大型紀錄片《征程》｜第十九集 為了地球村

他們御風而動，向清潔能源尋求綠色轉型。他們是二氧化碳的捕手，在探索之路上攻堅克難。命運與共，大道同行。為了美好的地球村。

2022年，北京冬奧會，全世界的目光聚焦中國。

從申辦到籌辦，北京冬奧會始終堅持綠色、低碳、可持續原則。透過科技手段，鋪就了美麗的中國底色。首次嘗試碳中和的大型國際體育賽事，彰顯了中國在全球氣候治理中的使命與擔當。也是中國堅定不移挺進清潔能源的一個縮影。

開闊的張北地區，擁有充足的風力與光能。是清潔能源源頭替代的絕佳地域。

經過70公里的運輸，扇葉運達風電場，老丁和他的工友即將大顯身手。

風機的選址，每個部件的擺放以及安裝的全部過程，都依賴這群敏銳的御風者。老丁和他的團隊已經配合超過10年。他們早有充分的默契，但是草原多變的天氣條件，每一天都帶來全新的挑戰。

風力瞬時加大，繼續安裝，風會讓扇葉擺得越來越快。

突如其來的陣風讓風車吊裝進入兩難的境地。吊車司機高空指揮和其他地面人員都在等待丁隊長的決策。

中廣核河北尚義吊裝專案部施工隊長 丁克瑞：

但是這風不是長時間的，它是偶爾就來這麼一陣。10分鐘、8分鐘那是最長的了。把它等過去之後再把它（扇葉）吊起來。

幾分鐘後，風力漸漸減弱，大家懸著的心放了下來，吊裝繼續進行。

中廣核河北尚義吊裝專案部高空指揮 倪佔民：

我就用這隻手拿對講機，用眼睛得盯著裝置。

在高空之上，以兩毫米內的誤差，風車和塔筒相接成功。

一座座新能源風力發電機組矗立大地，迎風旋轉，為經濟發展注入綠色動能。然而，在清潔電能領域，僅僅解決發電還不夠，如何保證電力的穩定性則至關重要。

這裡是正在建設中的豐寧抽水蓄能電站。這樣規模的爆破在這座山體中每天都要進行一次。藉助爆破的力量，人們開挖出巨大的抽水蓄能中樞。190條蜿蜒的隧道，構成這座電站龐大的地下洞室群。最大的控制廳地下中心廠房長達414米，有20層樓高，連線著58條隧道，12間變電室，12間機房，如同一個紛繁複雜的地下城。

穩定是電網的基石，電量不穩定會極大地危害電網的安全。怎麼才能解決新能源的穩定問題呢？

河北豐寧抽水蓄能有限公司董事長 費萬堂：

整個豐寧電站（佔地面積）應該是20平方公里左右，上庫和下庫的高差，實際上在460米。

抽水蓄能電站，是大型電網中，調節電能過剩，補充不足的完美搭配。

費萬堂：

它的工作原理就是利用上下庫的高差，實現能量的轉換。

電網中有多餘電能時，利用這些多餘的電能，將下水庫的水抽到上水庫。在用電高峰時，從上水庫放水，利用水的勢能發電，生產出高經濟價值的電能，補充電網的需要。更重要的是，一旦電網出現突發情況，大面積斷電，抽水蓄能可以全面啟動。

費萬堂：

因為火電在熱態啟動的時候，一般來講，帶拉整個負荷大約在4個小時。抽水蓄能2到5分鐘，所以對於我們電網的穩定還是至關重要的。

作為整個工程的負責人，費萬堂更喜歡一身工裝出現在施工現場，這將是他退休前最後一個，也是挑戰最大的專案。

施工中最大的難題在於如何打通上下庫間的引水管道。連線兩個水庫，最簡單的方案是按照常規進行直線挖掘，但需要挖掘路徑很長，施工難度極大。如果把施工分為兩段斜井三段平洞，經過測算這樣最可行也最經濟。究竟怎樣才能在山中開掘出這些巨型引水管道呢？費萬堂和工程師們最終決定採用定向爆破形成隧道，然後用巨型鋼管拼接的辦法建起這條山中水道。

順著軌道鋼管進入長達1。4公里的交通洞。40分鐘後，它被運到洞中的一個十字路口，在這裡鋼管要被放入斜井，最長的一段斜井長達300米，即便是站在洞口都會感到逼人的寒氣。

