新聞記者 國倩
通訊員 楊云峰
實(shí)習(xí)生 鐘亞東
溫室氣體二氧化碳，能否變身為驅(qū)動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“綠色寶藏”？3月7日，在長江大學(xué)武漢校區(qū)舉行的低碳催化與二氧化碳利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室年度工作會議暨2026年高端論壇上，近百名院士專家、政企代表齊聚一堂，圍繞這一課題展開深入探討。
在論壇現(xiàn)場，來自長江大學(xué)的幾位教授分別介紹了他們在這一鏈條上的探索——從捕集運(yùn)輸、到驅(qū)油封存、再到儲能發(fā)電，揭秘了這一溫室氣體如何被科學(xué)家們“點(diǎn)廢成金”，從工業(yè)廢氣變身關(guān)乎民生、助力國家能源安全的“香餑餑”。
為CO?“抓”與“運(yùn)”裝上“安全哨兵”
要讓CO?變廢為寶，第一步便是從酸性天然氣或工業(yè)廢氣中精準(zhǔn)“抓”出CO?，并通過處理后收集起來，再高效安全送到油氣田進(jìn)行驅(qū)油或驅(qū)氣，長江大學(xué)張引弟教授團(tuán)隊(duì)正是這一環(huán)節(jié)的“護(hù)航者”，為CO?地面捕集與集輸、輸送裝上“安全鎖”。
“以燃燒后的工業(yè)煙氣為例，我們就像過濾一樣，把煙氣中的煙塵、硫氧化物、氮氧化物等污染物去掉，留下純度較高的CO?，再經(jīng)過脫水、純化和壓縮后進(jìn)行運(yùn)輸。”張引弟教授說。
張引弟教授
捕集環(huán)節(jié)，能耗是個大問題。常規(guī)吸收劑需要在900°C高溫下“再生”才能釋放CO?，能耗極高。張教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高效低能耗的CO?相變吸收劑，就像“活性炭海綿”一樣高效吸附CO?，卻能把再生能耗降低32.6%。同時(shí)，通過優(yōu)化工藝算法，還能將年化成本和CO?能耗成本再降三成左右。
運(yùn)輸環(huán)節(jié)更是“技術(shù)活”。CO?在管道里可能是氣態(tài)、液態(tài)或超臨界態(tài)，溫度壓力一變就容易“鬧情緒”，導(dǎo)致管道堵塞；雜質(zhì)會加劇腐蝕；復(fù)雜地形還可能形成“段塞流”——管道里一會兒氣一會兒液，沖擊設(shè)備。
隨著油氣勘探開發(fā)向深海和深層、超深層進(jìn)展，極端條件下水合物防治和在線監(jiān)測尤為重要。張教授團(tuán)隊(duì)搭建了國內(nèi)首套極端條件下CO?管道輸送高壓實(shí)驗(yàn)環(huán)道平臺，自主研發(fā)了不同形式與孔徑條件下CO?泄漏實(shí)驗(yàn)與監(jiān)測平臺，和CO?水合物綠色抑制劑，形成了CO?管道輸送仿真模擬與優(yōu)化技術(shù)。能模擬不同孔徑下的泄漏情況，保障管道安全運(yùn)行。
張引弟透露，經(jīng)過研究團(tuán)隊(duì)多年來與合作單位共同研發(fā)，該技術(shù)已經(jīng)在中石化勝利油田、中石油吉林油田、華北油田和延長油田得到應(yīng)用。“CO?捕集、管輸及注入管柱氣密封檢測關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得省部級技術(shù)發(fā)明一等獎，未來研究團(tuán)隊(duì)還將朝著“CO?高效捕集-安全管輸-設(shè)備與管柱持續(xù)注入”一體化安全、高效關(guān)鍵技術(shù)努力，通過與智能化和新能源結(jié)合，實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級，推動能源生產(chǎn)綠色低碳與可持續(xù)發(fā)展，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
讓CO?變身地下油藏的“助推器”
被安全送達(dá)地下的CO?，并非就此“沉睡”，長江大學(xué)盛廣龍教授、魏凱教授團(tuán)隊(duì)，分別賦予了它油田“增產(chǎn)劑”和大型“充電寶”的雙重身份，讓其在地下大顯身手，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值與環(huán)保價(jià)值的雙贏。
“我們的工作，通俗說就是請CO?‘出山’，把地下難采的油和氣‘請’出來?！笔V龍教授介紹，現(xiàn)在很多油氣藏在幾千米深的納米級孔隙里，常規(guī)方法難以“動彈”。
盛廣龍教授
怎么請？一是“暴力破門”——將高壓CO?高速注入地下，把巖石壓出復(fù)雜裂縫，讓油氣有了流動通道。“這比傳統(tǒng)水力壓裂造出的縫更復(fù)雜，通道更多?！倍恰皽厝嵯♂尅薄狢O?注入后會溶于原油，讓原本像“稠粥”一樣的原油變稀，流動性更強(qiáng)，更容易被采出。
這項(xiàng)技術(shù)的效益驚人。“我們的應(yīng)用采收率能提高3.5個百分點(diǎn)?！笔V龍教授說，“大家可能對這個數(shù)字沒概念，在我國原油儲量下，采收率每提高一個百分點(diǎn)，就相當(dāng)于再造一個大慶油田。3.5個百分點(diǎn)，效益非常明顯?！倍⑷氲腃O?，最終會有相當(dāng)一部分（約53%）永久封存于地下，既增產(chǎn)又減碳。目前，該技術(shù)已在勝利油田、延長油田、大慶油田落地應(yīng)用，不僅能提升原油、天然氣供應(yīng)，還有希望能讓油價(jià)、家庭燃?xì)鈨r(jià)格更親民，直接惠及普通百姓。
把廢棄油氣庫變成“綠色充電寶”
