本文刊载于《科学观察》2013年第8卷第1期P55—P58。如果您喜欢，欢迎订购我刊。@版权所有中国科学院文献情报中心《科学观察》编辑部。未经许可，不得转载。

目前，国内外大量研究围绕如何降低CO₂捕获成本展开，研究规模逐年扩大，发展势头强劲，前景广阔。特别是以膜分离法为代表的新型分离技术，在降低捕获成本上表现出了极大的潜力，是CO₂捕获技术发展的重要方向之一。

CO₂捕获和封存是一种能稳定大气中温室气体浓度的选择方案。CO₂捕获和封存是指将CO₂从工业或能源相关的排放源中分离出来，输送到一个封存地点，并且长期与大气隔绝。CO₂捕获过程是产生能运输到封存地点的CO₂高压浓缩液。CO₂主要来源于化石燃料的燃烧，对其进行捕获的过程主要包括三类：(1)燃烧后捕获，即从一次燃料在空气中燃烧所产生的烟道气中分离CO₂；(2)燃烧前捕获，即从一次燃料通过转化、变换反应所产生的CO₂和氢气混合气中分离CO₂；(3)富氧燃烧，即用氧气代替空气与一次燃料进行燃烧，产生以水汽和CO₂为主的烟道气，便于捕获。目前，可以用于CO₂捕获的分离技术主要包括吸收法、吸附法、低温蒸馏法和膜分离法。

中国在碳捕获领域的研究规模庞大，发展迅速，总体研究水平及工业化进程均处于国际领先地位。从文献计量学数据来看，中国近5年在碳捕获领域发表的SCI论文数量排名世界前列。2006－2010年，全球在碳捕获领域总共发表SCI论文4 457篇，其中中国共发表532篇，占世界总量的11.94%，排名世界第二。在SCI引文数量方面，中国也跻身世界前列， 2006－2010年，中国SCI引文数量为4 024次，占世界总量的8.38%，排名世界第五。

从示范工程方面来看，中国已建成并投产多套CO₂捕获示范工程，单套工程最高捕获能力达到每年10万吨CO₂。同时，更大规模的捕获示范工程也正在积极筹建中。2008年7月，中国华能北京热电厂3000吨/年CO₂回收示范装置投入商业运行，这是中国建成的首个燃煤电厂烟气CO₂捕获装置。2009年12月，中国华能上海石洞口二厂10万吨级CO₂捕获项目顺利投产，开创了中国燃煤电厂实现CO₂捕获规模化生产的先河。2010年12月，中国神华集团煤制油化工公司鄂尔多斯煤制油分公司10万吨级CO₂捕获及封存示范项目开车成功，生产出纯度为99.2%适于地下封存的CO₂液体。继上述示范工程之后，中国大唐集团计划与法国阿尔斯通公司合作开发两座燃煤电厂CO₂捕获及封存示范项目，预计2015年投入运行，届时两个示范项目的年CO₂捕获量均可达100万吨以上。2011年6月，“十二五”国家支撑计划项目“35MWth富氧燃烧碳捕获关键技术、装备研发及工程示范”项目启动，该项目将自主研发富氧燃烧的重大关键技术和装备，开展基于富氧燃烧技术的燃煤锅炉大规模碳捕获技术开发和先导性工程示范，项目完成后将建成我国第一台10万吨级CO₂捕获的富氧燃烧锅炉。目前，国际上只有美国、德国、加拿大、澳大利亚等发达国家拥有部分燃煤电厂CO₂捕获技术并建设了中小型示范工程。中国的CO₂捕获示范工程无论是规模上还是能耗上均已达到世界领先水平。综上所述，中国在CO₂捕获领域的研究及工业化总体水平已处于世界领先地位。

中国在CO₂捕获领域的总体研究规模庞大，研究机构数量众多。尽管单个研究机构的研究规模与国际知名的研究机构相比仍存在一定差距，但是各机构的研究规模正处于快速扩张阶段。

