◎ 文/周海淑 曹 莉

當(dāng)前，中國工業(yè)領(lǐng)域已從高速發(fā)展模式轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展模式，綠色化、低碳化成為工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的“主旋律”。中國作為全球最大發(fā)展中國家和人口最多的國家，能源消費(fèi)總量逐年上升，成為了碳排放的最主要來源?！?020 年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，2020 年全國能源消費(fèi)總量達(dá)到49.8 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同比增長(zhǎng)2.2%。同時(shí)，中國是全球制造業(yè)第一大國，隨著制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的深入實(shí)施，中國制造業(yè)規(guī)模持續(xù)快速增長(zhǎng)，成為了碳排放的另一個(gè)重要來源。中國工業(yè)化發(fā)展亟需向低碳轉(zhuǎn)型，這既是我國高質(zhì)量發(fā)展的需要，也是應(yīng)對(duì)全球氣候變化所展現(xiàn)的大國擔(dān)當(dāng)，對(duì)中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)現(xiàn)代化體系建設(shè)具有重要意義。

2020 年12 月16 日至18 日，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議在北京舉行。會(huì)議確定了明年要抓好的八項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，其中包括做好碳達(dá)峰、碳中和工作。會(huì)議再次明確，要加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)，推動(dòng)煤炭消費(fèi)盡早達(dá)峰，大力發(fā)展新能源，加快建設(shè)全國用能權(quán)、碳排放權(quán)交易市場(chǎng)，完善能源消費(fèi)雙控制度，讓我國二氧化碳排放力爭(zhēng)2030 年前達(dá)到峰值，力爭(zhēng)2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2021 年3 月的全國兩會(huì)上，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)：扎實(shí)做好碳達(dá)峰、碳中和各項(xiàng)工作，制定2030 年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，推動(dòng)煤炭清潔高效利用,大力發(fā)展新能源，加快建設(shè)全國用能權(quán)、碳排放權(quán)交易市場(chǎng),完善能源消費(fèi)雙控制度，實(shí)施金融支持綠色低碳發(fā)展專項(xiàng)政策,設(shè)立碳減排支持工具。

對(duì)于多年從事碳產(chǎn)業(yè)化研究的陳紹云來說，這是令人振奮的消息。想到自己在碳領(lǐng)域的長(zhǎng)期研究，解決企業(yè)難題的往事時(shí)，對(duì)自己的選擇與堅(jiān)持感到欣慰。身為大連理工大學(xué)高級(jí)工程師、博士，遼寧省低碳資源高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，全國工業(yè)催化聯(lián)盟青年工作委員會(huì)委員，陳紹云主要研究領(lǐng)域涉及二氧化碳資源化利用、吸附劑研發(fā)與工業(yè)化、同步脫硫脫硝技術(shù)、碳捕集提純與運(yùn)輸?shù)?，尤其擅長(zhǎng)碳捕集、提純、綜合利用以及運(yùn)輸安全等相關(guān)科研與工程項(xiàng)目的研究，并取得了累累碩果。

結(jié)緣二氧化碳學(xué)科

作為優(yōu)秀的青年教育工作者，他選擇二氧化碳學(xué)科，曾有一段“結(jié)緣”佳話。

剛考上大連理工大學(xué)研究生要選導(dǎo)師時(shí)，本想選擇催化專業(yè)老師的，誰知，這個(gè)專業(yè)的老師已招滿了學(xué)生，聽到自己首選催化導(dǎo)師說“滿了”時(shí)，他當(dāng)時(shí)有種被拋棄的感覺。當(dāng)他問第二位做二氧化碳的老師能不能做他的導(dǎo)師時(shí)，老師直截了當(dāng)?shù)卣f：“一點(diǎn)問題也沒有?！?/p>

對(duì)于學(xué)科老師的爽快回應(yīng)，陳紹云心里暖暖的。導(dǎo)師叫張永春，是以堅(jiān)持做產(chǎn)學(xué)研工作為主的導(dǎo)師。他一直堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向，圍繞氣體行業(yè)搞研究，給企業(yè)解難題。他把學(xué)生當(dāng)舵手，交給他們難題，給予資金支持，讓他們自己開動(dòng)腦筋，破解研究中的難點(diǎn)問題。

