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看“废气”二氧化碳华丽变身
2024-04-01 06:32:00  来源:新江苏客户端·中国江苏网  作者:王 静  
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走近亚洲在运捕集规模最大的煤电CCUS项目——

看“废气”二氧化碳华丽变身

新华报业·新江苏讯 发电行业是碳排放大户,碳排放量占全国总量的40%以上。随着应对气候变化行动的持续推进,二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)快速发展。去年6月,国家能源集团泰州发电有限公司(下称“泰州电厂”)CCUS项目正式投产,每年可捕集二氧化碳50万吨,是目前亚洲在运捕集规模最大的煤电CCUS项目。如何大规模捕集二氧化碳并加以利用?记者近日前往泰州实地探访。

CCUS是指将二氧化碳从能源利用、工业过程等排放源或大气中捕集分离,并输送到适宜场地加以利用或封存。我国“双碳”目标提出后,既要保证煤电在能源供应中的兜底作用,又要尽可能降低碳排放造成的环境影响,CCUS被视作关键技术之一。

3月21日,记者走进泰州电厂,只见3座数十米高的作业塔耸立。4个银色球形储气罐沿着蓝色、白色管道与作业塔相连,这便是CCUS项目捕集区,4辆槽罐车在储气罐后等待液态二氧化碳装车。“这一车二氧化碳有15吨,要送到江阴的气站。”运输司机徐民武告诉记者。

二氧化碳看不见、摸不着,如何分离提纯?“火电厂达标排放的烟气里,含有约12%的二氧化碳。这些烟气先进入水洗塔洗涤,把烟气里的粉尘、氮氧化物等杂质洗掉,再进入吸收塔装置,其中的胺溶液能把大部分二氧化碳‘吸’出来。‘满载’二氧化碳的复合液体进入再生塔,通过加热解析,二氧化碳气体再被‘蒸’出来,剩下的胺溶液继续循环使用。”泰州电厂运行部副主任叶罗说,项目产出干基二氧化碳纯度大于99.9%。

从低浓度到高浓度,火电厂碳捕集工艺复杂,加热解析过程中要使用蒸汽,大规模应用需要进一步降低成本,其中的吸收剂很关键。泰州电厂碳资源开发专项办公室技术人员陈臻介绍,吸收剂团队测试1000多次,研发出新型三元复合胺吸收剂,再生热耗较传统吸收剂下降35%以上。团队还研发出新型干法凝胺回收装置,胺损失较传统装置降低30%以上,实现项目设备100%国产化,每吨二氧化碳捕集热耗小于2.4吉焦、电耗小于90千瓦时。

在泰州电厂CCUS项目投产前,国内煤电CCUS项目总年捕集量仅为60万吨。规模扩大难的原因之一便是商业模式不明晰,难以实现持续运营。

“捕集到的二氧化碳,要么当作商品卖掉,要么封存。基于泰州滨江的地理优势,我们选择通过销售来消纳。”泰州电厂计划与营销管理部(调度室)主任白福全说,投产前,团队在长三角地区开展大量市场调研,发现二氧化碳利用仍有不小的市场空间。

“二氧化碳可以用于制作干冰,沿江沿海水产冷链运输要用干冰保鲜,夏季市场需求量大,旺季产能不足;二氧化碳还可作为焊接保护气体,泰州南通造船业发达,大量焊接工艺需要使用保护气。”白福全分析,相比直接开采、化工行业碳捕集等供应途径,电厂捕碳虽然成本不低,但产品纯度高,达到食品级,适合加工成干冰,对附近企业来说更具“性价比”。

在泰州鸿瑞达干冰有限公司的生产车间里,二氧化碳气体沿管道进入机器,不一会儿被压制成干冰砖块,工人们将塑封好的干冰整齐放入保温箱。“以前制干冰的二氧化碳要去南京、扬州买,现在从泰州电厂买,车程不到半小时,物流成本更低。”公司相关负责人顾留碗告诉记者,公司从事干冰生产多年,一年加工制造8000多吨干冰,主要销往苏州、上海等地。

“一开始还担心二氧化碳价格卖不上去,甚至做好赔钱的心理准备,但正式投产后,销售量超出预期。”白福全说,目前电厂销售的二氧化碳,70%做干冰、30%用于保护气,设备以销定产,现在有了微利,“去年6月投产至今,除了春节假期,设备就没有停过,说明消纳这条路走通了。”

“泰州电厂一台百万千瓦机组年碳排放量是400万吨,CCUS项目只捕集到八分之一的碳排放量。”白福全说,随着煤电CCUS项目增多,捕集量将远远超过当前市场碳利用需求量,下一步,要积极拓展其他消纳途径。比如二氧化碳还可以作为化工原料,结合氢气制甲醇等,利用量大。不过,使用电厂捕集的二氧化碳,目前成本太高,不如传统工艺划算,要继续改进工艺实现降本。未来,随着绿电交易、碳交易、火电厂绿色低碳转型等配套政策全面建立,将为煤电CCUS项目可持续发展注入更多信心。

去年11月,省政府印发《关于加快培育发展未来产业的指导意见》,提出优先发展10个成长型未来产业,零碳负碳(碳捕集利用及封存)是其中之一。《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)》预计,2030年CCUS减排需求为0.2亿至4.08亿吨。

“当前全省能源结构仍以化石能源为主,CCUS是保障能源系统可靠、清洁、经济运行的重要技术手段,但目前捕集成本高、关键技术尚不成熟,距离大规模产业化利用还有一段距离。未来我省应继续加大技术攻关,推动实现多方式、多渠道的二氧化碳资源化利用,并探索商业化利用模式,完善相关政策,为CCUS推广应用提供广阔空间。”省战略与发展研究中心能源资源研究所所长涂远东说。

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责编:孟涛 易保山