碳捕集技術推廣應用前景廣闊
編者按 有數據顯示，1990年至2009年，全球共公開了11萬余篇低碳技術專利申請。2004年以來，全球低碳技術專利申請量激增。根據國際能源機構在2009年12月公布的《清潔能源研究、開發和示范的全球差距》中對低碳技術的分類，我們將從知識產權視角，對太陽能、建筑和工業節能、碳捕捉和儲存、風能、智能電網、生物能源、先進交通工具等8個低碳分支領域，做一組低碳技術專利發展態勢報告的系列報道，敬請讀者關注。
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上海石洞口第二電廠二氧化碳捕集 |
低碳名片
碳捕集和封存
碳捕集和封存，是指將工業生產產生的二氧化碳，或者大氣中的二氧化碳通過吸收、捕集等方式分離出來，并且固定下來或者輸送到一定地方儲存，或者使用所獲得的二氧化碳作為原材料進行生產。這套技術體系簡稱CCS技術，旨在減少二氧化碳對氣候變化的負面影響。
目前全球每年有300多億噸的二氧化碳排放到大氣層中。其中約有40％來自發電廠、23％來自運輸行業、22％來自水泥廠、鋼廠和煉油廠。目前，在燃煤發電廠等大型工業領域應用CCS被認為是最現實的減排二氧化碳的技術途徑，甚至國際上有專家樂觀預測，隨著這項技術的日臻純熟，最終將使全球發電廠的二氧化碳減排90％。
把二氧化碳逮捕、拘禁起來？對于普通人來說，或許是一個新鮮的科學創意。但這個科學創意，已經被科學家們琢磨了數十年了。
目前將二氧化碳捕集技術作為自己主要科研方向的清華大學化學工程系陳健教授告訴記者，早在1990年的IPCC（政府間氣候變化委員會）報告中，便把二氧化碳捕集作為減少溫室氣體對氣候變化負面影響的重要技術方向之一，“很早以前，我們就已經意識到這項技術是可以儲備的，但那時，碳捕集和儲存在當時的中國技術大背景下，顯得太過前沿了。”陳健說。與此同時，在國際上，CCS作為一種被看好的減排技術，長時間處于原地踏步，一直有國際大公司關注并做相關試驗，但并沒有在降低碳捕集成本上有大的突破，所以該技術一直沒有商業化。
各國專利布局悄然開始
近幾年，二氧化碳等溫室氣體排放導致氣候變暖這一理論逐漸被世界科學界接受，減少二氧化碳排放迫在眉睫，一時間CCS成為熱門。
美國、日本、澳大利亞等技術發達國家和地區紛紛致力于碳捕集技術上。日本內閣會議于2008年通過的《建設低碳社會的行動計劃》中提到，在2020年前實現CCS技術的應用，并將成本降低50％。歐盟計劃投資60億―70億歐元在全球建立12個CCS示范項目，并計劃規定所有2020年以后新建的火力發電站都采用CCS技術。記者從阿爾斯通公司了解到，阿爾斯通在全球擁有11個CCS示范項目，其更是堅信到2015年CCS便可能實現全面商業化。美國這兩年也擬投入20多億美元用于3―5個CCS示范項目，同時今年剛宣布投入6700萬美元用于10個CCS研究項目。
就在CCS在國際上高潮迭起的時候，中國電廠的脫硫高峰恰好告一段落。2006年，清華大學、華東理工大學、中科院地質所、華能集團等十幾家單位聯合承擔國家“863”重點項目――――“二氧化碳的捕集與封存技術”，這意味著繼電廠脫硫之戰后，我國開始將減排目光投向電廠脫碳。在此期間，我國企業也開始嘗試建設了一些示范性工程。華能集團在北京高碑店的二氧化碳捕集項目于2008年北京奧運會之前投入運行，該項目每年可以捕集3000噸二氧化碳。2009年7月華能緊接著又在上海上馬他們的第二個碳捕集項目。中電投、中石化、神華等大型能源企業也紛紛建設了自己的示范項目。
紛紛上馬示范項目，急切地將實驗室成果應用到產業當中去，商業化日期一再被樂觀地提前再提前……隨著CCS在全球進程加快，實際上各方在知識產權上的角逐、布局已經開始。據記者查詢統計，清華大學全校已經在CCS技術上提交了13項發明專利申請，列國內首位。陳健告訴記者，雖然其中大多數仍處于實驗室階段，但希望為形成具有我國自己知識產權的先進的CCS關鍵技術作一些貢獻。 “當初電廠脫硫就給了我們很大教訓，當國內開始大規模做電廠脫硫這項工作的時候，發現大多數技術已經被國外公司的專利布局布滿了，很難繞開。所以，我們這個CCS的“863”項目，十分強調專利，不能讓脫碳像脫硫那樣被動。”陳健說。
顯然，CCS越來越像太陽能、風電等技術一樣，雖然尖端，但可能是將來的“必備”技術，如果在這方面缺少知識產權優勢，發展必將受到限制。
跨行業合作研發至關重要
二氧化碳捕集技術主要有三種：燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒等。目前主流的技術路徑集中在燃燒前和燃燒后，特別是燃燒后可以應用于常規電廠、鋼鐵水泥等主要行業常壓煙道氣中捕集CO2。
不論是燃燒前捕集二氧化碳，還是燃燒后捕集二氧化碳，不論是改造現有電廠的設備，還是在新建電廠中嵌入CCS,都是將化工系統熟悉的技術應用到電力系統，進一步封存需要石油和地質部門的工作，這涉及到多個行業技術的交集、整合。
從目前申請專利的質量上看，我國在CCS領域的技術實力和研發實力差不多與國外相當，有些技術甚至處于領先地位。陳健教授說，既然我們有如此好的技術基礎，中國的電力市場又非常大，可以通過一個好的協調機制，讓電力和化工等多個系統齊心協力把這件事做好。
像一些跨國公司本身就是各種發電設備的設計和制造商，這種獨特的身份，就具有了一種天然的跨界優勢。另外值得一提的是在研發機制的設計上，在新興戰略產業領域，西方發達國家也開始從政府層面組建“國家隊”。類似于“863”項目的組織形式，通過建立跨行業的強強聯合的產學研一體化研發隊伍，以“國家隊”的形式來參與國際競爭。
除了行業間的跨界合作，國際間的合作空間也是存在的。在歐洲的很多示范項目都是跨國公司之間的合作項目。而美國、歐盟也紛紛向中國拋出橄欖枝，他們都表示愿意與中國在技術、資金和制度設計及商業模式上通力合作。但實際上在國際氣候變化談判中的環境友好技術的轉移議題的進展一直緩慢，表明西方國家在CCS等技術的輸出上還是持謹慎態度。顯然，在技術為王的競爭法則面前，賣不上一個好的價錢，誰也不會輕易脫手。所以重要的是國內相關各方，應將國際交流的側重點放在如何在交流中強壯自己的實力上。
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