鋼管被放到隧道中之後，工人要深入到鋼管內完成對接，保證隨後的焊接可以順利進行。鋼管放進斜井以後，最終的一個環節是保證鋼管之間的銜接和焊接達到嚴絲合縫。

費萬堂：

就是我們每一個接頭焊接的時候，一定要保證我們施工的質量。一旦滲漏，實際上是致命的。

從2012年立項，到2021年12月30日正式投產發電。10年建設，一座世界級抽水蓄能電站拔地而起。創造四項世界第一。2024年，12臺機組全部投產後，年發電量達66。12億千瓦時，可滿足260萬戶家庭一年的用電，年可節約標準煤48萬噸，減少二氧化碳排放120萬噸。

作為迄今為止第一個實現碳中和的奧運會。全新的理念讓 “雙碳”這個詞更加深入人心。碳達峰、碳中和簡稱“雙碳”。作為全球氣候治理的重要手段，人們已對控制二氧化碳排放量形成廣泛共識，而實現碳達峰、碳中和的根本出路是科技創新。從源頭替代、過程削減到末端捕集，中國在低碳科技創新上正在進行不懈探索。

巨大的槽車組成的車隊正在穿越黃土高原。密封罐裡滿載液態二氧化碳，它們來自榆林煤化公司。這是一種新技術——二氧化碳捕集應用的產物。每天約有240噸捕集來的二氧化碳被運送到100多公里外，延長石油在安塞、吳起兩地的採油廠。

將大型化工廠、發電廠、鋼鐵廠、水泥廠等排放源產生的二氧化碳收集起來，並用各種方法儲存，以避免其排放到大氣中，這種方法人們簡稱“碳捕集”。

這些槽車裡的二氧化碳已經被牢牢地俘獲。

這個巨大的儲存罐，位於延長石油安塞採油廠油井的原油生產現場，罐中儲存的二氧化將被注入山坡上的89口油井。這是一種新型的碳封存應用場景。

延長石油集團、總地質師、國家科學技術進步獎二等獎獲得者 王香增：

我們這個二氧化碳，它是從煤化工排放中直接捕集出來的，在出油的過程又埋到地下了。所以說是最有效的方法。

王香增與團隊歷時15年研發出一整套碳捕集、利用及封存的技術，形成了迴圈利用二氧化碳的高效系統，使整個石化系統的碳中和程序上了一個大臺階。

延長石油的油井地處鄂爾多斯盆地，地層壓力比較低，鑽井之後油無法自然流出，需要增加外力作用。每年約有10萬噸二氧化碳透過這樣的方式應用到石油開採中。

王香增：

因為（以前）油田都需要注水開發，利用二氧化碳來代替水，既可以提高油井的產量，也可以提高採收率。關鍵還可以施行碳封存。

碳封存是指將捕獲的二氧化碳透過特殊裝置，全封閉的方式注入到特定的地質構造層中，並確保安全、有效儲存。

王香增：

從地質上來講，鄂爾多斯盆地整個地層比較穩定，這個構造又簡單，沒有大的斷裂，所以說這一塊兒封存二氧化碳是比較理想的場所。

收集煤化工排放的二氧化碳注入藏有石油的地層中，用注氣驅油的技術取代傳統的注水驅油，採集石油的同時順勢將二氧化碳封存在地層中，既提高了原油產量，也節約了水資源，最終還實現了碳封存的目的。可謂一舉三得。

在王香增的設想中，這套系統未來的潛力非常巨大，透過二氧化碳靜態封存潛力計算模型測算，延長石油僅油田的二氧化碳理論封存量可達8。84億噸。

那麼，如此大量的二氧化碳封存到地層中，如何保證它的安全，一直是世界科學家密切關注並加以解決的問題。

在實驗室裡，一套完整的監測系統時刻觀察二氧化碳在地層中的變化。

王香增：

安全監測目前我們形成了地上、地下、地面，也就是三位一體的監測技術。我們現在做的動態封存率，百分之二三十的（二氧化碳）可能就隨著採油採氣出來了，經過回收再重新注入。因為咱們現在注氣都接近10個月了。接近10個月了，這說明二氧化碳這個值和背景值差不多，這就說明，二氧化碳沒有漏失。

王香增：

從國外50年的經驗，137個專案，他們跟蹤評價，還沒有誘發地質災害，或者是地震事件的發生。

相關實驗表明，封存的二氧化碳有可能成為未來寶貴的碳源，這是對二氧化碳進行永久地質封存的另一個願景。地球的秘密遠未被我們瞭解，碳封存的過程也許正是我們與地球的某種互動和對話。

