温室气体变废为宝？中国巨头正构建一条看不见的“地下碳长城”

当我们关注蓝天保卫战时，一场发生在工厂深处和地底下的技术革命正在悄然改变碳的“命运”。在全球能源转型的关键节点，一种曾被视为“未来技术”的碳管理方案正在中国加速落地，它不仅关乎减排，更关乎能源安全与产业未来。

从CCS到CCUS：一字之差的技术进化

让我们先理清一个关键概念：CCS（碳捕获与封存）是这项技术的“基础版”，核心在于“捕获”与“封存”——将二氧化碳从工业排放源分离，然后安全地封存在地下深处，使其与大气永久隔绝。

而CCUS（碳捕获、利用与封存）则是“升级版”，在CCS基础上增加了“U”（利用）。这意味着二氧化碳不再只是被简单地“埋起来”，而是被视为一种资源，可以转化为化工原料、建筑材料，甚至合成燃料。从“埋碳”到“用碳”，这一字之差，代表着从单纯环保手段向循环经济关键环节的战略性转变。

核心设备：看不见的“碳捕手”与“运输官”

无论是CCS还是CCUS，其技术核心都依赖于一套精密、庞大的工业系统。

“碳捕手”——捕集装置：这是系统的起点。在排放源头（如火电厂烟囱），胺液吸收塔是主流技术，其内部结构如同巨型过滤器，让烟气与特殊化学溶剂充分接触，“抓取”二氧化碳。更先进的燃烧后捕集系统能处理百万立方米级烟气，捕集率超90%。目前，国内设备商正致力于降低其高达系统总成本70%的捕集环节能耗。

“心脏动力源”——压缩机：这是整个链条中技术壁垒最高的关键设备之一。被捕集的二氧化碳需被压缩至超临界状态（类似液体），才能高效运输或封存。这一过程需要多级、大流量、高压力压缩机组，被称为“系统的动力心脏”。值得关注的是，以陕鼓集团为代表的国内动力装备领军企业，已成功研制出用于CCUS的特种压缩机，其高压、密封及耐腐蚀技术达到国际先进水平，打破了国外垄断，成为国产化链条上的坚实一环。

“地下方舟”——封存与监测系统：对于CCS及CCUS的封存环节，核心是将超临界二氧化碳注入地下800米以上的适宜地质构造（如废弃油田、咸水层）。这依赖于专业的注入井和一套庞大的地下监测网络，包括地震监测、井筒测井、压力传感等，如同为地球做“实时CT”，确保二氧化碳安全、永久地停留在地下。

项目难点：攀登能源科技的“珠穆朗玛峰”

CCUS/CCS的规模化应用，绝非易事，它集成了多重尖端挑战：

1. 高昂的成本压力：捕集环节能耗巨大，导致“碳捕集成本”居高不下。目前每吨二氧化碳的捕集成本在300-600元人民币，全流程成本更高。项目的经济性高度依赖于碳市场交易价格或政策补贴。
2. 复杂的技术集成：从捕集、压缩、运输到利用或封存，涉及化工、流体力学、地质、材料等多学科交叉，任何一个环节的短板都将影响全局。大规模、长距离管道输送网络的建设，在国内仍处于起步阶段。
3. 长期的安全焦虑：公众与监管部门最关心的是“封存是否会泄露”。这要求对封存地点的地质构造进行数十年乃至上百年的精确评估与监测，建立绝对的公信力需要时间与海量数据支撑。
4. 亟待完善的政策市场：清晰的碳定价机制、项目审批流程、长期责任界定以及商业化利用渠道，是技术从示范走向产业化的土壤。

国家力量：中国方案与标杆项目

尽管挑战重重，但在“双碳”目标引领下，中国的CCUS产业正以“国家队”为主导，迈入规模化、集群化发展的新阶段。一系列国家级示范项目正拔地而起：

• 国家能源集团作为主力军，布局了多个行业标杆项目。其鄂尔多斯10万吨级煤化工碳捕集与封存示范项目，是中国在深部咸水层地质封存领域的首次成功探索，已安全运营数年，验证了技术的可行性。更大的百万吨级项目也已进入实质推进阶段。
• 陕煤集团榆林的实践，则代表了能源化工基地的集群化减排思路。榆林作为国家级能源化工基地，排放集中、规模巨大，是CCUS技术的最佳应用场景。陕煤正在积极筹划覆盖多个自有煤化工项目的碳捕集与封存中心，旨在打造区域性的碳管理基础设施，为整个产业集群的低碳转型提供公共解决方案。

这些由国央企主导的重大项目，不仅追求技术成功，更肩负着探索商业模式、建立标准体系、降低全产业链成本的国家使命。

重要意义：超越减排的战略价值

发展CCUS/CCS，对中国而言具有多重深远意义：

1. 能源安全的“稳定器”：我国能源结构以煤为主，且短期内难以根本改变。CCUS为煤电、煤化工等传统支柱产业的低碳生存提供了关键技术路径，是在保障能源供给安全前提下实现减排的“现实钥匙”。
2. 工业转型的“护航舰”：对于钢铁、水泥、化工等难以通过电气化减排的“硬骨头”行业，CCUS几乎是实现深度脱碳的唯一选项。它保护了重点产业和产业链的竞争力与就业。
3. 未来能源的“先行者”：CCUS是未来“绿氢”与化石能源结合制取低碳化工品的关键，也是直接空气捕集（DAC）等负排放技术的基础。它是在为构建未来以新能源为主体，但保留必要柔性调节能力的能源系统进行技术储备。
4. 资源循环的“新范式”：通过CCUS将二氧化碳转化为甲醇、可降解塑料、合成石材等产品，正在催生一个全新的“碳循环经济”产业，变“碳负担”为“碳资源”。

结语：一条通向未来的“地下长城”

从国家能源集团在鄂尔多斯的执着探索，到陕煤在榆林的集群化布局，再到陕鼓等装备企业在核心设备上的攻坚克难，中国正举全国之力，系统性地构建一条看不见的“地下碳长城”。

这条长城，不是要将碳简单封存于地下，而是要通过技术创新和产业协同，系统性地管理碳的“来龙”与“去脉”，为庞大的工业体系构建一条通往碳中和时代的“缓冲带”与“转型桥”。这既是一场艰巨的技术长征，也是一场关乎未来国运的产业竞逐。当“捕碳”、“用碳”、“埋碳”成为新兴产业，我们处理的已不仅仅是环境问题，更是在重新定义下一代工业文明的基础逻辑。