“這是清能院首創(chuàng)的新一代相變型吸收劑，目的是實(shí)現(xiàn)碳捕集的低成本與低能耗?！痹谥袊A能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院（以下簡稱清能院）實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的模擬大型碳捕集工程實(shí)驗(yàn)裝置前，有著一排排深色的溶劑。

不僅如此，還有模擬二氧化碳從捕集到利用和封存全過程的裝置、由二氧化碳和可再生能源電解出來的氫氣制成的甲烷.......在山河行·華能“雙碳”行動第一站——清能院內(nèi)，“碳捕快”CCUS（二氧化碳捕集、利用和封存）技術(shù)的“廬山真面目”終于得到展現(xiàn)。

減碳路上的“碳捕快”，CCUS技術(shù)了解一下

“CCUS技術(shù)是將能源行業(yè)、工業(yè)過程中產(chǎn)生的二氧化碳捕集下來，送到合適的地點(diǎn)去加以利用，或者地質(zhì)封存，避免或者延緩二氧化碳進(jìn)入大氣，它是一項(xiàng)專門用來應(yīng)對氣候變化的技術(shù)?！倍蟠?、中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院副總工程師郜時旺向記者介紹。

走進(jìn)清能院溫室氣體減排技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，在CCUS模型前時，郜時旺創(chuàng)新工作室成員劉漢明博士向記者演示了CCUS技術(shù)的工作流程，“CCUS技術(shù)將二氧化碳排放源，如火電廠、化工廠等排放的煙氣，經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)行碳捕集，捕集的二氧化碳純化后，通常分為工業(yè)級二氧化碳和食品級二氧化碳，可用于金屬加工焊接保護(hù)、激光等工業(yè)應(yīng)用和食品制作原料，或者通過采油井或是地質(zhì)封存的注入井直接注入地底，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)封存?！?/span>

像處理日常生活用品囤貨一樣，捕集下來的二氧化碳也會選擇將其封存起來，實(shí)現(xiàn)與大氣長期隔絕。如何形象地理解二氧化碳封存過程？郜時旺創(chuàng)新工作室成員周娟博士解釋，“可以將封存過程想象成，尋找一個罐子，罐內(nèi)需要有一塊可以容納二氧化碳的海綿，然后用蓋子將罐子密封?！?/span>

在封存環(huán)節(jié)中，選址是重要且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。周娟認(rèn)為，“封存容量、安全性和經(jīng)濟(jì)性是選址過程中比較重要的考慮因素。封存容量對應(yīng)‘海綿’，孔隙越多越好，可以容納足夠多的二氧化碳；安全性對應(yīng)‘蓋子’，不能發(fā)生泄露，而且要盡可能覆蓋住所有的‘海綿’；經(jīng)濟(jì)性考慮的是罐子的地點(diǎn)，由于最后封存的二氧化碳來源于二氧化碳捕集的氣源，如果捕集地點(diǎn)和封存地點(diǎn)之間的距離很遠(yuǎn)，會增加封存成本。”

捕集下來的二氧化碳具體可以應(yīng)用在哪些地方？

“像咱們?nèi)粘：鹊目蓸贰⑵【频榷伎梢杂貌都瘉淼亩趸歼M(jìn)行制作?！臂瑫r旺創(chuàng)新工作室成員王琪博士介紹，“碳利用是指二氧化碳實(shí)現(xiàn)資源化利用的過程，主要包括化學(xué)利用、地質(zhì)利用、食品利用、生物利用。目前，食品利用和生物利用用量還比較少，最主要的利用方式是化學(xué)利用和地質(zhì)利用?；瘜W(xué)利用是將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料和原料，包括甲醇、汽油、塑料等產(chǎn)品，而地質(zhì)利用主要用于驅(qū)油和頁巖氣的開采?！?/span>

CCUS的創(chuàng)新之路如何走？華能這樣做

華能從2006年開始就進(jìn)行開發(fā)CCUS技術(shù)，至今已擁有16年的研發(fā)和工程經(jīng)驗(yàn)，在這個過程中，清能院破解了很多難題，探索著CCUS技術(shù)與電力行業(yè)的結(jié)合，加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和示范，完成了多項(xiàng)CCUS技術(shù)的突破和示范項(xiàng)目的建成。

“把二氧化碳捕集技術(shù)從其他行業(yè)移植到電力行業(yè)，我們的發(fā)展與創(chuàng)新過程與常規(guī)還是有所區(qū)別的，在移植和建設(shè)過程中，與國內(nèi)高校與國際研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，同時注重發(fā)展核心技術(shù)?！臂瑫r旺向記者說道。

記者了解到，碳捕集作為CCUS的第一個環(huán)節(jié)，是成本最高的一個環(huán)節(jié)。過去，通常需要通過購買其他國內(nèi)外科技公司，或者化工廠生產(chǎn)的商業(yè)吸收劑，過高的成本限制了CCUS的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

基于此，華能首創(chuàng)了高效低能耗復(fù)配型二氧化碳吸收劑，以及新一代相變型二氧化碳吸收劑，捕集性能在國際范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。