陳紹云很快適應(yīng)這種管理模式，他肯吃苦，做事認(rèn)真。導(dǎo)師讓做啥就做啥，一有什么事不會(huì)就學(xué)，經(jīng)常向師兄師姐請(qǐng)教。導(dǎo)師提供的各種支持，令他感到不讀博士就對(duì)不起導(dǎo)師，會(huì)遺憾終身。當(dāng)然，讀博士也不是輕而易舉的事。每當(dāng)他快要放棄時(shí)，看到導(dǎo)師的堅(jiān)持不懈，讓他感到自己也需要堅(jiān)持才行。導(dǎo)師在他內(nèi)心建立了一個(gè)榜樣，使他無論遇到什么困難都要想辦法解決，而不是放棄，或繞道走。

讀博期間，他沒有放棄任何學(xué)習(xí)、合作和交流的機(jī)會(huì)。當(dāng)時(shí)，英國有一個(gè)大學(xué)的頂尖教授來學(xué)校演講，外國教授講到二氧化碳時(shí)，陳紹云勇敢地提出幾個(gè)探討性問題，引起了外國教授的注意，并想和他多交流交流。當(dāng)他知道外國教授正在尋求合作時(shí)，及時(shí)把這個(gè)情況告訴了導(dǎo)師，導(dǎo)師很支持，他立即帶著導(dǎo)師到外國教授住的賓館里面談。外國教授見到陳紹云很驚訝：“我準(zhǔn)備給你發(fā)郵件，沒想到你來找我了?！蓖鈬淌诘暮献饕庀蝻@而易見。談妥后，陳紹云從外國教授那里爭(zhēng)取到了合作項(xiàng)目，也是大連理工大學(xué)第一個(gè)國際合作項(xiàng)目，2009年，歐盟給他們總投資56 萬歐元。在讀博期間，因?yàn)橛羞@個(gè)項(xiàng)目的合作，使他讀博士后也順其自然，最終在國內(nèi)建立了一套最大的超臨界二氧化碳運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。項(xiàng)目做完后，陳紹云被大連理工大學(xué)留了下來。對(duì)他來說，自己的成功，離不開學(xué)校和導(dǎo)師的培養(yǎng)。最重要的是他自己遇到挫折能夠堅(jiān)持不放棄，因?yàn)?，遇到的是好?dǎo)師和好平臺(tái)。這也是緣分所至，使他在碳產(chǎn)業(yè)化研究上將堅(jiān)持不渝。

碳捕集為企業(yè)增效

在陳紹云的印象中，他取得的“全球水泥行業(yè)首個(gè)水泥窯碳捕集純化”研究成果應(yīng)用于國內(nèi)大企業(yè)的要數(shù)海螺集團(tuán)了。那是在江蘇鎮(zhèn)江參加節(jié)能會(huì)議時(shí)，他了解到海螺集團(tuán)正滿世界考察，尋求合作伙伴，他找準(zhǔn)機(jī)會(huì)與集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行交流，事情的順利進(jìn)展出乎他的意料。

江蘇之行結(jié)束后的第二天，海螺集團(tuán)就讓他們?nèi)タ偛窟M(jìn)行詳細(xì)交流，他們給集團(tuán)留下了深刻印象。2018 年4 月底，集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)帶隊(duì)到大連理工大學(xué)考察后，當(dāng)即就拍板合作，建設(shè)“全球水泥行業(yè)首個(gè)水泥窯碳捕集純化示范項(xiàng)目”。集團(tuán)僅過了一個(gè)星期，就通過招投標(biāo)確定了與大連理工大學(xué)合作的合同。集團(tuán)“一把手”親自督促這個(gè)項(xiàng)目，速度相當(dāng)快，效率非常高。

