編者：

在“雙碳”目標引領下，我國的能源轉型正在步入深水區，新型儲能、碳捕集利用、綜合零碳等前沿技術成為推動能源變革、保障能源安全的核心抓手。當前，社會各界對未來能源、零碳技術、儲能路線仍存在諸多認知誤區，技術落地與產業化推廣也面臨多重瓶頸。為厘清行業困惑、解讀前沿趨勢，本刊近日專訪了全國政協委員、中科院理化技術研究所張振濤研究員。

文/ 執行主編 鄭挺穎

張振濤

01

“減碳為先、捕碳為輔、用碳為要”

“雙碳”目標提出后，“零碳”成為行業熱詞，但多數人對零碳的理解停留在“完全不排放二氧化碳”的片面認知中。您長期深耕綜合零碳領域，能否用通俗易懂的語言，解讀真正的綜合零碳理念，以及實現綜合零碳的核心邏輯與實施路徑？

張振濤：確實，社會各界對零碳的片面認知非常普遍，很多人認為零碳就是瞬間實現零排放，這完全脫離了產業實際與技術現狀，根本無法落地。我們提出的綜合零碳，核心是一套循序漸進、閉環管控的系統工程，絕非一蹴而就的絕對零排放，其核心邏輯可以概括為“減碳為先、捕碳為輔、用碳為要”，最終形成碳循環閉環，實現零碳甚至負碳發展。

具體來說，實施路徑分為三個核心環節：首先是源頭減碳，這是綜合零碳的基礎，通過節能提效技術、清潔能源替代、生產工藝優化，從生產、運營源頭減少二氧化碳排放，比如工業領域用高效熱泵替代傳統高耗能供熱設備，就可以降低能耗與碳排放；其次是中端捕碳，針對鋼鐵、火電、化工等難以徹底減排的高排放行業，通過碳捕集技術，將生產過程中排放的二氧化碳收集起來，避免直接排入大氣，彌補源頭減碳的不足；最后是末端用碳，這是綜合零碳的關鍵，將捕集的二氧化碳進行資源化利用，而非單純封存，讓二氧化碳從廢棄物轉變為可利用資源，比如用于儲能、制冷、農業碳肥、工業生產等，形成“排放-捕集-利用”的碳循環閉環。

綜合零碳的核心優勢，兼顧產業發展與“雙碳”目標。不盲目追求零排放，而是立足我國工業體系現狀，在保障生產、民生需求的前提下穩步減碳，既符合國情，又具備可落地、可推廣的實操性，是傳統高耗能行業實現綠色轉型的可行路徑。

02

綜合零碳工廠：

破解行業三大痛點

您提到綜合零碳理念重在落地，據了解，您的團隊早在2023年就打造了綜合零碳工廠示范項目，比行業全面推廣提前近兩年。能否詳細介紹該示范項目的落地場景，以及它解決了行業哪些實際痛點？

張振濤：我們聯合國家電投在北京市昌平區沙河落地的綜合零碳工廠示范項目，是國內首批完整落地綜合零碳理念的園區類示范工程，核心是打造一套可復制、可推廣的零碳園區管控范式，項目實現多能源、多負荷、全環節的智能協同管控，涵蓋新能源耦合、碳源捕集、冷熱負荷平衡、碳資源化利用、柔性調控五大核心板塊。

具體來看，項目整合光伏等清潔能源，替代傳統化石能源供電，實現清潔能源自給；針對園區內空氣中的碳源，開展空氣直接碳捕集；配套儲冷、儲熱、儲電設備，實現能源梯級利用，滿足園區生產、運營的冷熱電需求；將捕集的二氧化碳直接用于植物工廠碳氣肥、制冷熱泵等，實現就地消納；同時通過柔性調控系統，應對能源波動與負荷變化，保障整個零碳系統穩定高效運行。

