重要论述
※我们率先开发风电、光伏,走的路现在看是有前瞻性的,同时,煤电是我们能源的家底,是要发挥托底作用的。一定要坚持走清洁、低碳发展的路子。
春天的陇东大地，生机盎然。甘肃庆阳的正宁电厂内，1号、2号机组稳定运行，源源不断的电能经电网送往千家万户与生产一线。
正宁电厂是国家重大能源通道“陇电入鲁”工程的重要配套调峰电源，承担着筑牢区域电力保供防线、保障能源安全稳定供应的重任。这里有个“碳捕手”，即去年9月正式投运的全球规模最大煤电碳捕集示范工程——华能正宁电厂150万吨/年二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）示范工程（以下简称“正宁电厂示范工程”）。通过“碳捕手”，煤炭燃烧时产生的二氧化碳在吸收塔和再生塔内与吸收剂进行化学反应，从而被捕集，之后再被利用与封存。这一工程，可推动陇东优质煤炭资源实现高效清洁利用、就地转化增值。
CCUS是实现“双碳”目标的核心关键技术之一。自2021年以来，我国CCUS产业加速布局、规模持续扩容。乘着行业发展的东风，正宁电厂示范工程凭借哪些硬核实力脱颖而出？这份服务国家“双碳”战略目标与煤电绿色转型的方案，又蕴含着怎样的时代意义？带着这些问题，记者采访了中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司（以下简称“华能清能院”）正宁电厂示范工程研发团队，在对话中探寻“中国方案”的创新密码。
破局突围：从跟跑到引领，助力煤电低碳发展
能源是国民经济的命脉，能源保障与安全直接关系国计民生，关乎发展全局。作为世界上最大的能源生产国和消费国，我国维护能源安全的坚实底气，一方面源自煤炭、石油、天然气、非化石能源等一次能源的综合供给能力，另一方面则得益于发展方式绿色转型取得的扎实成效。
立足我国富煤、贫油、少气的资源禀赋，煤电凭借稳定可靠、调峰能力突出的优势，在当前及今后较长时期内，仍将承担“基础保障+系统调节”的重要功能。但与此同时，煤电行业碳排放总量偏大的现实，也迫切要求加快低碳化改造步伐，纵深推进能源绿色低碳转型。
“实现‘双碳’目标，既要大力构建新型能源体系，也要推动传统能源主动担当作为，探索出一条切实可行的低碳发展路径。”华能清能院院长肖平表示。
煤电作为电力系统的“压舱石”，必须在牢牢守住能源安全底线的前提下推进绿色转型，绝非简单的“去煤化”，而是要全力攻克“用煤不排碳”这一关键技术难关。CCUS正是攻克难关的重要抓手。
放眼全球，欧美在CCUS技术研发与应用领域起步较早。1972年，美国二氧化碳年捕集规模便达到40万至50万吨；20世纪90年代起，欧洲聚焦二氧化碳封存技术，陆续建成一批示范工程。进入21世纪，在应对气候变化的共识下，CCUS作为核心减碳技术受到各国高度重视，我国也加快布局。
在发展初期，我国CCUS发展面临技术“封锁”、装备依赖进口、关键材料受制于人等困境。我国在引进、消化、吸收的基础上逐步追赶，为后续突破积蓄了坚实力量。历经二十余年深耕，我国煤电领域的CCUS项目从每年捕集3000吨提升至50万吨，并迈向自主研发、成熟应用。
“经过这段‘技术长跑’，我们有更足的信心、更强的实力给出CCUS的‘中国方案’。”对于华能清能院副总工程师、温室气体减排部主任郜时旺及其团队来说，这个方案的目标清晰而坚定。
