垃圾焚烧发电厂的绿色转型：捕集二氧化碳，构建零碳家园

家庭垃圾分类，提高资源回收率，降低垃圾焚烧带来的碳排放 #生活知识# #生活理念# #节能减碳理念#

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当我们日常把生活垃圾分类投入垃圾桶时，或许很少会去思考：这些垃圾最终去了哪里？事实上，越来越多的垃圾通过焚烧发电转化为电能，实现了“变废为宝”。但与此同时，垃圾焚烧也会产生二氧化碳等温室气体，加剧气候变化问题。有没有办法既可以继续利用垃圾发电，又可以减少碳排放？其中一个答案就是——二氧化碳捕集与转化技术。深圳能源环保股份有限公司（以下简称“深能环保”）正在这一方面进行积极探索和实践。

一

什么是二氧化碳捕集与转化？

所谓二氧化碳捕集，是指将二氧化碳（CO₂）从工业排放、能源发电等过程中捕获并存储或利用的一种技术。而转化，则是将捕集到的二氧化碳通过催化、电解、合成等技术转化为有价值的化学品或燃料，比如合成气、甲醇、乙二醇等高价值化学品。这一“捕”一“转”，不仅阻止了二氧化碳进入大气，还将其转化为资源，真正实现“从废气到产品”的循环利用（图1）。

图1.二氧化碳为原料的点源制造中心的愿景，

二

为什么要捕集和转化二氧化碳？

随着“双碳”目标（碳达峰、碳中和）的提出，减少温室气体排放已成为全球共识。二氧化碳是主要的温室气体之一，其捕集和转化不仅可有效降低工业排放，还能创造经济效益，是一条兼顾环境与发展的可行路径。而捕集和转化二氧化碳的意义重大在于，它直接应对全球变暖和气候变化的挑战，通过将二氧化碳转化为有用的化学品或燃料，可以提高碳资源的综合利用率，减少对化石燃料的依赖，同时降低环境污染。

三

目前主流技术有哪些？

常用的捕集技术包括化学吸收法、吸附法、膜分离法等。转化方面，则包括电催化还原、光催化、生物转化等。这些技术虽仍在不断优化中，但已在多个示范项目中取得成功。值得一提的是，中国工程院院士、深圳大学深地科学与绿色能源研究院院长谢和平院士团队提出了一种低能耗电化学碳捕集新策略，如图2所示，该研究的核心创新在于将传统的单步电化学反应转化为电化学-化学相耦合的“双步反应”过程。实验结果表明，该技术能够在200小时内稳定运行，且捕集每吨二氧化碳的能耗仅为1.12千兆焦耳，展示出在低能耗、高效碳捕集方面的巨大潜力。

图2. 氧化还原解耦的电化学碳捕集原理示意图，

图片来源于Nat Commun 15, 10920 (2024).

四

垃圾焚烧发电厂为何要做碳捕集？

可能有人会问：“既然垃圾焚烧是减排处理，为什么还要额外捕集二氧化碳？”事实上，尽管垃圾焚烧相比填埋更环保，但其产生的二氧化碳排放仍不可忽视。尤其随着垃圾量增加，发电厂逐渐成为区域排放源之一。通过加装碳捕集装置，焚烧厂可以大幅降低净排放量。由于生活垃圾中通常含有50%至70%的生物质材料，这些生物质在生长过程中吸收了二氧化碳，焚烧时若捕集其排放的二氧化碳，甚至可以实现“负碳排放”——相当于从大气中移除二氧化碳。此外，焚烧厂烟气成分相对稳定，易于开展捕集操作，是推广应用碳捕集技术的理想场所。

五

深能环保的零碳实践

目前，深能环保在低碳实践方面取得了显著成果。其旗下的龙岗能源生态园项目，采用“清洁高效、精准管控、数智融合、低碳循环、共建共享”五位一体的垃圾焚烧智慧低碳模式，屡获行业权威认可。该项目不仅荣获《中国生活垃圾焚烧行业发展综述及技术解决方案》“最佳技术解决方案”奖，还入选了中国城市环境卫生协会组织编写的《中国垃圾焚烧系列丛书》之《中国垃圾焚烧经典项目集锦》，被评为“经典项目”。此外，该项目也获得了国际固体废物协会（ISWA）颁发的相关荣誉（如图3所示）。

图3. 《中国垃圾焚烧系列丛书》之

《中国垃圾焚烧经典项目集锦》：经典项目（左）

《中国生活垃圾焚烧行业发展综述

及技术解决方案》最佳技术解决方案（右）

六

零碳园区构建

单独一家发电厂捕集二氧化碳固然重要，但其更大意义在于推动“零碳园区”的建设。所谓零碳园区，是指通过规划、设计、技术、管理等方式，使园区内生产生活活动产生的二氧化碳排放降至“近零”水平，并具备进一步达到“净零”条件的园区。垃圾焚烧发电厂捕集的二氧化碳可用于园区内或周边的农业、工业中，比如为温室大棚提供气肥、生产合成燃料等，形成循环利用系统。

构建零碳园区不仅有助于区域实现碳中和目标，更能提升整体资源效率，打造绿色、低碳、循环的经济模式，让我们生活的环境更健康、更可持续。南京的江岛智立方零碳园区、江苏盐城大丰港零碳产业园、内蒙古鄂尔多斯蒙苏经济开发区零碳产业园……这些先锋实践正在全国各地悄然兴起。它们通过绿电直供、产业结构优化、智慧管理，探索着城市未来的绿色样貌。垃圾焚烧发电厂不再是单纯的能源生产者，更正在成为城市绿色循环系统的关键节点。

而我们每一个人，既是这场变革的见证者，也应是参与者。做好垃圾分类、支持环保技术、倡导低碳生活——让我们共同为建设零碳家园而努力。

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课后小问答

问题1

Q1:二氧化碳捕集与转化的主要目的是什么？

A、增加二氧化碳排放

B、将二氧化碳转化为有价值的化学品或燃料

C、提高垃圾焚烧效率

D、增加温室气体排放

问题2

Q2:深能环保龙岗能源生态园采用的垃圾焚烧模式，有哪些特点？

A、清洁高效

B、精准管控

C、高能耗

D、低碳循环

问题3

Q3:构建零碳园区的意义有哪些？

A、有助于区域实现碳中和目标

B、提升整体资源效率

C、打造绿色、低碳、循环的经济模式

D、增加对化石燃料的依赖

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