該項目針對行業三大核心痛點入手：一是打破單一節能、單一捕碳的碎片化模式，實現全流程零碳管控，解決傳統減碳手段效果分散、難以達標的問題；二是破解碳捕集后無應用場景、單純封存二氧化碳無效益的難題，實現碳資源閉環利用，讓零碳改造產生實際價值；三是適配工業園區、生產企業的實際運營需求，不影響生產效率，同時降低能源成本，解決企業“不愿改、改不起”的痛點。目前這套范式已完成驗證，可適配制造、化工、能源等多行業的園區零碳改造需求，具備大規模推廣的技術條件。

03

碳捕集產業化的核心卡點與痛點

碳捕集是綜合零碳的核心支撐環節，但行業普遍反映碳捕集技術落地難、推廣難，您認為，當前碳捕集技術產業化的核心卡點與痛點究竟是什么？

張振濤：二氧化碳捕集技術本身已具備一定成熟度，但規模化商用難以推進。我認為，核心痛點集中在成本與能耗兩大瓶頸，同時伴隨應用場景缺失的問題，這也是行業公認的難題。

一方面是捕集成本過高，企業缺乏主動實施的動力。目前行業常規碳捕集技術，以燃煤電廠為例，每噸二氧化碳的捕集成本約300元，而我國碳交易市場價格遠低于這一水平，企業捕碳不僅沒有收益，反而會增加生產成本，即便央企也僅能開展示范項目，無法實現商業化推廣；另一方面是捕集過程的能耗過高，陷入“減碳反增碳”的怪圈。傳統火電廠、鋼廠的碳捕集工藝，需要先將煙氣降溫至38~40℃才能完成碳吸收，后續解析二氧化碳時，又要將吸收液加熱至107~110℃，降溫與加熱環節都需消耗大量熱能、電能且這些能耗多來自化石能源。以空氣直接捕集二氧化碳為例，按現有能源結構每捕集1噸二氧化碳，往往會額外排放0.2~1噸二氧化碳，減排效果大打折扣。

此外，多數碳捕集項目僅注重封存，缺乏規模化應用渠道，無法形成經濟效益，進一步降低了企業參與的積極性，這三大問題疊加，導致碳捕集技術始終停留在示范階段，難以走向市場化。

04

將碳捕集的綜合能耗

降低三分之一

針對碳捕集高能耗、高成本的痛點，您團隊研發了專項核心技術，且已在能源企業項目中落地應用。能否通俗講解該技術的原理，以及實際應用中的效果如何？

張振濤：我們團隊依托國家發改委環資司科研課題，研發了熱泵能量回收型高效碳捕集技術，核心是通過廢熱回收再利用，實現捕集過程能量閉環，從源頭降低能耗與成本，該技術已在國家電投的項目中完成交付與驗證，處于行業領先水平。

通俗來講，其技術原理就是解決傳統碳捕集熱量浪費的問題。傳統工藝中，煙氣降溫釋放的熱量、二氧化碳解析排出的高溫氣體熱量，全部被直接浪費，導致能耗居高不下；我們的技術通過熱泵系統，將煙氣降溫過程中的廢熱回收，用于預熱解析環節的吸收液，同時將解析塔頂排出的110℃高溫二氧化碳與水蒸氣混合氣體，經壓縮、換熱后，回收熱量再次用于解析補熱，實現全流程熱量循環利用，大幅減少外部熱源與電源的消耗。

從實際應用效果來看，該技術可使碳捕集的綜合能耗降低三分之一以上，直接帶動捕集成本從每噸300元降至200元左右，這是行業內極具突破性的降本成效。目前該技術已完成國家電投重慶項目設備交付，為國家能源集團某電廠制定了碳捕集+二氧化碳儲能一體化方案（每年可捕集封存15萬噸二氧化碳），從理論測算到工程落地均得到驗證，可直接適配火電、鋼鐵等行業的大規模碳捕集需求。

