碳经济追求的最佳目标。目前国际上对CO2的资源化利用非常重视，全球回收CO2约有40%用于生产化学品，35%用于油田三次采油，10%用于制冷，5%用于碳酸饮料，其他应用占10%。

　　从长远角度看，用于生产化学品更有利于CO2的大量回收。然而，一般情况下每吨CO2的回收成本为20～40美元，高昂的费用极大地限制了CO2的回收利用。在这种背景下，我们立项开始了此项技术的研发，旨在低成本的前提下扩大CO2的循环利用范围。

　　记者：“天然气-CO2重整制合成气技术”的基本原理是怎样的？

　　李正：这项技术的基本原理是利用天然气里面的有效成分甲烷和CO2进行化学反应，制成合成气。合成气是一氧化碳和氢气的混合气，调节二者的比例，可以直接或间接生产出甲醇、丁辛醇、醋酸等化工产品，还可替代用渣油制合成气，让渣油发挥更大作用，节省宝贵的碳资源。

　　记者：与市场上同类技术比较，贵院开展的“天然气-CO2重整制合成气技术”有怎样的特点？

　　李正：该项技术可实现工厂排放的CO2循环利用，在满足工厂合成气需求的同时，降低原料成本，提高下游产品的经济效益。毫不夸张地讲，利用该技术可以合成绝大多数的化工产品。这脱离了曾经大部分化工产品靠石油加工的模式，是非石油路线的关键起点，且过程中还不会产生任何废水、废渣、废气。

　　化工生产中，合成气的生产成本占下游产品成本65％的份额，是影响下游产品经济效益的关键原料。若采用天然气-二氧化碳重整制合成气路线，不但实现二氧化碳的循环利用，满足工厂对合成气的需求，达到二氧化碳大量减排的目的，同时，还大大降低合成气的成本，提高下游产品的经济效益。尤其是该过程没有废水、废渣、废气产生，是一条清洁、环保的绿色工艺路线。

　　记者：该技术的推广应用有什么难点吗？

　　李正：天然气无论是管道输送，还是天然气制氢或制合成气技术，都必须将天然气中的CO2分离出去才能利用。而分离CO2需要很高的装置投资和操作费用，若直接利用含有CO2的天然气生产合成气，不但能省去高额的分离费用，减少CO2的排放，还能降低下游产品的生产成本。但是，在现如今我国的天然气产量远远没有满足国内市场需求的情况下，该技术推广起来还面临一定的政策瓶颈。

　　虽然，该项技术使用的是含有CO2比例高于20%以上的天然气，或者利用废弃的CO2加甲烷，形成合成气，但含CO2的天然气能不能用在化工上，国家还没有明确相关政策，根据发改委有关天然气利用政策，天然气首先要保证民用需求、锅炉燃料的需求及化肥生产，禁止大量用于化工领域。

　　潜力无限

　　记者：对于该项技术今后的市场推广您有怎样的计划？

　　李正：采用天然气-二氧化碳重整及耦合工艺制合成气，是一条从源头开始的清洁、环保、节能、低成本的工艺路线。应用该路线能直接利用二氧化碳含量低于50%的天然气资源生产合成气，减少二氧化碳排放。所以，可以尝试将部分装置建在天然气资源附近，不仅降低原料的运输成本，还能起到天然气的调峰作用。

　　其次，可有效利用化工装置产生的二氧化碳生产合成气。中石油公司拥有的化工装置中，很多装置都排放二氧化碳，利用该路线可实现二氧化碳循环利用，节省重油资源，降低合成气成本，提高下游产品效益。

　　此外，该路线还可以应用到产生二氧化碳并且需求合成气的装置上，促进合成气的下游产品开发，带动更长远的经济效益和社会效益。

　　吉林石化公司化肥厂30万吨/年合成氨与10万吨/年的合成气装置，产出的二氧化碳纯度高达95％，由于没有更好的利用途径，只能排放到大气中，而该装置还需求合成气。目前，化肥厂采用渣油部分氧化法生产合成气，供给30万吨/年合成氨制氢以及24万吨/年丁辛醇装置使用。合成气生产中除了副产大量二氧化碳废气外，还副产大量的炭黑废水和固体废渣，严重污染环境。并且，受渣油价格和资源量的限制，合成气的生产成本居高不下，大大降低了下游产品的经济效益。若利用此技术，这些难题就能迎刃而解。

　　记者：对于该项技术在今后的商业化应用前景您是如何预测的？

　　李正：到目前为止，国外通过合成气加工化学产品的技术已经成熟起来了，尤其是利用合成气生产丙醛、丙醇、丙酸、丙酸盐方面的商业化已经做得很好，主要用于油漆、油墨、添加剂的生产。而利用天然气和CO2制合成气技术国外商业利用的也不多，我们院的技术如果尽早应用于工业化生产，将会使CO2的回收变得有利可图，也会使以煤炭为主体的能源结构同样实现低碳运行。

　　记者：对于该项技术接下来的发展，贵院还有怎样的计划？

　　李正：根据我们现有的小试技术指标与吉林石化化肥厂的合成气生产技术相比，每吨合成气成本可节约595元，一年能节省生产成本3.57亿元，能为下游产品提供很大的效益空间。所以，该项技术的推广虽然还存在一些政策阻碍，但其商业化利用前景还是很好的。接下来，我们还要做中试，在扩大规模的同时，确保成套技术用于化工生产的时候更加稳定、经济。

　　多措并举

　　记者：虽然，中国石油吉林石化研究院开发的“天然气- CO2重整制合成气技术”技术上可行，商用前景也不错，但毕竟按照此方式消耗掉的CO2相比现阶段每年全世界排向大气排放的200亿吨CO2，只是很少一部分。所以，您对我国整个碳捕集及资源化利用工作的现状有怎样的看法和建议？

　　李正：人类工业活动产生的CO2分散性非常强，要把大量的CO2都聚集在一起，技术上可行，实际操作起来难度很大，成本也很高。

　　因此，我国仍然需要进一步优化碳捕集技术的研究，降低碳捕集成本，切不能将CO2的捕集停留在炒概念的阶段，要切实落到实处。另外，碳利用方面，根据国际上通用的做法及发展趋向是，将CO2资源化利用，生产成化工产品，或用于油气田的驱油，以提高油气产量。剩余的大量CO2可以将其注入到废弃的矿井中封存或深埋填海，防止对环境的污染。

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