在规模上，实现从“跟随”走向“引领”的转变。在正宁电厂示范工程建成之前，我国在燃煤电厂百万吨级碳捕集示范工程方面存在空白。“中国作为全球煤电装机规模最大的国家，必须打造属于自己的百万吨级‘母舰’，推动碳捕集示范项目从‘十万吨级试验’向‘百万吨级工业化应用’跨越。”郜时旺说。作为全球规模最大煤电碳捕集示范工程，正宁电厂示范工程每年可捕集的二氧化碳量，相当于60万辆汽车一年的碳排放量，可助力燃煤电厂实现大规模、工业化深度减排，推动煤电绿色清洁发展，助推碳中和目标实现。
在装备上，要实现从“引进”到“自主”的跨越。“核心装备100%国产化”“不能让人‘卡脖子’”，每每谈及自主研发，郜时旺的语气不自觉地变得高亢。他说，无论是全球首创的“二塔合一”复合式吸收塔，还是填补国内空白的八级超临界二氧化碳压缩机，唯有实现完全国产化，才能真正筑牢发展底气。
在系统集成上，则要追求“捕碳”与“调峰”的协同。这是正宁电厂示范工程区别于国际同类项目的一大亮点。在郜时旺眼中，团队打造的并非单一环保设备，而是可与电网深度融合的“智慧型”碳捕集系统。该系统能够动态调整负荷，使煤电机组在高效捕集二氧化碳的同时，灵活适配电网调度需求，切实保障电力供应安全稳定。
攻坚破难：在“无人区”蹚路，锻造自主创新硬核实力
2026年，从正宁电厂燃煤机组捕集到的二氧化碳，被注入地下3000米深的咸水层进行永久地质封存。这是正宁电厂示范工程正式运行后取得的阶段性成果。
成果令人欣喜，背后的攻坚克难、精益求精值得回味。
“正宁电厂示范工程的每一步，都是在为未来探索一条可行的减排路径。”坚守这份信念，研发团队为正宁电厂示范工程设定了几个核心指标，其中之一是二氧化碳纯度达99%以上。
99%，意味着近乎纯净的产品品质。经碳捕集系统处理后的二氧化碳，纯度达到99%以上，这意味着它不再是工业废气，而是可以进入化工合成甚至精密焊接领域的资源。
记者了解到，捕集率越高，往往能耗越高；要求纯度达到99%，核心装备必须过硬，自主创新是唯一的出路。
“以前我们更多是在跟踪国际前沿，看别人怎么做、学别人怎么做。但核心技术买不来，更何况在这个工程中，我们面对的是全球最大规模、没有任何成熟经验可照搬的‘无人区’，只能靠自己干。”华能清能院温室气体减排部副主任牛红伟告诉记者，从27层楼高的“二塔合一”复合式吸收塔的设计，到八级超临界二氧化碳压缩机的攻关，再到深部咸水层多层封存体系的构建，“每一天都在面对未知，每一个环节都在逼自己蹚出一条路。”
这是一条啃硬骨头的研发之路。以八级超临界二氧化碳压缩机为例，它是负责加压输送二氧化碳的动力“心脏”。研发团队调研发现，当时国际上能生产此类压缩机的厂家屈指可数，而且对中国实行技术封锁；国内最高只能做到六级压缩，无法满足大规模、长距离二氧化碳传输与利用需求。困境之下，研发团队与设备厂家从基础研究做起，从材料、转子动力学到流道设计，一步步啃硬骨头，先后攻克了多级高速复杂轴系稳定性、窄流道三元闭式叶轮加工等一系列技术难关，最终设计出国内首台八级超临界二氧化碳压缩机，为捕集后二氧化碳大规模管道输送与封存提供了重要设备支撑。
这也是一条精益求精之路。在工程推进过程中，研发团队总在打磨细节：面对复合式吸收塔结构复杂、焊接量大、高空作业面紧张的挑战，通过多次试验，推出“外钢架、筒体、内件分层循环流水作业”模式，保证了一万余次安全起吊；为了验证“捕碳+调峰”协同运行的技术可行性，他们连续多天守在集控室，盯着运行参数界面，不断调整装置参数，直至装置运行技术指标满足设计要求，可随煤电机组运行情况动态调整碳捕集系统负荷。