从文献计量学数据来看，2006－2010年，清华大学在碳捕获领域共发表SCI论文52篇，在世界研究机构中排名第10位；而按照SCI引文数量排名，中国没有一家研究机构进入世界前10位。从篇均引文来看，中国研究机构与国际知名研究机构也存在差距。2006－2010年，南京大学篇均引文为15.1次，在中国研究机构中排名第一；而世界知名的研究机构篇均引文均在20次左右，例如麻省理工学院为26.5次，西班牙科学研究理事会为18.5次。但是，中国各大研究机构的SCI论文发表数量和引文数量均在逐年快速增长，增长趋势与全国总体情况类似，增长速度均高于世界知名研究机构。例如，与2001－2005年发表SCI论文总量相比，清华大学2006－2010年发表SCI论文总量增长了6.7倍，增长速度远高于发表论文数量排名第一的西班牙科学研究理事会(1.9倍)。(www.daowen.com)

值得注意的是，中国一些研究机构在碳捕获领域某些方向上的研究水平已达到世界领先地位。例如，可用于CO₂捕获的膜分离技术，具有高效、节能、环保的技术特点，发展前景广阔。我国天津大学、中国科学院大连化物所和大连理工大学等研究机构在CO₂分离膜研究领域起步早，成果显著，所研制的某些膜的性能已处于世界领先水平，具备了工业化条件，正处于由实验室技术向产业化技术转换的时期。

不过，中国在碳捕获领域发表重要成果的数量和原创性成果比例与发达国家相比仍存在差距，但随着中国发表重要成果数量逐年快速增长，中国与其他国家的差距也在逐步缩小。

在国家层面上，中国在碳捕获领域发表重要成果的论文数量与美国相比仍然存在较大的差距，但与其他发达国家相比，差距不大，并且差距正在逐年缩小。此外，与其他发达国家相比，中国的原创性成果比例较低。从文献计量学数据来看，2006－2010年中国在碳捕获领域发表高被引论文总量为12篇，位列世界第10位。位列第一位的美国总量为100篇， 其他发达国家各国总量为13～24篇，表明中国与美国在碳捕获领域发表重要成果的差距较大，但与其他发达国家相比差距不大。2006－2010年，中国每年在碳捕获领域发表高被引论文数量分别为1、0、1、5和5篇，论文数量正在逐年增多。与2001－2005年发表高被引论文数量相比，中国2006－2010年发表的高被引论文数量明显增多，与其他国家的差距也在不断缩小。此外，中国2006－2010年高被引用论文占中国SCI论文总量的2.26%，而欧美发达国家为5.51%～9.49%，这表明中国在碳捕获领域原创性成果比例相对较低。

在机构层面上，中国单个研究机构在碳捕获领域发表的重要成果较少。从文献计量数据来看，2006－2010年碳捕获领域高被引论文数量世界前10位的研究机构分别是美国、西班牙、加拿大，中国没有一家研究机构位列其中。美国有8家研究机构入围高被引论文数量的前10名，这些机构分别是麻省理工学院、科罗拉多大学、加州大学洛杉矶分校、康奈尔大学、加州大学伯克利分校、宾州州立大学和西北太平洋国家实验室，西班牙科学研究理事会和加拿大渥太华大学也在前10之列。中国有不少研究机构从事碳捕获领域的研究工作，如清华大学、东南大学、南京大学、浙江大学、天津大学、大连理工大学和中国科学院大连物化所等。其中，清华大学在2006－2010年碳捕获领域发表SCI论文数为46篇，位列世界第10位，但高被引用论文排序在世界前10名以外。但是，中国各研究机构在CO₂捕获领域也取得了许多重要的研究成果，获得了国际认可。以膜分离技术为例，大连理工大学研发的卷式炭膜技术获得了世界专利，天津大学开发的促进传递膜技术在高水平国际期刊上也发表了多篇论文。

综上所述，中国在碳捕获领域已经取得了一些重要研究成果，而且成果数量逐年增长，但是与发达国家相比还存在一定差距。在机构层面，中国单个研究机构的研究规模与国际知名研究机构也仍存在差距，但是一些研究机构在某些特定方向上的研究水平已处于国际领先水平。

随着CO₂过量排放引发的环境问题日益凸显，CO₂捕获与封存技术发展前景日益广阔。碳捕获是CO₂捕获与封存技术的核心，但是，目前的技术存在能耗大、费用高的局限性。因此，降低能耗和成本是CO₂捕获与封存技术取得突破性进展的关键所在。目前，国内外的大量研究围绕如何降低CO₂捕获成本展开，研究规模逐年扩大，发展势头强劲，前景广阔。特别是以膜分离法为代表的新型分离技术，在降低捕获成本上表现出了极大的潜力，是CO₂捕获技术发展的重要方向之一。