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建成國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)最大規(guī)模的15萬(wàn)噸/年二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）示范項(xiàng)目及首套化學(xué)鏈礦化CCUS示范項(xiàng)目；研究開(kāi)發(fā)了一批CCUS關(guān)鍵共性技術(shù)；國(guó)內(nèi)在建最大規(guī)模的江蘇泰州CCUS項(xiàng)目即將建成投產(chǎn)……近年來(lái)，國(guó)家能源集團(tuán)持續(xù)開(kāi)展CCUS關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，交出了一份亮眼的成績(jī)單。

(相關(guān)資料圖)

4月14日，國(guó)家能源集團(tuán)專題發(fā)布了該集團(tuán)CCUS技術(shù)研究應(yīng)用情況，集團(tuán)新聞發(fā)言人黃清介紹，堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向，國(guó)家能源集團(tuán)正在面向前沿科技，大力發(fā)展CCUS技術(shù)，并取得系列成果，力爭(zhēng)解決制約煤炭、煤電發(fā)展的二氧化碳問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑

當(dāng)前，我國(guó)高度重視CCUS技術(shù)發(fā)展。在國(guó)家能源集團(tuán)新能源技術(shù)研究院碳中和中心主任徐冬看來(lái)，CCUS技術(shù)是我國(guó)未來(lái)緩解碳減排壓力、應(yīng)對(duì)氣候變化、深入貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要抓手。

“我國(guó)的工業(yè)化歷程較短，過(guò)去20年興建的各類(lèi)大型發(fā)電、鋼鐵、化工產(chǎn)業(yè)裝置，仍處于初期運(yùn)行狀態(tài)，其正常服役期將超過(guò)2050年，未來(lái)累計(jì)排放量巨大，需要通過(guò)CCUS技術(shù)進(jìn)行末端處置實(shí)現(xiàn)零碳排放。同時(shí)，CCUS是在推進(jìn)燃煤火電以及水泥、鋼鐵等難減排行業(yè)深度脫碳中，可供選擇的為數(shù)不多的可行技術(shù)方案。所以，發(fā)展CCUS是戰(zhàn)略性的選擇。”徐冬說(shuō)。

同時(shí)，徐冬認(rèn)為，我國(guó)具有發(fā)展CCUS技術(shù)的天然優(yōu)勢(shì)。“我國(guó)地域遼闊、資源稟賦豐富、產(chǎn)業(yè)門(mén)類(lèi)齊全、區(qū)域特征明顯，可為CCUS技術(shù)與現(xiàn)有工業(yè)技術(shù)的深度融合創(chuàng)造絕佳機(jī)會(huì)，有利于充分發(fā)揮CCUS的減排潛力和對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用，從而實(shí)現(xiàn)高碳產(chǎn)業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)。”徐冬解釋道。

2019年，科技部社會(huì)發(fā)展科技司和中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心發(fā)布《中國(guó)碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)發(fā)展路線圖研究》，預(yù)測(cè)CCUS技術(shù)有望在2030年后在構(gòu)建形成的化石能源與可再生能源協(xié)同互補(bǔ)的多元供能體系中發(fā)揮重要作用，屆時(shí)其利用封存能力將達(dá)到每年2000萬(wàn)噸二氧化碳，到2050年將達(dá)到每年8億噸二氧化碳。

作為國(guó)家重點(diǎn)能源骨干企業(yè)，國(guó)家能源集團(tuán)積極踐行“能源供應(yīng)壓艙石，能源革命排頭兵”企業(yè)使命，強(qiáng)化煤炭清潔高效開(kāi)發(fā)利用，大力推進(jìn)CCUS技術(shù)研發(fā)。

“為此，我們組建了低碳清潔能源研究院、新能源技術(shù)研究院、技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院等研究機(jī)構(gòu)，積極參與CCUS領(lǐng)域技術(shù)研究工作，成功開(kāi)發(fā)多項(xiàng)關(guān)鍵共性技術(shù)。”黃清說(shuō)，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，國(guó)家能源集團(tuán)成功探索出多學(xué)科、多領(lǐng)域、多行業(yè)交叉管理的CCUS產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式。

將二氧化碳變廢為寶

國(guó)家能源集團(tuán)一直致力于變廢為寶，將二氧化碳“用起來(lái)”。比如，2021年，該集團(tuán)在國(guó)能錦界電廠建成國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)最大規(guī)模的15萬(wàn)噸/年CCUS示范項(xiàng)目，可日均捕集二氧化碳450噸。

“一天捕集的二氧化碳變換成液體的話，可裝滿90萬(wàn)瓶500毫升的塑料瓶。年捕集二氧化碳15萬(wàn)噸，相當(dāng)于每年植樹(shù)11萬(wàn)畝，可裝滿3億瓶500毫升塑料瓶。”徐冬說(shuō)，這一項(xiàng)目安全運(yùn)行600天以來(lái)，已連續(xù)生產(chǎn)出純度99.5%的工業(yè)級(jí)合格液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品。這些產(chǎn)品主要用于油田開(kāi)采和制備小蘇打、碳酸二甲酯等化工品。

2022年底，國(guó)家能源集團(tuán)又在國(guó)電電力大同公司建成了國(guó)內(nèi)首套化學(xué)鏈礦化CCUS技術(shù)示范項(xiàng)目。“這個(gè)項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)以工業(yè)尾氣中的二氧化碳和含鈣的工業(yè)固廢如電石渣、鋼渣等為原料，通過(guò)構(gòu)建化學(xué)鏈礦化反應(yīng)，得到具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的微米級(jí)碳酸鈣產(chǎn)品，年產(chǎn)微米級(jí)碳酸鈣可達(dá)2300噸。”黃清說(shuō)，這些碳酸鈣可廣泛應(yīng)用于造紙、橡膠、醫(yī)藥等行業(yè)。

事實(shí)上，國(guó)家能源集團(tuán)的CCUS技術(shù)研發(fā)之路走得并非一帆風(fēng)順，遇到技術(shù)難題是常有的事。

“比如，大型碳捕集塔設(shè)備在工程放大的過(guò)程中，我們就遇到了傳質(zhì)效率下降的問(wèn)題。為此，我們和清華大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了低壓降、高傳質(zhì)效率的小齒頂角填料等。”徐冬介紹。

與此同時(shí)，針對(duì)目前碳捕集吸收劑普遍存在能耗高的問(wèn)題，企業(yè)借助自身實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合浙江大學(xué)完成了新一代高容量、低能耗、長(zhǎng)壽命三元復(fù)配吸收劑的開(kāi)發(fā)。

“通過(guò)一系列聯(lián)合攻關(guān)，我們?cè)谔疾都P(guān)鍵材料、設(shè)備及工藝方面取得不少突破，大幅提高了CCUS技術(shù)自主創(chuàng)新水平、技術(shù)支持服務(wù)和產(chǎn)業(yè)承載能力。”徐冬說(shuō)。

黃清表示，下一步國(guó)家能源集團(tuán)將繼續(xù)全面開(kāi)展CCUS關(guān)鍵核心技術(shù)和前沿技術(shù)布局，持續(xù)研發(fā)低能耗低成本的二氧化碳吸收劑，探索吸附法/膜法碳捕集技術(shù)、設(shè)備放大和性能改進(jìn)方法，開(kāi)展先進(jìn)二氧化碳捕集工藝、過(guò)程強(qiáng)化途徑、系統(tǒng)優(yōu)化配置方案，規(guī)劃籌建兩百萬(wàn)噸級(jí)燃煤電廠CCUS關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及示范項(xiàng)目。