电化学直接海洋捕集技术(eDOC),即基于电化学的海洋二氧化碳直接捕集技术,是一种新兴的碳捕集方法,利用海水中碳浓度随pH值变化的特性,通过电化学方法调节海水pH值,将二氧化碳析出为气体进行捕集,海水恢复原有pH值后,海水可继续从空气中吸收二氧化碳。
二氧化碳是导致全球变暖的主要温室气体,在双碳目标下,碳捕集技术因其能够直接降低大气中的二氧化碳水平而受到关注。但目前传统碳捕集技术普遍面临着高能耗、高成本的技术瓶颈,如燃烧后捕集技术仅适用于固定碳源,直接空气捕集(DAC)技术成本较高,难以满足大规模工业应用的需求。
海洋是地球上最大的碳汇体,其二氧化碳主要来自空气中的二氧化碳溶解。海水中总二氧化碳浓度显著高于大气浓度,且海洋可自然完成从大气中吸收二氧化碳的过程,相比于直接空气捕集技术,直接海洋捕集技术具有低成本、低能耗、高效率等优势。目前直接海洋捕集技术多基于电化学pH摆动法,分为电化学直接法、电化学间接法两大类。
根据新思界产业研究中心发布的
《“十五五”期间电化学直接海洋捕集技术(eDOC)行业发展环境预测及投资策略分析研究报告》显示,目前电化学直接海洋捕集技术处于示范阶段,未实现大规模、商业化应用。全球电化学直接海洋捕集技术相关企业包括美国Captura、挪威Equatic、荷兰SeaO、碳能科技(北京)有限公司和广东大唐国际潮州发电有限责任公司等。
碳能科技与广东大唐联合研制的电化学海洋碳捕集试验装置工艺简单、工作条件温和,已通过中国石油和化学工业联合会现场考核,这一突破标志着我国电化学直接海洋捕集技术将从实验室走向实际应用场景。
电化学直接海洋捕集技术还具有能高效利用可再生清洁能源的优势。海上风电是可再生能源的重要组成,在海洋强国建设背景下,深远海海上风电开发潜力巨大,但深远海海上风电离岸距离远、电力输送成本较高。电化学直接海洋捕集技术能够有效消纳深远海海上风电设施产生的绿色电力,有助于实现海洋循环经济的闭环发展。
新思界
行业分析人士表示,电化学直接海洋捕集技术适用于海上风电、海水淡化等海洋产业集聚区,在实现大规模碳捕集的同时,生产出绿氢等高价值副产品。凭借高效率、低成本、捕集效率高、缓解海洋酸化、消纳可再生能源等优势,电化学直接海洋捕集技术展现出广阔应用前景,但目前该技术商业化规模较小,我国有望于2030年前实现工业化。
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