水泥窯碳捕集純化技術(shù)復(fù)雜，多年來在產(chǎn)學(xué)研領(lǐng)域都未能取得實(shí)質(zhì)性突破。陳紹云作為技術(shù)骨干，全程參與項(xiàng)目建設(shè)。該示范項(xiàng)目采用當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域最新技術(shù)，其核心技術(shù)為化學(xué)吸收法。通過工藝加工和精餾后，得到純度為99.9%以上的工業(yè)級(jí)和純度為99.99%以上的食品級(jí)二氧化碳液體。從技術(shù)原理來說，主要分為六大步驟：從水泥窯中采集氣體，氣體進(jìn)入脫硫水洗塔、吸收塔、解析塔、精硫床，完成去雜質(zhì)、提純等各項(xiàng)工序，最后以液體狀態(tài)存儲(chǔ)于罐內(nèi)。打個(gè)比方來說，等于是二氧化碳這個(gè)想從水泥窯逃竄出去的“罪犯”，被及時(shí)攔截下來，并集中予以“收押”，最后實(shí)現(xiàn)“勞動(dòng)改造”。這個(gè)“勞動(dòng)改造”，就是將該項(xiàng)目生產(chǎn)的二氧化碳產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于焊接、食品保鮮、干冰生產(chǎn)、電子、激光、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域。按照目前產(chǎn)能計(jì)算，一年將捕集純化5 萬噸二氧化碳，平均每月減少4 千多噸二氧化碳排放。

當(dāng)時(shí)，針對(duì)水泥行業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的二氧化碳帶來的環(huán)境問題，為充分履行國有大型企業(yè)的社會(huì)責(zé)任，由海螺集團(tuán)投資6000 萬元，在白馬山水泥廠建設(shè)一條示范線。項(xiàng)目于2017 年初開工建設(shè)，經(jīng)過一年多時(shí)間的艱苦努力，2018 年10 月31 日，全球水泥行業(yè)首個(gè)水泥窯煙氣碳捕集純化示范項(xiàng)目建成投運(yùn)，首車純度為99.9%的工業(yè)級(jí)二氧化碳產(chǎn)品銷售出廠，當(dāng)日銷量為87.62 噸。年產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳5 萬噸/年。截至今日，實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益2.4 億元，間接經(jīng)濟(jì)效益約25 億元。這預(yù)示著，海螺集團(tuán)這一項(xiàng)目填補(bǔ)了世界水泥工業(yè)低碳技術(shù)的一項(xiàng)空白，朝著高效智能、綠色環(huán)保的國際一流企業(yè)又邁出了堅(jiān)實(shí)一步。

陳紹云表示，水泥行業(yè)捕集純化二氧化碳因技術(shù)上的復(fù)雜性，國內(nèi)外均無成功應(yīng)用的先例，國際上目前只處于中試階段。白馬山項(xiàng)目示范線的成功建成，填補(bǔ)了世界水泥工業(yè)低碳技術(shù)空白，標(biāo)志著中國水泥工業(yè)環(huán)保技術(shù)取得新突破，在全國乃至全球水泥行業(yè)都具有強(qiáng)大的引領(lǐng)和示范作用。

與企業(yè)合作取得創(chuàng)新成果

善于工業(yè)化研究的陳紹云，在業(yè)內(nèi)頗有名氣。國內(nèi)很多針對(duì)大量廢氣排放的企業(yè)都會(huì)找他咨詢，他根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，給他們提供碳回收利用最優(yōu)的解決方案和有關(guān)建議，提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)和制造方法，得到企業(yè)的信任和歡迎，很多企業(yè)都愿意跟他合作。