05

碳捕集市場化：

“開源”路徑與價值突破

您提到碳捕集商業化需“開源節流”，除了技術降本的“節流”，“開源”層面該如何突破，才能讓碳捕集真正具備市場化推廣價值？

張振濤：碳捕集要實現市場化，技術降本與市場增值必須同步推進，“開源”核心是提升碳資產價值、拓寬碳應用場景，讓企業捕碳能獲利、有回報。

首先是要完善碳交易市場機制，逐步將碳排放權從無償分配轉向有償使用，通過市場調節提升碳排放權的價格，當價格高到足以覆蓋碳捕集的成本時，企業便會主動開展碳捕集工作，通過碳交易獲得收益；其次是拓寬二氧化碳資源化應用場景，摒棄單純封存模式，要加快發展低能耗、高實用價值的碳利用產業，比如將捕集的二氧化碳用于長時儲能、工業制冷、農業碳肥、海洋牧場養殖等，形成完整的碳循環產業鏈，讓二氧化碳從成本項轉變為收益項。

碳捕集只有實現技術降本與市場增值雙輪驅動，才能打破“企業不愿捕、捕了無收益”的困境，推動技術從示范項目走向大規模商用，成為高排放行業實現“雙碳”目標的核心支撐。

06

二氧化碳儲能適配場景十分廣泛

二氧化碳儲能是您團隊深耕的核心領域，也是新型長時儲能的熱門路線，但大眾對這一技術較為陌生，能否用通俗易懂的方式，講解二氧化碳儲能的工作原理？

張振濤：二氧化碳儲能屬于大規模長時物理儲能技術，可以把它理解為一個巨型“綠色充電寶”，工作原理是利用二氧化碳的“氣-液”狀態轉換，實現電能與熱能、勢能的存儲與釋放，全程無污染物排放、無燃爆風險。

在“充電”儲能階段，利用電網谷電、光伏風電等綠電，驅動壓縮機將氣態二氧化碳壓縮冷卻為高壓液態二氧化碳，壓縮過程產生的熱量儲存于蓄熱裝置中，液態二氧化碳則存入專用儲罐，完成能量存儲；到了“放電”釋能階段，再用蓄熱裝置中的熱量來加熱液態二氧化碳，使其快速氣化膨脹，驅動膨脹輪機轉動發電，將能量轉化為電能，接著輸送回電網，二氧化碳則可循環利用，整個過程形成閉環。

與鋰電等化學儲能、抽水蓄能等地理依賴型儲能不同，二氧化碳儲能依靠物理狀態轉換實現儲能，安全穩定、壽命長，且不依賴特殊地理條件，適配場景十分廣泛。

當前新型儲能路線眾多，抽水蓄能、壓縮空氣儲能、鋰電、液流電池等各有優勢，二氧化碳儲能相較于這些技術，核心競爭力體現在哪些方面？主要適配哪些應用場景？

張振濤：在我國新能源高占比電力系統建設中，長時儲能、大規模儲能是剛需，對比現有儲能路線，二氧化碳儲能的核心優勢不可替代，主要體現在五個方面：

第一，適配大規模長時儲能需求，可輕松實現10小時以上儲能時長，甚至按天儲能，完美解決光伏、風發電波動大、不穩定的問題，適配西北新能源大基地、電網側獨立儲能等場景；第二，儲能效率高且穩定，團隊研發的系統綜合效率達75%，高于實際運行的抽水蓄能（60%~70%），效率穩定性遠超其他技術；第三，地理適應性極強，無需高山、水庫、鹽穴等特殊地理條件，二氧化碳常溫高壓下即可液化儲存，沙漠、戈壁、工業園區均可落地，突破地理限制；第四，安全耐用、擴容便捷，物理儲能無燃爆風險，使用壽命達30~40年，遠超鋰電，擴容只需增加儲罐容量，無需更換核心設備，成本大幅降低；第五，耦合“雙碳”目標，可直接對接碳捕集系統，利用捕集的二氧化碳儲能，實現減碳與儲能雙重效益。

基于這些優勢，二氧化碳儲能可廣泛應用于電網側獨立儲能、新能源大基地配套、工業園區綜合儲能、火電調峰、數據中心備電、海洋牧場能源保障等場景，尤其適配西北荒漠新能源基地、高排放工業園區，是新型電力系統建設的理想儲能選擇。

