在化工行业迈向碳中和的进程中,除了生物质,二氧化碳已成为最关键的可持续碳源。尽管目前水泥厂、垃圾焚烧炉及造纸业产生的部分CO2已被利用,但中长期来看,每年仍存在至少1.9亿吨的碳供应缺口。直接空气捕集(DAC)技术因其不受地理位置限制,被视为填补这一缺口的关键手段,然而其高昂的建设和运营成本一直是制约其商业化的最大瓶颈。
为突破这一困境,德国启动了名为"Air2Chem"的创新项目。该项目由弗劳恩霍夫环境、安全与能源技术研究所(UMSICHT)牵头,联合CO2CirculAir公司、亚琛工业大学、GKD公司以及FXC工程公司共同研发。其核心目标是开发一种集成的"直接空气碳捕集与利用(DACCU)"工艺,将自然风力驱动的DAC技术与碳酸盐吸收液的电解转化技术相结合。
该技术的突破性在于,它利用自然风力驱动捕集过程,从而大幅降低了传统DAC中昂贵的解吸能耗,并简化了工艺流程。同时,电解环节被设计为高附加值的阳极过程,能够将甲醇或生物柴油副产甘油等基础平台化学品,进一步转化为甲醛、乳酸等高价值化学品,同时显著降低整体电解能耗。
项目最终目标是打造一套可附加于现有化工基础设施之上的平台技术,实现化学基础原料与高价值产品的节能、可持续生产,并计划在中试规模上进行验证。这一技术路线若成功,将彻底改变化工行业获取碳源的逻辑,从依赖化石排放转向主动从大气中捕获碳。
对于中国化工企业而言,德国在"风能+电解+碳捕集"耦合技术上的探索极具参考价值,随着国内绿电成本下降及碳交易机制完善,此类低能耗、高附加值的碳利用技术有望成为未来中国化工绿色转型的重要技术储备方向。
