近日,一场关乎地球未来的“碳”索正在广州校园里点燃。中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所研究员彭平安开讲《碳捕集、碳利用、碳封存》专题科普讲座,用深入浅出的语言,揭开了“双碳”目标背后一项不可或缺的关键技术——碳捕集利用与封存技术(CCUS)的神秘面纱,带领同学们踏上了一场“给地球降碳”的绿色科技之旅。

(主办方供图)
本次广州“院士专家校园行”暨白云科技方舟校园行启动活动由广州市科协、市教育局、中国科学院广州分院、团市委主办,市科学技术发展中心、广州院士活动中心、市广播电视台、白云区科协、白云区教育局、白云区城管局、第六十五中学承办。
活动期间,彭平安院士受聘为“广州青少年科学导师”,与第六十五中学的学生代表共同种植凤凰木,传递绿色低碳理念,寄语学子们如凤凰般振翅高飞,在科学的天空中翱翔。
为何要“捉住”二氧化碳?——碳中和的托底技术
实现“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的目标,是我国应对全球气候变化的庄严承诺。然而,在当前主流减排路径中,新能源替代存在技术突破与时间周期的不确定性,而通过陆地、海洋生态系统自然吸收的减排方式,其增汇空间也十分有限。要实现碳中和,除了节能增效、产业升级、新能源替代,还有一项技术不可或缺——即碳捕集利用与封存技术(CCUS)。
CCUS是碳捕集、碳利用、碳封存技术的总称,涵盖了从二氧化碳捕集、运输到资源化利用或地质封存的完整产业链条。作为实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择,CCUS不仅承担着碳中和的“托底”作用,更能保障国家能源供给安全,为新能源替代争取宝贵时间,同时为钢铁、水泥等难减排行业提供可行的减排方案。IPCC历次报告均明确指出,没有CCUS技术,全球碳中和目标将难以实现。
如何“捕捉”二氧化碳?——多元技术与全球实践
碳捕集是CCUS的第一步。彭院士向同学们展示了多种捕集技术:工业分离主要用于天然气中CO2分离,后捕集技术用于钢铁、水泥和煤电行业,还有富氧燃烧、化学循环燃烧等技术。
目前,美洲、欧洲、亚太等地区已建成多个大型碳捕集项目。捕集到的二氧化碳,有的被用于制造化肥、食品饮料,有的用于提高石油采收率。彭院士也坦诚地告诉同学们,碳利用对控制气候的作用有限,真正的关键在于碳封存——把二氧化碳安全地埋回地下深处。
如何处理“捕捉”的二氧化碳?——聚焦地质碳封存
地质碳封存,即将二氧化碳压缩成超临界流体(70bar), 在800米以下的地层封存,这一技术要求封存地要有良好的储层与盖层,及较少断层。目前,碳封存的主要类型有提高石油采收率、枯竭油气田封存、深部咸水层封存、玄武岩封存等方式。“中国拥有巨大的地质碳封存潜力。深部咸水层可封存约2.4万亿吨二氧化碳,枯竭气田可封存约153亿吨,油田可封存约51亿吨。”彭院士介绍道。
把二氧化碳埋到地下,是否安全?彭院士坦诚回答:封存场地存在渗漏、地质灾害、生态等风险,但可以通过科学手段严格管控。他介绍了完整的风险管控流程:选址阶段分析盖层、圈闭、断层;封存前进行地质模拟,预测封存量和最高压力;封存中在二氧化碳中添加示踪剂,用地球物理方法监测地下形态;封存后打监测井、布设台站,甚至用碳卫星从太空“盯”着。彭院士表示:“科学选址、全程监测,是实现地质碳封存安全的必要条件。”
广东方案:向海洋要空间,打造海相封存示范高地
CCUS技术对广东平稳实现碳中和具有特殊重要意义。彭院士表明,广东拥有得天独厚的海相地质封存条件。广东毗邻南海,拥有珠江口盆地等多个近海沉积盆地,这些盆地储层埋深适中,储集空间大,孔隙度高,与上覆泥岩盖层匹配良好,构造活动平静,是理想的碳封存场所。
针对广东的产业特点,彭院士提出三项建议:一是加快开展10万—100万吨级碳封存示范工程,重点攻关新一代低能耗、低成本碳捕集技术,完善场地风险管控与长期监测体系;二是推进雷州半岛玄武岩封存基础研究,为广东提供多元化封存路径;三是制定全省CCUS/CCS集群规划,结合粤东、粤西新增煤电布局与珠三角石化、钢铁、水泥产业分布,构建集约化的碳捕集、运输与封存网络。
此次讲座将前沿的“双碳”科技与国家发展战略紧密结合,不仅为同学们普及了CCUS技术的科学知识,更展现了我国在绿色低碳领域的科技担当。彭院士鼓励同学们关注气候变化与能源转型问题,努力学习科学知识,未来投身碳中和事业,为建设美丽中国贡献青春力量。
广州院士专家校园行简介
广州“院士专家校园行”是由广州市科学技术协会、广州市教育局、中国科学院广州分院联合主办,致力于弘扬科学家精神、优化科教协同育人机制、推动教育科技人才发展、推动培育基础研究后备力量的品牌科普活动。自2017年3月开展以来,先后邀请包括欧阳自远、张景中、陈新滋、刘人怀、钟世镇、黄乃正(中国香港)、方滨兴、杜如虚(中国香港)、林浩然、叶玉如(中国香港)、吴硕贤、刘焕彬、徐义刚、张培震、罗锡文、苏国辉、何宏平、汤涛、刘超、武向平、徐星、陈勇、庄巍、朱敏、刘嘉麒、李永舫、陈新、彭平安等28名院士在内的180多位不同领域的科技工作者,为近40万名中小学生开展近千场科普讲座,成为该市深化科学教育改革,推动教育、科技、人才“三位一体”协同发展的重要实践。(陈赞亮)
责任编辑:蔡劲蓉
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