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政策利好：

容量電價政策助推發展

2026年1月，國家發改委出臺新型儲能容量電價政策，重點支持長時儲能，這一政策對二氧化碳儲能產業化有哪些實質性推動作用？目前，您團隊相關項目落地進展如何？

張振濤：國家發改委2026年114號文出臺的容量電價政策，對長時儲能產業而言是里程碑式利好，幾乎是為二氧化碳儲能量身定制的政策，徹底解決了此前新型儲能盈利模式模糊、投資回報周期長的痛點。

此前，新型儲能主要依靠峰谷電價差盈利，長時儲能回本慢、投資風險高，企業參與意愿低；容量電價政策實施后，獨立儲能項目可獲得穩定的容量補償，不再單純依賴峰谷價差，盈利模式清晰可預期，大幅降低投資風險，有效吸引社會資本進入，直接加速了二氧化碳儲能的規模化落地進程。值得一提的是，該政策落地后，我們的項目推進效率顯著提升。

目前產業化落地已進入快車道：河北固安中試裝置完成全流程驗證，技術成熟度達標；河南信陽20兆瓦、120兆瓦時示范項目即將開工；河南開封的項目計劃年內落地；同時我們還為湖南湘電、哈電、國網、三峽集團等企業完成多套設備交付與方案設計，覆蓋二氧化碳儲能、高溫熱泵、冷熱電聯供等領域，形成了從技術研發、設備制造到工程交付的完整產業鏈，規模化推廣條件成熟。

08

科研均圍繞產業現場的真問題

您牽頭的儲能公司在2022年成立，短短幾年便實現多項技術落地與項目交付，眾所周知，科研團隊轉型產業化往往面臨諸多難題，您如何平衡基礎研究與產業落地？

張振濤：科研團隊做產業化，最容易陷入“重研發、輕落地”的誤區，我們的核心解決思路是基礎研究緊扣產業需求，產業落地依托科研成果，實現雙向協同、無縫銜接，不做脫離實際的科研。

在基礎研究方面，我們研發方向均圍繞產業現場的真問題，比如二氧化碳物性優化、儲能系統能耗降低、工業余熱耦合等，都是企業項目落地中遇到的實際卡點，基礎研究的核心目標是解決卡脖子技術問題，讓成果具備落地價值；在產業落地方面，我們團隊提前介入研發環節，將工業工況、運維需求、成本控制等方面融入科研設計，避免實驗室成果與產業現場脫節。同時堅持“小試-中試-示范”的漸進式路徑，每一項技術都經過全工況驗證，成熟后再推向市場，確保項目落地后穩定運行。

我們公司的核心團隊以中科院理化所科研班底為核心，分工明確、優勢互補：公司CEO由團隊核心成員擔任，精通科研與產業雙重邏輯；技術團隊匯聚多名博士、博士后，深耕二氧化碳物性、系統工藝、工程交付等領域，科研與實操經驗兼備；另有專業團隊負責市場拓展與資本運作，形成“科研+產業+工程”的完整架構。公司目前已獲評國家高新技術企業、科技型中小企業、創新型中小企業，天使輪融資順利，發展穩健，逐步實現技術研發與項目運營的良性循環。

09

低能耗、高實用、

可規模化才是王道

我注意到，二氧化碳的資源化利用還有一些發展方向，例如二氧化碳制甲醇、制淀粉等技術，您如何看待這類技術？從能源與經濟角度講，其是否具備規模化推廣價值？

張振濤：我個人認為，必須理性客觀看待這些技術路線：二氧化碳制淀粉等技術，現階段僅具備實驗室科研價值，尚不具備大規模商業化推廣的條件，其核心原因是能量損耗極大、經濟效益極差，不符合節能提效的基本邏輯。