这还是一条敢于试错的优化之路。“实验室里的技术再成熟，只有通过真实、复杂的燃煤烟气验证，才能从样品变成产品，最终推向市场变成商品。”令牛红伟印象深刻的是建设调试阶段的一次次试验，“从实验室到工厂，小试成功的工艺，在放大百倍千倍后，因流体的分布、传质传热的效率会发生巨大变化，很可能达不到目标值，甚至会出现致命缺陷。”研发过程中，无数次失败让大家深切体会到科研不是一帆风顺的坦途，而是布满荆棘的攀登。但也正是在一次次推倒重来中，正宁电厂示范工程的“二塔合一”复合式吸收塔空间利用率变得更高、结构性能变得更优，自主研发的二氧化碳捕集吸收剂突破了再生能耗高、降解严重的难题，关键技术指标达到国际领先水平。
向绿而行：聚力迭代优化，续写低碳转型篇章
正宁电厂示范工程的正式投运，其意义不仅在于验证了我国CCUS技术的成熟可靠性，更在于向全球碳减排领域递上了一份兼具实力与温度的“中国方案”：
一套“全链条自主创新，核心装备100%国产化”的技术装备体系，从此任何国家想发展CCUS，都多了一个“中国选项”；
一种“煤电低碳转型+能源安全保障”协同发展的系统范式，证明了能源转型可以通过技术创新，实现发展与减排的平衡；
一条“产学研用协同、创新联合体攻关”的产业培育路径，有效整合了碳捕集、输送、利用、封存全链条资源，凝聚起多方力量，合力把CCUS产业链的“蛋糕”做大、做优、做扎实，为产业高质量发展筑牢根基。
随着工程的投运，研发团队再次忙碌起来，向着更高目标稳步迈进。
“站在新的起点，我们的工作重心将从‘建设攻坚’向‘运维优化、迭代升级’阶段推进。”华能清能院温室气体减排部刘汉明博士告诉记者。
运维优化阶段，核心目标是让整套装置“跑得更稳、更省、更高效”。投运之后，研发团队的首要任务便是持续优化运行参数，全面验证装置长周期稳定运行的可靠性。“我们将在实际运行中精准验证每一组数据，不断优化吸收剂配方、降低再生能耗，力争让这套系统的能耗再降一步、效率再提一截，充分释放技术潜力。”刘汉明补充道。
当前CCUS面临的最大瓶颈是成本。到了迭代升级阶段，就要通过规模化示范，让技术“成本更低、竞争力更强”。记者获悉，团队将在高效、低能耗二氧化碳吸收剂研发领域持续攻坚，突破关键技术瓶颈；同时，将以正宁电厂为核心枢纽，积极探索与周边油田、化工企业的深度协同模式，逐步构建起“碳捕集—资源化—收益反哺”的商业闭环，让CCUS真正从“可行”走向“可持续”。
展望未来，CCUS是一个需要长期坚守的方向，征途注定不是一马平川，需要耐得住寂寞、扛得住压力、经得起波折。只有以勇敢为翼、以恒心为伴，才能在绿色转型的战场上破局而立，书写属于这一代科研工作者的硬核答卷。（记者 陈瑶）
【记者手记】
最动人心是情怀
陈瑶
在正宁电厂，示范工程的成效闪烁着耀眼光芒，同样闪亮的还有一群平凡科研工作者的奋斗历程。他们幽默又鲜活，将碳捕集过程中二氧化碳与吸收剂的反应巧作比喻：吸收塔是“淋浴间”，燃煤产生的烟气从“淋浴间”下端涌入；吸收剂是特制的“洗澡水”，从塔顶喷淋而下，“能像磁铁吸铁屑一样，只把二氧化碳‘抓’进液体里，而让洁净的烟气排出”。这份鲜活背后，是对科研的热爱与对生活的细致观察。
最打动人的，是他们藏在坚守里的家国情怀。“心中装着‘国之大者’”“必须走通‘中国路’”，一句句真挚话语，道出了科研工作者20年坚守不变的初心，也彰显了突破国外技术封锁的决心。
微光虽小，照亮前行路；逐光而行，路虽远行则将至。从技术跟跑到引领，从工程投运到迭代优化，扎根一线的科研人，以初心为炬，怀揣信念、坚韧不拔，在CCUS“无人区”默默探索，终破壁垒，不仅为煤电低碳转型交出了亮眼的中国答卷，更向世界传递了中国科研工作者的执着与担当。