“我們做的工作簡單來說就兩件事：第一，給CO?‘充電’——用風(fēng)能、太陽能發(fā)的多余電力，把CO?壓縮、液化，把電能存起來；第二，讓CO?‘放電’干活——需要用電時(shí)，把高壓的CO?釋放出來推動機(jī)器發(fā)電，或者讓它去幫油田增產(chǎn)、去地下取熱?！遍L江大學(xué)新能源研究所所長魏凱教授這樣解釋CO?儲能的神奇原理。
他進(jìn)一步說明，這個過程就像家里空調(diào)或熱泵的“放大版”。在風(fēng)電、光伏發(fā)電多的“低谷期”，用多余的電驅(qū)動壓縮機(jī)，把CO?壓縮成高溫高壓流體，將電能轉(zhuǎn)化為“壓力能”和“熱能”儲存起來，CO?本身則變成液態(tài)存于罐中；到了用電高峰，再把儲存的熱量加給它，液態(tài)CO?瞬間氣化膨脹，像噴氣引擎一樣推動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
魏凱教授
“這就像一個巨大的‘能量銀行’?！蔽簞P教授說。相比其他儲能方式，CO?儲能優(yōu)勢明顯：一是能量密度高，儲同樣多的電，罐子可以小很多；二是選址靈活，城市邊上、工業(yè)園區(qū)都能建；三是既是“儲能高手”，也是“多面手”，除了發(fā)電還能同時(shí)供冷供熱。
那么，這項(xiàng)技術(shù)和普通人有什么關(guān)系？魏凱教授用生動的場景作了解答：“一是讓家里的燈更‘綠’——我們存起多余的風(fēng)光電，用電高峰時(shí)放出，您家空調(diào)、電視用的電就更可能來自清潔能源；二是讓夏天用電更‘從容’——我們的技術(shù)還能儲冷，晚上便宜時(shí)制冰存起來，白天最熱時(shí)給商場、寫字樓制冷，既緩解電網(wǎng)壓力，又能幫大家省電費(fèi)。還能助力‘雙碳’，讓空氣更好——我們把工業(yè)排放的CO?抓回來干有用的事，最后大部分封存回地下，既利用了價(jià)值，又減少了排放，守護(hù)藍(lán)天白云?！?/p>
同時(shí)，魏凱教授團(tuán)隊(duì)的研究還能將廢棄的油氣庫也變成“充電寶”，讓老油田煥發(fā)新生?！皬U棄油氣庫本身就是天然的‘壓力容器’——這些開采完的油氣藏，有良好的封閉性、巨大的存儲空間和天然的多孔巖石結(jié)構(gòu)。與其花巨資在地面建高壓儲罐，不如直接利用地下這個現(xiàn)成的、安全的‘大倉庫’?！彼嘎叮瑘F(tuán)隊(duì)研發(fā)的3MW電加熱器預(yù)計(jì)2026年在鄂爾多斯盆地開展現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。多位專家預(yù)計(jì)，2030年前后有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
向2035年減排超1000萬噸邁進(jìn)
論壇現(xiàn)場學(xué)術(shù)氛圍濃厚。中國石化勝利油田分公司副總地質(zhì)師張世明分享了CCUS技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用的寶貴經(jīng)驗(yàn)；中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所研究員馬洪嶺帶來了鹽穴壓縮空氣儲能的最新進(jìn)展；四川大學(xué)國家杰出青年科學(xué)基金獲得者余達(dá)剛、南京大學(xué)國家杰出青年科學(xué)基金獲得者祝艷，分別展示了相關(guān)前沿探索。
9個專題報(bào)告同樣精彩紛呈，來自中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所、中國科學(xué)院上海高等研究院、長江大學(xué)的專家學(xué)者分別圍繞低碳催化、二氧化碳高價(jià)值轉(zhuǎn)化、二氧化碳封存利用等熱點(diǎn)方向，匯報(bào)了各自團(tuán)隊(duì)最新的研究進(jìn)展與思考。報(bào)告內(nèi)容既有基礎(chǔ)科學(xué)問題的深度探索，也有面向?qū)嶋H應(yīng)用的技術(shù)突破。
研討會
“全重實(shí)驗(yàn)室CCUS技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用成效顯著，未來將聚焦核心技術(shù)攻關(guān)與裝備升級，力爭2035年實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排超1000萬噸?！遍L江大學(xué)黨委書記王建平在致辭中透露的這組數(shù)據(jù)，讓在場者印象深刻。
據(jù)介紹，學(xué)校已舉全校之力，形成了以李陽院士為首席科學(xué)家、6名國家級人才為核心，36名骨干人員為中堅(jiān)力量的研究團(tuán)隊(duì)，研究領(lǐng)域涵蓋二氧化碳極端條件下轉(zhuǎn)化的五大方向。自建設(shè)以來，實(shí)驗(yàn)室新增大型設(shè)備共46臺套，累計(jì)投入超過7200萬元，自主培養(yǎng)的國家自然科學(xué)基金A類項(xiàng)目獲得者等人才成果，以及與中石油、中石化、中海油等單位合作的顯著應(yīng)用成效，都標(biāo)志著這個實(shí)驗(yàn)室正朝著打造國家戰(zhàn)略科技力量的目標(biāo)堅(jiān)實(shí)邁進(jìn)。
中國工程院院士李陽在討論中勉勵大家：“要力爭在基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域取得更多‘從0到1’的突破，為實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)貢獻(xiàn)不可替代的科技力量?！?/p>
