新碳捕获转化技术或改变重工业格局
2025-08-23 10:38
来源:地平线:欧盟研究与创新杂志
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研究人员正测试一种新方法,可从能源密集型行业捕获二氧化碳并转化为有价值的化学品和燃料。2024年11月,希腊氧化镁矿收到七个特殊集装箱,内装捕获二氧化碳并在现场转化化学品的设备,这或改变重工业格局。

图片来源:Pixabay/CC0 Public Domain

长期以来,二氧化碳被视为地球升温的元凶,如今却能转化为客机航空燃料,减少采矿和运输排放。“我们刚开始捕获二氧化碳,这是了不起的里程碑。”氧化镁生产商Grecian Magnesite的研发经理Haris Yiannoulakis博士称。这些集装箱来自罗马尼亚巴西石油公司炼油厂,该碳捕获技术在此作为“ConsenCUS”项目一部分试验,项目涉及七个国家和三个试验点。

欧盟目标是到2030年将温室气体排放量在1990年基础上削减55%,最终到2050年实现工业气候中和。ConsenCUS项目汇集新技术,用于捕获石油精炼、采矿和水泥生产这三个难减排行业的二氧化碳,这些行业面临双重挑战,二氧化碳既来自化石燃料燃烧,也来自原材料本身。

以希腊菱镁矿矿区为例,开采并加热菱镁矿至2000摄氏度生成氧化镁,此材料对欧洲众多行业至关重要,但热处理过程中菱镁矿分解和所需燃料都会释放二氧化碳。荷兰Wetsus研究所化学工程师Sara Vallejo Castaño解释,希腊试验工厂分三步解决二氧化碳转化问题。首先,捕集塔将二氧化碳从工厂废气中分离,与水和氢氧化钾混合生成碳酸钾锁定二氧化碳;其次,利用电力提高溶液酸度释放二氧化碳,此方法比传统加热或使用危险化学品更简单环保;最后,将二氧化碳转化为甲酸,这是一种简单、天然存在的化学物质。

荷兰非营利组织新能源联盟的ConsenCUS协调员Dirk Koppert表示,荷兰公司Coval Energy已利用二氧化碳生产甲酸,该甲酸被微生物转化为脂肪和蛋白质,蛋白质可作牛和鱼饲料原料,脂肪酸有望成航空燃料替代品。

这项新技术的首个测试地点在丹麦北部的奥尔堡波特兰,这是欧洲最大的水泥制造商之一。自1889年运营以来,该厂每年生产多达180万吨灰水泥和80万吨白水泥,可持续性是其卖点,目前使用非化石燃料满足灰水泥生产30%以上供暖需求。公司可持续发展总监Jesper Damfoft称,他们正减少对化石燃料的依赖和二氧化碳排放,但水泥生产过程仍会释放二氧化碳。奥尔堡水泥主要成分是从利姆峡湾水道疏浚的沙子和当地采石场的白垩,富含钙的白垩加热到约1500摄氏度形成石灰,加热时白垩中的碳和氧原子结合形成二氧化碳气体,使水泥生产成为全球主要排放源,占世界总量的7% - 8%。解决方法是捕获二氧化碳并储存地下或用于其他用途,如制造甲酸。

根据欧盟排放交易机制,2025年6月企业每超额排放一吨二氧化碳需支付约73欧元,预计价格将上涨。Yiannoulakis称碳价相对低,但预计到2030年达每吨150欧元,欧洲工业界须做好准备。这项新捕集技术将在希腊测试至今年6月,希腊希望其更接近商业化工厂并用于捕集二氧化碳。要实现捕获二氧化碳气体并生产所需化学物质,需十几个行业和研究合作伙伴齐心协力,包括来自加拿大和中国的大学合作伙伴。Koppert说,没有欧盟资金就无法建设项目并测试技术。

然而,技术专长只是部分内容。苏格兰罗伯特戈登大学的雅各布尼尔森纳特研究如何让公民在新技术中发声,他和同事科斯塔斯·斯塔夫里亚纳基斯发明了一款纸牌游戏推动碳捕获讨论。两人相信会取得成果,斯塔夫里亚纳基斯强调行业需与当地民众沟通,让社区参与项目推进。

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