“復(fù)配型吸收劑，主要是從碳捕集材料的組分來講的，指的是多種碳捕集有效化學(xué)組分的組合，而相變型吸收劑，主要是從碳捕集材料吸收二氧化碳后的變化來講，碳捕集材料吸收二氧化碳后自動分為富相（含CO2較多）和貧相（含CO2較少），溶劑后續(xù)再生只需要對富相經(jīng)行處理?！眲h明向記者解釋。

“我們首創(chuàng)的吸收劑，損耗實(shí)現(xiàn)了大幅下降。不僅如此，碳捕集成本也下降了25%——50%?！臂瑫r旺表示。

有了清能院自主研發(fā)的CCUS技術(shù)，華能一直積極推動技術(shù)成果“走出”實(shí)驗(yàn)室，“落地”項(xiàng)目應(yīng)用。

2008年在北京建成中國首個燃煤電廠碳捕集項(xiàng)目；2009年在上海石洞口第二電廠同步建成當(dāng)時世界上最大的燃煤電廠二氧化碳捕集示范裝置，年捕集能力可達(dá)12萬噸，已運(yùn)行超過10年，保持世界運(yùn)行時間最長的記錄。2021年，華能的CCUS技術(shù)走出國門，將在澳大利亞建設(shè)完成中國首個碳捕集技術(shù)海外輸出項(xiàng)目。

在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，清能院也牽頭制定國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 27927《燃燒后CO2捕集吸收溶液的關(guān)鍵性能指標(biāo)及測試方法》，實(shí)現(xiàn)了我國在碳捕集領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)工作上“0”的突破，為全球燃燒后碳捕集技術(shù)提供技術(shù)規(guī)范和評價(jià)依據(jù)。

聚焦CCUS，未來還將如何探索？

為了更好研發(fā)和創(chuàng)新CCUS技術(shù)，清能院建設(shè)了高效靈活煤電及碳捕集利用和封存全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在今年入選全國首批“全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，是唯一一家由企業(yè)獨(dú)建以CCUS命名的全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

在CCUS領(lǐng)域，華能始終在不斷探索未來發(fā)展?！澳壳?，在碳捕集環(huán)節(jié)中，仍在進(jìn)一步攻克捕集成本與運(yùn)行能耗較高的挑戰(zhàn)，解決這個問題需要從二氧化碳捕集材料、工藝以及設(shè)備等方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新?！?郜時旺表示。

以燃燒后捕集為例，“清能院將繼續(xù)在尋找高負(fù)載低能耗低成本的新型碳捕集材料和研制高通量低阻力緊湊型設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)力，從整體上降低碳捕集技術(shù)的成本和能耗。”郜時旺解釋，高負(fù)載低能耗低成本是指單位吸收劑能夠捕集的二氧化碳量較高、捕集單位二氧化碳需要的能量較低，新型材料的生產(chǎn)成本低，而高通量低阻力緊湊型設(shè)備是指設(shè)備性能較高，對氣液處理量較大，阻力較小，設(shè)備占地面積小。

據(jù)了解，清能院也正在開發(fā)“液態(tài)陽光”，實(shí)現(xiàn)把二氧化碳、水和太陽能轉(zhuǎn)化為甲醇等可運(yùn)輸液體燃料。繼上海石洞口燃煤電廠CO2捕集示范裝置后，目前在建的華能隴東基地150萬噸/年先進(jìn)低能耗碳捕集工程勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目，建成后也將成為世界規(guī)模最大的燃煤電廠碳捕集工程。

10月16日，中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會在人民大會堂開幕。習(xí)近平總書記在報(bào)告中指出，加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，加快節(jié)能降碳先進(jìn)技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用，積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和，積極參與應(yīng)對氣候變化全球治理。

“二氧化碳的捕集利用和封存，對于實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，保證能源安全，建設(shè)能源強(qiáng)國具有非常重要的作用，不僅如此，這項(xiàng)技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)碳減排、應(yīng)對全球氣候變化的托底手段?！臂瑫r旺表示，在這一領(lǐng)域，清能院實(shí)現(xiàn)了從0到1的轉(zhuǎn)變，付出了很多的辛勞，未來希望科研能夠發(fā)揮出更大力量，取得更大突破，對實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出更大貢獻(xiàn)。

當(dāng)記者問及在華能CCUS領(lǐng)域擁有的諸多成績中感到最自豪的是哪一個時，郜時旺表示，“對我來說最自豪的永遠(yuǎn)是下一個！希望未來我們的技術(shù)不但在中國能夠應(yīng)用，也希望應(yīng)用于世界，做出中國對世界碳中和的貢獻(xiàn)?！?/span>

（本文內(nèi)容有部分修改）

來源：中國環(huán)境報(bào)

作者：張韻晨

摘錄網(wǎng)址：https://news.bjx.com.cn/html/20221026/1263858.shtml

特別聲明：本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載僅在于分享時事而非盈利目的，時事內(nèi)容僅供學(xué)習(xí)參考，版權(quán)歸原作者所有，若有侵權(quán)，請聯(lián)系我們刪除。