为碳中和兜底,“总要有第一个吃螃蟹的人”

2024-3-1 11:01 来源: 中国环境 |作者: 李夏菁

近日,生态环境部等六部门联合印发《国家重点低碳技术征集推广实施方案》,指出要聚焦源头治理、排放监测、储碳固碳等关键环节,形成以多批次发布、动态化管理、常态化推广为特征的低碳技术推广模式。

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术作为一项储碳固碳类技术,有助于实现化石能源可持续低碳使用,被称为“实现碳中和的兜底技术”。然而,CCUS技术攻关难度大、成本高,目前在国内仍处于示范阶段。《中国碳捕集利用与封存年度报告(2023)》指出,当前中国CCUS技术取得长足发展,但仍面临多方面挑战,距离大规模商业化运行仍有一段距离。

“实现‘双碳’目标,总要有第一个吃螃蟹的人。”在国家能源集团泰州发电有限公司(以下简称泰州公司)展厅内,公司副总经理刘建东告诉记者。

想干才能成,从小试牛刀到应用于大规模项目

公开资料显示,截至2022年底,在我国已投用的煤电CCUS项目中,规模最大的是国家能源集团锦界公司的15万吨/年CCUS项目。

2023年,泰州公司正式运行的CCUS项目,将这一数字扩大至50万吨/年,实现大规模碳捕集技术自主可控。

从15万吨/年扩大到50万吨/年,表面上是数字的翻倍,背后则是项目团队长达6年的科研攻关之路。“自2017年起,我们对大规模吸收法碳捕集技术进行攻关。这个项目中的关键要素在于‘吸收剂’。我们目前所使用的吸收剂是通过产学研联合攻关、经过1000多次测试,在海量的吸收剂组合中进行针对性筛选后,才开发出来的。”刘建东告诉中国环境报记者说。

“实验室的技术突破,每向前一小步都来之不易。从4标准立方米/小时试验,到200标准立方米/小时试验,再到万吨级工业试验,最终应用至50万吨碳捕集项目。”泰州公司技术人员陈臻介绍,“与传统吸收剂相比,我们自主创新研发的新型三元复合胺吸收剂具有挥发性低、能耗低、稳定性高等特点,成本优势明显,单位胺损失可低至0.21千克。”

此外,针对燃煤发电碳捕集能耗高、吸收剂损耗大、大型塔内件传质性能差、捕集-发电系统协同难、控制流程复杂等技术难题,项目团队还开展了关键技术研究,同时成功研发应用小齿角填料、胺排放控制装置等关键装备,开发出成套设备与工艺包,并实现工程应用。

据悉,泰州公司50万吨/年CCUS项目的二氧化碳捕集率达90%及以上,脱碳总成本小于250元/吨,较目前燃煤电厂碳捕集运行成本300-500元/吨降低约50%。

当被问到捕集的二氧化碳如何实现消纳利用时,刘建东说:“主要是结合市场特点。比如我们靠近上海和苏南地区,这些地方对食品级干冰的需求量比较大,我们就会主要将二氧化碳制成干冰。此外,二氧化碳还可以用来驱油封存、制成甲醇等。”

摸着石头过河,央企和经济大省积极入局

除国家能源集团外,依据《中国碳捕集利用与封存年度报告(2023)》所列的中国CCUS示范项目名单,中国石油化工集团有限公司(以下简称中石化)、中国华能集团有限公司等央企均在CCUS技术的研发和应用上有所尝试。

泰州公司敢于攻坚、主动创新的底气,正是源于央企推进绿色发展的使命担当,以及江苏这一经济大省重视高质量发展的决心,可谓是双方目标一致、攻坚低碳技术的双向奔赴。

就江苏省而言,其经济体量大,但同时也面临着“能源消费大省、能源资源小省”的供需格局,对绿色低碳转型有迫切需求。如江苏省科技厅印发的《2023年度省碳达峰碳中和科技创新专项资金项目指南》明确提出,要围绕清洁能源替代、循环经济、CCUS等重要领域,开展化石能源低碳高效利用等绿色降碳关键技术研究,依托江苏省CCUS潜力与碳资源条件推进二氧化碳高值化利用。

今年1月,泰州公司“大规模烟气碳捕集技术解决二氧化碳排放问题”等10个案例入选江苏省2023年度生态环境科技成果助力绿色低碳环保产业十大典型案例。江苏省生态环境厅法规标准与科技处处长刘晓蕾表示:“实现经济社会高质量发展和碳达峰碳中和目标,必须充分发挥科技创新的关键支撑作用,加快科技和产业创新步伐,形成支撑江苏未来绿色低碳发展的竞争优势。”

在江苏,围绕CCUS技术开展的政企校合作还有很多,从研究到应用,曾创下了多个“首”——

2010年,中国矿业大学与徐州矿务集团联合申报的省级重点实验室——江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室成立,是国内成立最早的专门从事CCUS研究的省部级重点实验室之一;

2022年9月,南京市政府与中石化签署在宁企业转型发展合作协议,并正式揭牌成立我国首个碳全产业链科技公司——中石化碳产业科技股份有限公司,支撑中石化引领我国CCUS产业链发展;

2022年12月,中国石化华东石油局在泰兴黄桥建成全国首个CCUS调峰中心,可以实现年回注封存二氧化碳100万吨。

如今,江苏省在推进CCUS技术成果转化方面已取得一定成效。以中石化碳产业科技股份有限公司为例,据了解,该公司自成立后,已在上海、重庆、广东等交易市场成功开户并开展交易,为控排企业储备碳资产,2023年完成碳交易量600余万吨。

“从当前我国的政策要求、技术背景、CCUS减排需求等方面来看,CCUS技术未来的发展空间巨大。”陈臻说。面对挑战多、成本高的CCUS技术,这些敢于第一个吃螃蟹的人们,还在继续寻求突破,不断推进绿色、低碳、循环发展。

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