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近亿元合作达成!聚焦二氧化碳转化与利用
来源:中国科学报        2022-11-17 09:54:17        阅读:49
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       11月15日,在第二十四届高交会开幕首日,中国科学院深圳先进技术研究院(简称“深圳先进院”)与招商局集团有限公司(简称“招商局集团”)宣布共同成立“CO2绿色转化未来产业联合实验室”,并在会展中心举行实验室共建协议签约仪式。签约仪式上,双方还宣布将依托联合实验室,共同开展首个联合研发项目——“基于电催化CO2转化与生物炼制的绿色制造”,项目合作金额近亿元。

       该合作由中国科学院院士、深圳先进院碳中和技术研究所所长成会明牵头并担任联合实验室主任,将带领联合实验室团队突破由新能源驱动的粮食、燃料、高价值化学品的可持续大规模制造技术,建立国际领先的CO2利用技术产业创新体系。此次合作是深圳先进院碳中和所最大的一笔产业合作项目。

“我们的合作由来已久”

       2020年9月,中国向世界宣布,力争于2030年前实现碳达峰、在2060年前实现碳中和。作为能源消耗大国,我国在实现“双碳”目标上任重道远。有数据显示,我国当前二氧化碳年排放量大约为100亿吨左右,约为全球总排放量的四分之一。而能源消费产生的碳排放占我国二氧化碳总排放的85%以上。

       “深圳先进院自蛇口起步,与招商局的合作由来已久。” 深圳先进院院长樊建平介绍,自建设伊始,深圳先进院与招商局就在创新创业、技术合作等方面有着密切的合作。

       他表示,在碳中和领域,深圳先进院将充分发挥学科交叉与人才队伍优势,通过整合现有碳中和领域相关科研力量和引进海内外高端人才,打造在可再生能源生产、能源高效存储与转化、二氧化碳捕获与转化等关键碳中和领域的一流人才队伍,聚焦突破核心共性技术,以源头创新为产业赋能,助力我国实现“双碳”目标。

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签约仪式现场 深圳先进院供图

       谈及合作契机,招商局集团副总经理邓仁杰表示,招商局集团作为央企,在实现“双碳”目标上有着重要责任。一直以来,招商局集团与深圳先进院保持着密切的合作关系,并将绿色科技产业作为重点培育的新兴产业之一。

       “基于招商局集团与深圳先进院的前期合作基础,我们希望能够以产业需求牵引科技攻关,通过整合各方技术和产业资源,推动碳中和领域相关的科技成果落地转化,开辟碳中和领域新赛道,推动新兴产业发展。”邓仁杰说。

规模化实现CO2转化与利用

       所谓碳中和,是指将CO2等温室气体的人为排放量被人为努力(如将CO2封存与转化、植树种草等)和自然过程所吸收,即排放和吸收相中和,实现碳足迹为零。

       “开发和利用可再生能源是实现‘碳中和’的根本途径。”成会明表示,当前,轮胎、纤维、塑料等工业原料都以化石资源为主,随着石油、天然气等资源的枯竭,可以把CO2作为工业原料、生产原料加以利用,将其转变成具有工业价值的资源。这不仅有助于减少碳排放,还能促进‘碳中和’循环经济发展。

       基于此,由成会明院士牵头与招商局集团合作共建的“CO2绿色转化未来产业联合实验室”将围绕高效CO2催化转化材料与器件开发、低碳化学品合成生物学转化、多碳源综合利用转化与系统集成等三方面开展研究。

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CO2电催化与生物炼制原型示范平台亮相高交会 深圳先进院供图

       当前,电催化CO2还原产物往往局限于简单小分子化学品,其附加值低。“将电催化技术与合成生物学结合,开发电/生物串联催化技术,能够实现CO2向高附加值产品的转化”。负责新型高效电催化剂开发的联合实验室成员、深圳先进院碳中和所副研究员张小龙介绍道

       今年4月,联合实验室成员、深圳先进院合成所研究员于涛团队与合作者成功实现了CO2到葡萄糖和脂肪酸的转化,相关成果以封面文章形式发表于《自然—催化》杂志,他表示,“基于电催化技术,项目团队将联合作战,进一步实现CO2到各类蛋白质如肉蛋白、饲料蛋白等高附加值产物的合成。”

       “我的工作就像是电催化体系与合成生物体系的‘粘合剂’,运用交叉学科与集成的方法将两者有机结合,同时用数学建模、热力学计算、物理、化学等方法,研发出能够用于C02高附加值产品规模化生产的装置,进一步推动链条式、规模化实现CO2的绿色转化与利用。”联合实验室成员、深圳先进院合成所高级工程师夏霖表示。

       据介绍,联合实验室将建成围绕CO2绿色转化为高附加值产品的千吨级装置和中试线,为建设绿色生物制造产业园和相关产业集群奠定基础,推动碳中和相关产业的发展。

紧抓碳中和产业发展契机

       近年来,我国凭借低成本和规模化创新优势,建立起具有较强竞争力的风电、光伏等新兴产业链,已成为全球可再生能源领域最大投资国和生产国。根据国际能源署的推算,全球清洁能源年投资额有望在2030年超过2万亿美元。在此背景下,应该如何抓住碳中和产业发展契机?

       “碳中和产业前景广阔,但需发展颠覆性技术。”成会明分析指出,比如,在新能源汽车领域可重点发展车网互动技术;在节能增效方面可重点发展碳排放检测与碳汇技术;在能源储存方面可以重点发展新型储能电池;在可再生能源方面可以重点发展集中式海上光伏与风电、分布式光伏等。同时还可以依托龙头企业重点发展智慧能源网络和新型电力系统等。

       在碳中和领域,深圳先进院于2021年6月开始筹建碳中和技术研究所,汇聚和建设碳中和领域优势科研力量,未来将建成立若干个研究中心,各类人员规模达到500至800人,基本涵盖碳中和相关技术领域。

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