二氧化碳的捕集、利用和封存是化石能源未来大规模减排的核心技术或者是关键技术，也是未来我们国家实现碳中和的托底技术。
——华能集团科技部主任 许世森
在全球应对气候变化的紧迫背景下，减少温室气体排放已成为各国共同面临的重大挑战。我国明确提出“双碳”目标，标志着绿色低碳转型已上升为国家战略，亟需在能源、工业等关键领域探索切实可行的减排路径。碳捕集技术作为实现深度脱碳的重要选项，正逐步从技术示范走向规模应用，其发展对于推动重点行业转型升级、保障国家能源安全具有深远意义。
工业部门尤其是电力、钢铁、水泥和化工等行业，是碳排放的主要来源，其生产过程往往伴随难以避免的二氧化碳排放。在这些领域，单纯依靠能效提升或燃料替代难以实现彻底脱碳，因此碳捕集被视为不可或缺的技术补充。推动该技术的成熟与推广，不仅关乎行业自身的可持续发展，也是构建未来低碳工业体系的关键一环。
当前，碳捕集技术正处于从试点示范迈向商业化推广的关键阶段。尽管已在多个行业展开实践，但仍面临成本、能耗及系统集成等多重挑战。进一步推动技术创新、完善政策支持、促进产业链协同，将成为加速其规模化应用、支撑碳中和目标实现的重要动力。
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论文指出，碳捕集是目前实现大规模温室气体减排的重要技术手段，是电力、钢铁、水泥、化工等重点行业深度脱碳的可行技术方案。碳捕集的主流技术包括化学吸收法、固体吸附法、膜分离法以及全氧燃烧技术，已在多个领域展开应用。目前，化学吸收法应用最广泛，适用于电力、石化、钢铁等多个行业。此外，针对行业中不同 CO2浓度捕集问题，压缩液化-低温精馏及化学吸收-固体吸附耦合方法分别用于石化和钢铁行业。总体来看，当前重点行业碳捕集技术面临的主要问题有投资运行成本高，吸收剂性能有待提升，不同行业中碳捕集技术的应用场景有所差异等。针对这些关键问题，应加快研发新型高效吸收剂与智能配胺技术，以大幅降低再生能耗并提升对烟气波动的适应性；同时，需开发高通量、低能耗的核心设备内构件，以缩小设备体积、降低运行成本，从而驱动百万吨级项目的规模化应用。
论文构建了一个以重点行业差异化需求为核心的分析框架，系统性地揭示了电力、石化、钢铁、水泥等行业因排放源浓度、工艺集成度及烟气杂质成分不同而面临的独特技术挑战，并据此提出了极具针对性的、面向工程应用的解决方案路径。其核心创新体现在将技术对策与行业特定场景深度耦合，例如针对钢铁行业多流程、浓度波动的特点，前瞻性地提出开发“智能配胺技术”和“碳捕集耦合余热回收”工艺模型；针对水泥行业高粉尘烟气，强调全氧燃烧与化学吸收法的工艺耦合以降低能耗。这种从行业痛点出发、指向规模化应用瓶颈的差异化与系统化对策研究，超越了单纯的技术罗列，为推进碳捕集技术在复杂工业场景中的落地提供了清晰的、可操作的研发与工程化思路。
该论文出自《环境工程技术学报》，由来自华北电力大学、生态环境部、北京科技大学的多位专家共同撰写。
论文部分内容如下：
碳捕集作为大规模温室气体减排的核心技术，主流方法包括化学吸收法、固体吸附法、膜分离法及全氧燃烧技术，已在多个行业落地应用。其中化学吸收法因捕集效率高、系统集成度强，成为电力、石化、钢铁等行业的主要选择；石化行业针对高浓度CO₂气源采用压缩液化-低温精馏技术，钢铁行业则通过化学吸收-固体吸附耦合方法应对复杂排放场景，水泥行业则探索全氧燃烧与钙循环技术的融合应用。
当前重点行业碳捕集仍面临多重挑战：投资与运行成本居高不下，以燃煤电厂为例，碳捕集装置运行成本约300元/吨；吸收剂性能有待突破，存在再生能耗高、稳定性不足等问题；不同行业排放特征差异显著，钢铁行业多点源、多浓度的排放特性增加了技术适配难度。
为推动碳捕集技术规模化应用，需从三方面突破：加快新型高效吸收剂研发，如相变吸收剂可降低50%以上再生能耗，智能配胺技术能提升对烟气波动的适应性；开发高通量、低能耗的核心设备内构件，缩小设备体积并降低运行成本；针对行业特性制定差异化方案，如石化行业优化压缩液化工艺，钢铁行业整合余热回收与碳捕集系统，从而驱动百万吨级项目落地。
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