從化學本質來看，二氧化碳是有機物燃燒的最終產物，化學性質極其穩定，要將其轉化為甲醇、淀粉等高價值產品，需要投入大量能量破壞化學鍵，能量損耗呈幾何級增長。經精準測算，電制氫效率約40%，氫氣與二氧化碳合成甲醇效率進一步降低，甲醇再轉化為電能或燃料，全程能量利用率不足30%，大量能源在多次轉化中浪費，得不償失。這類技術僅能在綠電極度充裕、棄風棄光率極高的特殊場景下小規模試驗，一旦新能源并網率提升、綠電價格回歸正常，便完全失去經濟性。

我們始終認為，二氧化碳資源化利用應聚焦低能耗、高實用、可規模化的方向，比如二氧化碳儲能、工業制冷、農業碳肥、熱泵供熱等，無需大量能量轉化，直接發揮二氧化碳的應用價值，這才是符合產業實際、具備推廣價值的碳利用路徑。

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碳利用新場景：農業與海洋牧場

您提到二氧化碳與農業、海洋牧場耦合是務實的應用場景，能否詳細講解這類場景的應用邏輯與落地進展？

張振濤：二氧化碳與農業、海洋牧場耦合，是綜合零碳理念的延伸應用，具備低能耗、就地消納、產業鏈協同的核心優勢，落地可行性極強，且能助力鄉村振興與海洋經濟綠色發展。

在農業場景中，設施農業、植物工廠的作物光合作用需要大量二氧化碳，將工業捕集的二氧化碳作為氣肥通入，可加速作物生長，同時實現二氧化碳就地消納；農業生產中的烘干、保鮮環節，采用二氧化碳熱泵或制冷技術，特定工況下相比傳統設備節能30%以上，還可以降低碳排放。目前，我們已與河北省石家莊市平山縣等地區合作，打造零碳農業示范項目，將零碳園區與設施農業結合，形成“工業捕碳-農業用碳”的閉環，適配鄉村綠色發展需求。

在海洋牧場場景中，核心是實現三大耦合：一是藻類養殖捕碳，二氧化碳可加速海藻生長，海藻作為水產養殖餌料，促進海洋碳循環；二是能源配套耦合，二氧化碳儲能系統為海洋牧場提供穩定電力，同時實現儲冷、儲熱，滿足水產品冷凍、保鮮需求；三是海上綠電耦合，利用海上風電驅動二氧化碳儲能，構建海上清潔能源閉環。我們已為某沿海省份制定海洋牧場二氧化碳綜合利用方案，技術路徑成熟，后續將對接相關企業推進項目落地。

這類應用場景的核心是務實落地，不追求概念噱頭，讓二氧化碳資源化利用真正產生經濟與生態雙重效益，成為“雙碳”技術服務民生、賦能產業的典型實踐。

11

“物理儲能技術

將迎來黃金發展期”

站在當前行業節點，您認為未來能源、新型儲能與“雙碳”技術領域的發展趨勢是什么？科研團隊與企業該如何把握發展機遇？

張振濤：未來3~5年，能源領域的發展趨勢是清晰明確的，核心圍繞三大方向演進：一是新型電力系統對長時、大規模儲能的需求持續爆發，物理儲能技術迎來黃金發展期，二氧化碳儲能憑借獨特優勢，將快速實現規模化商用；二是“雙碳”政策從宏觀引導轉向精細化落地，高排放行業零碳改造、二氧化碳捕集利用將從示范走向普及，更多工業園區、企業配備綜合零碳系統；三是產學研用融合進一步深化，科研成果轉化速度大幅提升，脫離產業需求的純理論研究將被淘汰，技術落地能力成為核心競爭力。

對于科研團隊，要摒棄浮躁心態，緊盯產業實際痛點，做有用、能用的科研，扎實攻克卡脖子技術，避免盲目追逐概念；對于能源企業、工業企業，要主動擁抱綠色轉型，提前布局長時儲能、碳捕集等前沿技術，搶抓政策與市場先機，同時加強與科研院所合作，借助專業力量降低轉型成本。

12

期待技術落地服務國家能源戰略

當前“新能源”已是行業高頻詞，而您牽頭創立的專業機構“中國高技術產業發展促進會未來能源產業專委會”命名為“未來能源專委會”，而非“新能源專委會”，這一名稱差異的背后是什么？

