碳捕集技术推广应用前景广阔
编者按 有数据显示，1990年至2009年，全球共公开了11万余篇低碳技术专利申请。2004年以来，全球低碳技术专利申请量激增。根据国际能源机构在2009年12月公布的《清洁能源研究、开发和示范的全球差距》中对低碳技术的分类，我们将从知识产权视角，对太阳能、建筑和工业节能、碳捕捉和储存、风能、智能电网、生物能源、先进交通工具等8个低碳分支领域，做一组低碳技术专利发展态势报告的系列报道，敬请读者关注。
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上海石洞口第二电厂二氧化碳捕集 |
低碳名片
碳捕集和封存
碳捕集和封存，是指将工业生产产生的二氧化碳，或者大气中的二氧化碳通过吸收、捕集等方式分离出来，并且固定下来或者输送到一定地方储存，或者使用所获得的二氧化碳作为原材料进行生产。这套技术体系简称CCS技术，旨在减少二氧化碳对气候变化的负面影响。
目前全球每年有300多亿吨的二氧化碳排放到大气层中。其中约有40％来自发电厂、23％来自运输行业、22％来自水泥厂、钢厂和炼油厂。目前，在燃煤发电厂等大型工业领域应用CCS被认为是最现实的减排二氧化碳的技术途径，甚至国际上有专家乐观预测，随着这项技术的日臻纯熟，最终将使全球发电厂的二氧化碳减排90％。
把二氧化碳逮捕、拘禁起来？对于普通人来说，或许是一个新鲜的科学创意。但这个科学创意，已经被科学家们琢磨了数十年了。
目前将二氧化碳捕集技术作为自己主要科研方向的清华大学化学工程系陈健教授告诉记者，早在1990年的IPCC（政府间气候变化委员会）报告中，便把二氧化碳捕集作为减少温室气体对气候变化负面影响的重要技术方向之一，“很早以前，我们就已经意识到这项技术是可以储备的，但那时，碳捕集和储存在当时的中国技术大背景下，显得太过前沿了。”陈健说。与此同时，在国际上，CCS作为一种被看好的减排技术，长时间处于原地踏步，一直有国际大公司关注并做相关试验，但并没有在降低碳捕集成本上有大的突破，所以该技术一直没有商业化。
各国专利布局悄然开始
近几年，二氧化碳等温室气体排放导致气候变暖这一理论逐渐被世界科学界接受，减少二氧化碳排放迫在眉睫，一时间CCS成为热门。
美国、日本、澳大利亚等技术发达国家和地区纷纷致力于碳捕集技术上。日本内阁会议于2008年通过的《建设低碳社会的行动计划》中提到，在2020年前实现CCS技术的应用，并将成本降低50％。欧盟计划投资60亿―70亿欧元在全球建立12个CCS示范项目，并计划规定所有2020年以后新建的火力发电站都采用CCS技术。记者从阿尔斯通公司了解到，阿尔斯通在全球拥有11个CCS示范项目，其更是坚信到2015年CCS便可能实现全面商业化。美国这两年也拟投入20多亿美元用于3―5个CCS示范项目，同时今年刚宣布投入6700万美元用于10个CCS研究项目。
就在CCS在国际上高潮迭起的时候，中国电厂的脱硫高峰恰好告一段落。2006年，清华大学、华东理工大学、中科院地质所、华能集团等十几家单位联合承担国家“863”重点项目――――“二氧化碳的捕集与封存技术”，这意味着继电厂脱硫之战后，我国开始将减排目光投向电厂脱碳。在此期间，我国企业也开始尝试建设了一些示范性工程。华能集团在北京高碑店的二氧化碳捕集项目于2008年北京奥运会之前投入运行，该项目每年可以捕集3000吨二氧化碳。2009年7月华能紧接着又在上海上马他们的第二个碳捕集项目。中电投、中石化、神华等大型能源企业也纷纷建设了自己的示范项目。
纷纷上马示范项目，急切地将实验室成果应用到产业当中去，商业化日期一再被乐观地提前再提前……随着CCS在全球进程加快，实际上各方在知识产权上的角逐、布局已经开始。据记者查询统计，清华大学全校已经在CCS技术上提交了13项发明专利申请，列国内首位。陈健告诉记者，虽然其中大多数仍处于实验室阶段，但希望为形成具有我国自己知识产权的先进的CCS关键技术作一些贡献。 “当初电厂脱硫就给了我们很大教训，当国内开始大规模做电厂脱硫这项工作的时候，发现大多数技术已经被国外公司的专利布局布满了，很难绕开。所以，我们这个CCS的“863”项目，十分强调专利，不能让脱碳像脱硫那样被动。”陈健说。
显然，CCS越来越像太阳能、风电等技术一样，虽然尖端，但可能是将来的“必备”技术，如果在这方面缺少知识产权优势，发展必将受到限制。
跨行业合作研发至关重要
二氧化碳捕集技术主要有三种：燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧等。目前主流的技术路径集中在燃烧前和燃烧后，特别是燃烧后可以应用于常规电厂、钢铁水泥等主要行业常压烟道气中捕集CO2。
不论是燃烧前捕集二氧化碳，还是燃烧后捕集二氧化碳，不论是改造现有电厂的设备，还是在新建电厂中嵌入CCS,都是将化工系统熟悉的技术应用到电力系统，进一步封存需要石油和地质部门的工作，这涉及到多个行业技术的交集、整合。
从目前申请专利的质量上看，我国在CCS领域的技术实力和研发实力差不多与国外相当，有些技术甚至处于领先地位。陈健教授说，既然我们有如此好的技术基础，中国的电力市场又非常大，可以通过一个好的协调机制，让电力和化工等多个系统齐心协力把这件事做好。
像一些跨国公司本身就是各种发电设备的设计和制造商，这种独特的身份，就具有了一种天然的跨界优势。另外值得一提的是在研发机制的设计上，在新兴战略产业领域，西方发达国家也开始从政府层面组建“国家队”。类似于“863”项目的组织形式，通过建立跨行业的强强联合的产学研一体化研发队伍，以“国家队”的形式来参与国际竞争。
除了行业间的跨界合作，国际间的合作空间也是存在的。在欧洲的很多示范项目都是跨国公司之间的合作项目。而美国、欧盟也纷纷向中国抛出橄榄枝，他们都表示愿意与中国在技术、资金和制度设计及商业模式上通力合作。但实际上在国际气候变化谈判中的环境友好技术的转移议题的进展一直缓慢，表明西方国家在CCS等技术的输出上还是持谨慎态度。显然，在技术为王的竞争法则面前，卖不上一个好的价钱，谁也不会轻易脱手。所以重要的是国内相关各方，应将国际交流的侧重点放在如何在交流中强壮自己的实力上。
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