2020 年11 月19 日，天氣越來越冷。然而，大連理工大學(xué)與安徽海螺集團(tuán)的合作卻暖流奔涌。海螺集團(tuán)的黨委委員、總經(jīng)濟(jì)師，海螺投資公司黨委書記、總經(jīng)理，海螺新材料公司董事長(zhǎng)丁鋒一行四人訪問大連理工大學(xué)，雙方在大連理工大學(xué)精細(xì)化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了“新材料開發(fā)與工業(yè)化”聯(lián)合研究中心正式簽約儀式。大連理工大學(xué)工學(xué)院院長(zhǎng)彭孝軍院士、科學(xué)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)李偉東副教授、精細(xì)化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任高巖教授、工業(yè)催化系主任陸安慧教授以及首期參加聯(lián)合研究中心課題的相關(guān)教授和研究人員參加了簽約儀式。

該聯(lián)合研發(fā)中心，正是陳紹云根據(jù)學(xué)校指示運(yùn)作而成，并擔(dān)任開發(fā)中心執(zhí)行主任。中心的職能主要是以應(yīng)用基礎(chǔ)研究為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品研發(fā)為目標(biāo)，聚集雙方在技術(shù)、人才、市場(chǎng)等方面的優(yōu)勢(shì)，將其建設(shè)成為重要的應(yīng)用基礎(chǔ)研究基地、人才培養(yǎng)基地和新產(chǎn)品研發(fā)基地。

海螺新材料公司為聯(lián)合研發(fā)中心提供研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入、激勵(lì)措施、產(chǎn)業(yè)化保障等資源，聯(lián)合研發(fā)中心與海螺新材料技術(shù)中心、生產(chǎn)基地，共同組成“應(yīng)用基礎(chǔ)研究-產(chǎn)品研發(fā)-應(yīng)用技術(shù)研究-中試孵化-產(chǎn)業(yè)化”一條龍科技創(chuàng)新模式。雙方以精細(xì)化工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托，聯(lián)合大連理工大學(xué)多學(xué)科學(xué)者，就新型水泥助磨劑、減水劑、耐高溫材料、燃煤助劑、低溫脫硝劑以及CCUS 技術(shù)等方面進(jìn)一步深入研究，共同推動(dòng)全校范圍內(nèi)研究成果在海螺集團(tuán)內(nèi)和其他行業(yè)不斷轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。

2019 年雙方共同完成的水泥窯煙氣碳捕集純化關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與工程化應(yīng)用項(xiàng)目榮獲中國建筑材料聯(lián)合會(huì)·中國硅酸鹽學(xué)會(huì)建筑材料科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

在當(dāng)下，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈的情況下，陳紹云幾乎不需要跟誰去競(jìng)爭(zhēng)，或者去搶誰的飯碗，他們做的技術(shù)是最前沿的，因?yàn)?，他們的碳產(chǎn)業(yè)化研究一直關(guān)聯(lián)著市場(chǎng)和企業(yè)的實(shí)際問題，只有貼近市場(chǎng)，從根本上有效解決企業(yè)碳排放導(dǎo)致的環(huán)境污染問題，才能保護(hù)好藍(lán)天白云，才能為企業(yè)創(chuàng)造新的發(fā)展生機(jī)。

把產(chǎn)業(yè)化未來做強(qiáng)做大

科研人的未來是有目標(biāo)的，陳紹云對(duì)碳產(chǎn)業(yè)化的未來很看好。

在導(dǎo)師張永春教授和郭新聞教授，以及合作伙伴喻健良教授支持下，團(tuán)隊(duì)與歐盟的合作比較長(zhǎng)久。陳紹云讀博士后期間，就建成了世界首個(gè)工業(yè)規(guī)模超臨界二氧化碳運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過這個(gè)紐帶，他們與歐盟CCS行業(yè)合作成功，得到國家?guī)装偃f元的資金支持。

據(jù)介紹，第一期項(xiàng)目試驗(yàn)工作已接近完成。全部工作歷經(jīng)三年的籌建和試驗(yàn)，最終獲得重大成果：在遼河油田建立了世界上第三條工業(yè)規(guī)模的二氧化碳高壓運(yùn)輸管道泄漏試驗(yàn)基地，并進(jìn)行了四次大規(guī)模液體和超臨界二氧化碳管道模擬噴放試驗(yàn)，取得了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，定量驗(yàn)證了二氧化碳管道泄漏時(shí)的危險(xiǎn)性。實(shí)驗(yàn)工作得到了歐盟各參與國專家們的一致好評(píng)。

