建成國內已投產最大規模的15萬噸/年二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）示范項目及首套化學鏈礦化CCUS示范項目；研究開發了一批CCUS關鍵共性技術；國內在建最大規模的江蘇泰州CCUS項目即將建成投產……近年來，國家能源集團持續開展CCUS關鍵技術攻關，交出了一份亮眼的成績單。
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4月14日，國家能源集團專題發布了該集團CCUS技術研究應用情況，集團新聞發言人黃清介紹，堅持問題導向，國家能源集團正在面向前沿科技，大力發展CCUS技術，并取得系列成果，力爭解決制約煤炭、煤電發展的二氧化碳問題。
實現“雙碳”目標的重要路徑
當前，我國高度重視CCUS技術發展。在國家能源集團新能源技術研究院碳中和中心主任徐冬看來，CCUS技術是我國未來緩解碳減排壓力、應對氣候變化、深入貫徹落實可持續發展戰略的重要抓手。
“我國的工業化歷程較短，過去20年興建的各類大型發電、鋼鐵、化工產業裝置，仍處于初期運行狀態，其正常服役期將超過2050年，未來累計排放量巨大，需要通過CCUS技術進行末端處置實現零碳排放。同時，CCUS是在推進燃煤火電以及水泥、鋼鐵等難減排行業深度脫碳中，可供選擇的為數不多的可行技術方案。所以，發展CCUS是戰略性的選擇。”徐冬說。
同時，徐冬認為，我國具有發展CCUS技術的天然優勢。“我國地域遼闊、資源稟賦豐富、產業門類齊全、區域特征明顯，可為CCUS技術與現有工業技術的深度融合創造絕佳機會，有利于充分發揮CCUS的減排潛力和對經濟的拉動作用，從而實現高碳產業的低碳轉型升級。”徐冬解釋道。
2019年，科技部社會發展科技司和中國21世紀議程管理中心發布《中國碳捕集、利用與封存（CCUS）技術發展路線圖研究》，預測CCUS技術有望在2030年后在構建形成的化石能源與可再生能源協同互補的多元供能體系中發揮重要作用，屆時其利用封存能力將達到每年2000萬噸二氧化碳，到2050年將達到每年8億噸二氧化碳。
作為國家重點能源骨干企業，國家能源集團積極踐行“能源供應壓艙石，能源革命排頭兵”企業使命，強化煤炭清潔高效開發利用，大力推進CCUS技術研發。
“為此，我們組建了低碳清潔能源研究院、新能源技術研究院、技術經濟研究院等研究機構，積極參與CCUS領域技術研究工作，成功開發多項關鍵共性技術。”黃清說，通過產學研相結合，國家能源集團成功探索出多學科、多領域、多行業交叉管理的CCUS產業化發展模式。
將二氧化碳變廢為寶
國家能源集團一直致力于變廢為寶，將二氧化碳“用起來”。比如，2021年，該集團在國能錦界電廠建成國內已投產最大規模的15萬噸/年CCUS示范項目，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90萬瓶500毫升的塑料瓶。年捕集二氧化碳15萬噸，相當于每年植樹11萬畝，可裝滿3億瓶500毫升塑料瓶。”徐冬說，這一項目安全運行600天以來，已連續生產出純度99.5%的工業級合格液態二氧化碳產品。這些產品主要用于油田開采和制備小蘇打、碳酸二甲酯等化工品。
2022年底，國家能源集團又在國電電力大同公司建成了國內首套化學鏈礦化CCUS技術示范項目。“這個項目可以實現以工業尾氣中的二氧化碳和含鈣的工業固廢如電石渣、鋼渣等為原料，通過構建化學鏈礦化反應，得到具有經濟價值的微米級碳酸鈣產品，年產微米級碳酸鈣可達2300噸。”黃清說，這些碳酸鈣可廣泛應用于造紙、橡膠、醫藥等行業。
事實上，國家能源集團的CCUS技術研發之路走得并非一帆風順，遇到技術難題是常有的事。
“比如，大型碳捕集塔設備在工程放大的過程中，我們就遇到了傳質效率下降的問題。為此，我們和清華大學聯合開發了低壓降、高傳質效率的小齒頂角填料等。”徐冬介紹。
與此同時，針對目前碳捕集吸收劑普遍存在能耗高的問題，企業借助自身實驗室的平臺優勢，聯合浙江大學完成了新一代高容量、低能耗、長壽命三元復配吸收劑的開發。
“通過一系列聯合攻關，我們在碳捕集關鍵材料、設備及工藝方面取得不少突破，大幅提高了CCUS技術自主創新水平、技術支持服務和產業承載能力。”徐冬說。
黃清表示，下一步國家能源集團將繼續全面開展CCUS關鍵核心技術和前沿技術布局，持續研發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、設備放大和性能改進方法，開展先進二氧化碳捕集工藝、過程強化途徑、系統優化配置方案，規劃籌建兩百萬噸級燃煤電廠CCUS關鍵技術開發及示范項目。
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