挪威通过降低17%的能源需求,进一步提升了光伏电站及碳捕获技术的效率。

工业二氧化碳捕集是一系列技术,用于在二氧化碳进入大气层之前将其从工业生产过程中截获。在水泥厂、钢铁厂、炼油厂或发电厂中,通过燃烧后处理、燃烧前处理或氧燃料法等手段,可提取、分离并浓缩富含二氧化碳的燃烧气体。分离后的二氧化碳即可被输送或进一步处理,从而避免其直接排放并加剧全球变暖。
捕获二氧化碳后,它有两种处理途径:一种是将之安全地储存在地下的地质构造中,在那里长期隔离;另一种则是将其作为原料用于其他工业流程。第二种方式可将二氧化碳转化为合成燃料、塑料或建筑材料等产品,从而将其纳入循环经济体系。

挪威在意大利玻璃厂开展的试点项目
一组挪威研究人员在将太阳能应用于二氧化碳(CO₂)捕集等高能耗工业流程方面取得了重要进展。该项目由SINTEF技术中心的专家与Svalin Solar公司共同开发,将光伏发电与有用热能回收相结合,使得捕集CO₂所需的能量比传统工艺减少17%。
这座试验装置位于挪威特隆赫姆南部的蒂勒多相实验室,它将高度为五米的太阳能电池板与反射镜系统以及太阳跟踪器相结合,这些装置能够全天候调整模块的方向,以最大限度地捕获辐射能量。在这些太阳能电池板下方,有一个装有热介质的管道系统,用于吸收热量并将其温度提升至60℃,再通过先进的热泵将温度进一步提高到130℃,从而启动碳捕获循环。
该设计的创新之处在于其混合式架构:除了发电之外,该系统还能捕获传统光伏电站通常会流失的热量。这些热量与所产生的电能一起,被直接用于二氧化碳捕获过程——而这一过程传统上需要消耗大量能源。从数值上看,捕获每吨二氧化碳通常需要约3.1兆焦耳的能量。根据测试结果,新系统将这一能耗降低了0.52兆焦耳/吨,效率提升了17%。
这种节能效果看似有限,但考虑到采用碳捕获技术的行业规模后,其意义便显现出来了。玻璃、水泥、钢铁和化工等行业每年会捕获数十万吨的二氧化碳,这些技术能够让它们在成本和能源消耗方面实现显著降低。该项目的优化模型表明,通过使用更高效的反射镜提高太阳能利用率并减少热量损失,未来版本的该系统能源消耗降幅可达到39%。
这种技术面临的其中一个技术挑战就是对天气条件的依赖。在2025年8月的测试中,云量高于平均水平的天气状况限制了热能和电能的产出。研究人员表示,像南欧这样阳光更充足的地区能够获得更高的效率,从而减少为维持最佳运行温度而需要的外部电力支持。
在挪威实验室完成模型验证后,下一步是将该系统应用到真正的工业工厂中。试点项目将在一家意大利玻璃制造企业实施,旨在评估其在持续运行条件下的性能、与现有工艺的整合程度以及可靠性。通过在生产环境中的测试,可以确认实验室中观察到的优势是否能在不影响运行稳定性的情况下复制到大规模工业系统中。

研究人员认为,这种混合解决方案可应用于其他对温度要求极高、且难以通过直接电气化来降低二氧化碳排放的行业。在全球能源转型过程中,这些行业属于最难实现脱碳的领域之一,因为其许多工艺依赖于高温环境,而现有的电气化技术无法高效满足这类需求。
除了在二氧化碳捕获方面的具体应用之外,这一进展还体现了更广泛的趋势:即利用太阳能不仅发电,还为工业流程提供有用的热能。在西班牙和欧洲,光伏太阳能近年来在发电量及减排方面不断创造新纪录,进一步凸显了其在实现能源系统脱碳以及达成2030年及未来气候目标中的核心作用。
将太阳能热能与电能结合用于工业用途,为能源转型开启了新篇章——可再生能源既可满足高能耗工艺的发电需求,又能满足其热能需求,从而降低碳足迹并提升整个工业领域的效率。