目前，陳紹云所在的團(tuán)隊(duì)再次獲得歐盟第七框架的持續(xù)資助。二期項(xiàng)目“Techno-economic Assessment of CO2Quality Effect on its Storage and Transport”總經(jīng)費(fèi)為206.7 萬歐元，其中學(xué)校獲得本期歐盟最高資助的科研經(jīng)費(fèi)為24.9 萬歐元，項(xiàng)目整合了世界各地有關(guān)碳捕集封存(CCS)的工業(yè)規(guī)模試驗(yàn)平臺(tái)，為開發(fā)有效的數(shù)學(xué)模型提供必不可少的數(shù)據(jù)支撐，并做出對(duì)不同質(zhì)量的二氧化碳在運(yùn)輸和存儲(chǔ)時(shí)的技術(shù)—經(jīng)濟(jì)評(píng)估。該項(xiàng)目對(duì)歐盟全面實(shí)施的碳捕集封存計(jì)劃具有舉足輕重作用，也將為我國在碳捕集封存方面提供重要的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

陳紹云在科研中始終堅(jiān)持學(xué)以致用的原則，堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研一體化，努力解決一些關(guān)鍵技術(shù)問題，把更多的理論通過實(shí)踐應(yīng)用煥發(fā)為科技創(chuàng)新的力量。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008-2016 年，他負(fù)責(zé)申請(qǐng)并完成了歐盟合作項(xiàng)目CO2PipeHaz和CO2QUEST，建立了當(dāng)時(shí)世界最大的工業(yè)規(guī)模超臨界二氧化碳運(yùn)輸管道安全測(cè)試平臺(tái)，為工業(yè)界及理論模擬提供了重要的數(shù)據(jù)，是CCS 技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵進(jìn)展；2017 年，他完成恒力石化年產(chǎn)20 萬噸高純二氧化碳生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)；2018 年，他設(shè)計(jì)了世界首套5 萬噸/年海螺水泥窯煙氣碳捕集提純項(xiàng)目；2019 年，他作為負(fù)責(zé)人設(shè)計(jì)了國內(nèi)首套8 萬噸二氧化碳/年、12000 Nm3N2/h 的電廠碳氮聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。此外，他還參與設(shè)計(jì)了年產(chǎn)量1萬噸-15 萬噸規(guī)模高純液體二氧化碳工業(yè)生產(chǎn)裝置20 多套，參與研發(fā)了多種氣體吸附劑和處理工藝，為二氧化碳工業(yè)生產(chǎn)裝置匹配。

目前已獲得世界首套海螺水泥窯煙氣碳捕集提純項(xiàng)目、世界首套電廠煙氣碳氮聯(lián)產(chǎn)工業(yè)化項(xiàng)目、世界首個(gè)工業(yè)規(guī)模超臨界二氧化碳管道實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、超高純電子級(jí)二氧化碳生產(chǎn)工藝、50 多套年產(chǎn)萬/數(shù)十萬噸級(jí)工業(yè)化二氧化碳生產(chǎn)項(xiàng)目等數(shù)十個(gè)研究成果，獲得省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3 項(xiàng)、遼寧省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、建筑材料行業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1 項(xiàng)。

陳紹云認(rèn)為，國內(nèi)外影響的形成，在于學(xué)校、在于他們攻關(guān)的研究成果。這些年，很多企業(yè)給予他們一些項(xiàng)目開發(fā)費(fèi)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)，為他們培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造更好的研究平臺(tái)。在他看來，成功離不開所有人的努力。他希望團(tuán)隊(duì)緊密合作，相互扶持，相互包容，以解決問題為共同目標(biāo)，把團(tuán)隊(duì)建強(qiáng)，把產(chǎn)業(yè)化事業(yè)做大，一起攻克國內(nèi)外合作中產(chǎn)業(yè)化研究難題，讓每一個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)水平都處于國際領(lǐng)先水平。