王永勝博士正在收集深度3000米的地層資料，為國家能源集團百萬噸級碳封存專案選取封存井的位置。十幾年來，每一次封存井的位置，王永勝都要現場選定。

人造地震起爆後，透過對資料進行計算和分析，可以得出地層掃描CT（計算機層析成像）圖。這是王永勝和團隊進行選址判斷的依據。

內蒙古鄂爾多斯，有著亞洲首個二氧化碳捕集與深部鹹水層封存全流程示範專案。實現每年百萬噸級的封存量是王永勝和團隊正在攻克的目標。

國家能源集團鄂爾多斯煤制油分公司工程師 王永勝：

這是咱們之前的10萬噸的專案，也是在這兒。咱們現在做的這個百萬噸的專案，會在這個基礎上繼續擴充套件，那麼現在我們討論的是，它的具體選址和層位的問題。目前我們有三個預選方案。

王永勝：

就像吹氣球，吹多大會爆。我們往下注的時候，也是往下打氣，到這麼大的時候，感覺有點緊繃了，我再吹這麼大，有可能就爆了。我能給它注多少，注到什麼程度，我要設定一個上限，對我的這個專案是安全的。

王永勝深知百萬噸級的二氧化碳捕集利用與封存意義巨大，這意味著每年可減排二氧化碳100萬噸，相當於植樹近2000公頃。

每一次的實驗都是一次對地層的深入瞭解。而王永勝的每一次選擇又彷彿完成了一次與地球的和解。畢竟，與地球和諧共生，人類才有未來。

在北京，科學家劉練波正在進行一項更為尖端的實驗——用更經濟更簡便的方式捕捉二氧化碳及其他廢氣，並變廢為寶。他所在的這個實驗室見證了中國二氧化碳捕集技術從無到有的艱辛歷程。

二氧化碳捕集與再利用是實現碳中和的重要技術選擇之一，世界科學家都在不遺餘力地進行研究。十多年來，劉練波和團隊一直在探索中國自主創新的關鍵技術。

華能清潔能源研究院研究員 劉練波：

二氧化碳捕集、利用與封存，它實際上是將人類生產能源過程中的二氧化碳分離出來，一部分用於資源化利用，一部分用於封存在地下，實現與大氣的長期地隔離的這麼一個技術。

二氧化碳捕集與利用具體到生產環節還存在高成本、高能耗等問題，尤其是規模化商業應用仍面臨不小的挑戰。最佳化技術工藝的先進性、降低捕集的能耗，這是劉練波團隊正在實現的目標。而核心技術的掌握從一開始就困難重重。

劉練波：

核心的這些技術，外國人肯定是不會給我們分享的。所以我們只能是自力更生。一方面，我們就從一個一個的公式去寫，一張張的圖紙去畫，那麼完全自主創新，那麼當時我們也形成了我們中國人自己的二氧化碳捕集技術。

劉練波：

今天是咱們全新的一天。咱們上週在實驗室應該是做了非常充分的。大量的實驗準備工作，所以今天咱們還是儘量去參考在實驗室的這種工況。

劉練波：

那麼在中試裝置上，可能碰到的一些技術問題。我們需要再回到實驗室，再進一步地去驗證，進一步地去調整這個配方。所以這個過程可能會要反覆多次，最終能夠真正達到我們目標中的，二氧化碳吸附的一個結果。

最近的幾年中，劉練波團隊對碳捕集材料有了一個重大的發現——低溫吸附現象，其尖端性和挑戰性都史無前例。

劉練波：

我們這個研發團隊在實驗室發現了新的一些現象，發現了在這種低溫的條件之下，一些吸附材料，能夠將二氧化碳實現非常高效率的，低能耗的吸附，所以目前我們在實驗室，也是在開展這方面的基礎研究工作。

實驗還將持續幾個小時，劉練波已經在期待，吸附溶液在這套裝置中順利運轉，也許奇蹟總會在不斷的努力中到來。

劉練波：

應該說一組實驗，有些可能會需要連續好幾周的實驗，好幾周。

劉練波：

如果說碳捕集技術是CCUS（碳捕集 利用與封存）技術裡面的一個皇冠，那麼這個碳捕集的材料，或者說吸收溶液，就是這個皇冠上的明珠。在過去十多年，技術開發過程中，應該說絕大部分的工作，都是圍繞著吸收溶液來展開的。

每一次的測試，都是對想象力和耐心的考驗。中國二氧化碳捕集技術從跟隨到原創，再到不落人後，用了15年的艱辛歷程。2020年，中國註冊了全世界81%的新碳捕集技術專利，已經成為世界上最大的碳捕集技術生產國。

看不見的二氧化碳畫不出來，複雜的科學技術孩子也還不懂。但他的筆卻可以畫出絢爛的大自然。“雙碳”之路並不遙遠，只要我們每個人都付出自己的努力。萬物共生，才是一個美好的地球村。攜手同行，人類才有更廣闊的未來。

（來源：央視網）