張振濤：我們定名“未來能源專委會”，核心是對能源發展階段與范疇的認知不同。大眾熟知的新能源，主要聚焦光伏、風電、鋰離子電池等已實現規模化商用的技術路線，范疇相對固定，是當下能源轉型的主力；而未來能源更側重前瞻性、顛覆性與全場景適配性，不局限于現有成熟技術，而是面向“雙碳”目標長期落地、新型電力系統構建、能源安全自主可控的長遠需求，涵蓋碳循環利用、先進長時儲能、綜合零碳系統、多能耦合互補等所有前沿技術方向，更注重技術的可持續性、產業化潛力與國家戰略適配度，這也是我們組建專委會的核心初衷。

未來能源專委會自2022年成立以來，圍繞未來能源領域開展了哪些工作，目前取得了哪些實質性進展？

張振濤：專委會成立以來，始終堅守“搭建產學研用融合橋梁、推動未來能源技術落地轉化”的核心定位，構建了以吳驪珠、韓布興院士等頂尖學者為引領，高校學科帶頭人、企業核心技術骨干為支撐的專業團隊，成員覆蓋科研、產業、工程等全鏈條，核心工作圍繞三大方向落地，且均取得了務實成果。

一是開展精準化戰略研討與技術研判，摒棄大而空的會議形式，每年舉辦小而精的專題研討會，聚焦碳捕集、長時儲能、綜合零碳等行業卡脖子問題，組織跨領域專家碰撞思路、研判趨勢，形成多份針對性技術共識與產業建議，為技術研發與政策制定提供參考；二是打通科研成果轉化“最后一公里”，把科研院所的基礎研究成果與能源企業、工業企業的實際需求精準對接，解決實驗室技術與產業現場脫節的痛點，推動多項前沿技術從試驗階段走向工程應用；三是吸納優質行業資源，穩步壯大專業隊伍，吸納具備核心技術的科研團隊、創新型企業、行業資深人才加入，凝聚行業合力，目前專委會的行業影響力與專業服務能力持續提升，已成為未來能源領域重要的產學研協同平臺。

我們始終堅持不做單純的學術交流組織，而是以落地為導向，為國家能源轉型與“雙碳”目標落地提供實打實的技術支撐與產業服務，這也是專委會發展的核心方向。

作為全國政協委員與行業專家，您對二氧化碳儲能及“雙碳”產業后續發展，有怎樣的規劃與期待？

張振濤：后續我們將圍繞三大核心方向推進工作：一是持續做強未來能源專委會，進一步匯聚行業優質資源，優化產學研對接機制，搭建更高效的技術交流與成果轉化平臺，助力行業人才培養與技術協同創新；二是加速二氧化碳儲能規模化落地，推進河南、河北、陜西等地的項目建設，實現核心設備國產化，進一步降低成本；三是深化綜合零碳技術推廣，構建零碳工廠、零碳園區范式，推動碳捕集-利用-儲能閉環落地，助力高排放行業綠色轉型。

我的期待很簡單，就是讓前沿能源技術真正服務于國家能源安全與“雙碳”目標落地，讓“雙碳”技術不再是高高在上的概念，而是走進產業、惠及民生的實用成果。

張振濤，第十四屆全國政協委員、中國科學院理化技術研究所研究員、博士生導師、中國科學院關鍵技術人才，國家重點研發計劃首席科學家，長期從事碳中和路徑下二氧化碳儲能、資源化利用與新型節能技術等方面研究。同時還擔任中國高技術產業發展促進會未來能源產業專委會主任委員、中國輕工業食品藥品保質加工儲運裝備與節能技術重點實驗室主任等機構負責人；先后主持國家及省部級科研項目30余項，獲省級科技進步三等獎和行業科技進步特等獎各1項；發表學術論文200余篇，申請及授權發明專利350余項，出版學術專著兩部，參與標準撰寫10余項，技術孵化上市企業1家。

編輯：柯欣

審核：王汝霖

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