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  宋维宁(中)与两位加拿大院士是合作伙伴。  □李跃辉 摄

宋维宁(中)与两位加拿大院士是合作伙伴。 □李跃辉 摄

北京时间4月9日晚,未来能源峰会在美国纽约举行,来自苏州的绿碳环保-C4X团队作为中国唯一代表队,参加国际NRG COSIA碳X大奖赛决赛发布及颁奖活动。

由江苏省“双创”人才、姑苏领军人才、归国博士宋维宁,中科院兰州化学物理研究所苏州研究院李跃辉博士等联手组建的二氧化碳捕获、转化团队,以“碳经济”为驱动力,通过整合、创新国际一流技术,力求为碳减排、雾霾和环境污染治理提供全链条方案。

2017年4月29日,《苏州日报》A04版刊登了《苏州“碳”博士冲世界十强》,报道了宋维宁与“碳”结缘并组建团队参赛一事。随后,该团队落户吴中区并注册成立了苏州绿碳环保科技有限公司。

在克服初期资金紧缺的困难后,绿碳公司研发的二氧化碳捕获转化系统通过了美国碳X大奖赛验收组的现场评审,成功入围世界十强。

探索“碳经济”同时找到基本消除雾霾的方法

“虽然小有成就,可是如何做出更大的贡献,造福人类,是我一直在思考的问题。”在去年的采访中,宋维宁说出了自己努力的方向。如今,他离这个“小目标”更近了一步。

宋维宁是重庆走出来的“学霸”,大学毕业于北大,研究生就读于清华,后又远赴加拿大攻读博士、博士后,对各种新材料及制造加工到终端应用产业链很有研究。

昨天,记者连线了仍在纽约参加活动的宋维宁,他对C4X团队成员、吴中区以及本报的支持表示感谢。交流中,宋博士明显比去年更有底气。入围世界十强,对他来说不仅是获得了参加碳X大奖赛决赛的机会,更是让曾经的纸上谈兵有了成为现实的可能,在X大奖赛“变不可能为可能”的路上迈出了第一步。

碳排放和雾霾是中国面临的两大环保问题,未经处理的二氧化碳直排进入大气,将加剧温室效应。以参加大赛为契机,C4X团队积极响应国家对大气重污染成因和治理开展集中攻关的号召,将公司取名为“绿碳”,通过把热电厂、水泥厂、炼钢厂、石灰厂等烟气里的二氧化碳捕获,转化成甲醇、乙二醇、发泡材料等可以实际应用的产品,开创中国的绿色“碳经济”。

2017年5月,绿碳公司成立,C4X 团队正式“安家”。这个17人的精英团队由中国和加拿大优秀的核心技术、管理和营销团队组成,包含1名中国科学院院士、1名加拿大工程院院士、3名国家青年“千人计划”人才、8名海归及外籍博士教授。整合30多年来能源、环保、化工、新材料、机械、建筑、汽车、轻工八大领域的研究应用成果,服务于团队科研工作。

各成员分工明确:李跃辉教授负责二氧化碳催化新技术研发,中科院丁奎岭院士和加拿大“纳米化学之父”Ozin院士、夏春谷教授、浙大方梦祥教授是二氧化碳捕获、转化和应用的顾问。目前,团队已与国家碳基合成与选择氧化、金属有机化学、精细化工、能源清洁利用等4个国家重点实验室展开合作。

“2015年中国二氧化碳排放约106亿吨,如果将这些二氧化碳全都转化成甲醇和乙二醇等产品,可达到数十万亿元产值,开创新的‘碳经济’。”宋维宁表示,“碳经济”不仅效益高,而且在实际应用中,还可以起到基本消除雾霾的作用。

高效转化二氧化碳可产生超过发电20倍的收益

“二氧化碳是造成温室效应和众多环保问题的主要原因,虽然和雾霾没有直接关系,但是大量燃煤产生的烟气里,和二氧化碳一同排放的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物,是造成雾霾的一大原因。”宋维宁介绍,截至2017年底,中国仍然有62%的能源来自燃煤。热电厂燃煤产生的有害气体和颗粒物主要通过脱硫脱硝进行处理。大型国企电厂都已经实现了超低排放,不过,部分小企业并没有按照要求开启环保装置。2017年,全国使用了近40亿吨煤。

对此,C4X团队的解决方案是,所有的热电厂、天然气电站、工厂产生的烟气不再直接排放,二氧化碳以及二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物都经过一套捕获、转化和应用系统进行处理,实现污染物零排放。宋维宁解释:“这套系统有近10道工序,可以把各种气体根据临界条件、酸碱性不同一一分离,再进行循环使用。”

在此过程中,产生最多的二氧化碳可转化应用于甲醇、乙醇、汽油等燃料,乙二醇、芳烃等化工产品,发泡塑料、水泥和玻璃等建材的生产。水蒸气收集后冷却成水,经过电解可产生氢气。二氧化碳先转化生成碳酸乙烯酯,在纳米催化剂的作用下与氢气反应生成甲醇和乙二醇。

高效、节能、经济是这项技术的核心。该团队凭借国际领先的捕获和转化技术,能够在生产甲醇时联产乙二醇,是目前世界上在二氧化碳化学转化方面经济性最好的技术路线之一。

据测算,一吨标煤能实现约3300度、1500元产值的发电量,同时排放2.64吨二氧化碳和几十公斤的污染物。经过捕获和转化,扣去成