火電低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)：CCUS

火電企業(yè)造成了大量的空氣污染和CO2排放，裝機(jī)容量較小的機(jī)組更是能量消耗高，污染嚴(yán)重。目前，我國電力行業(yè)的碳排放量約占能源行業(yè)碳排放量的41%，火力發(fā)電是最主要的碳排放源頭。“雙碳”目標(biāo)下，如何有效地節(jié)能降碳是火電行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。

什么是CCUS？

二氧化碳捕集封存（CCUS），是指將二氧化碳從工業(yè)生產(chǎn)、能源利用或大氣中分離出來，并加以利用或注入地層以實(shí)現(xiàn)永久減排的過程?；痣姀S排放的二氧化碳是單個(gè)產(chǎn)業(yè)中排放量最大的，比較集中，易捕獲，所以是世界各國率先應(yīng)用CCUS技術(shù)的載體。

CCUS作為目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳化利用的減排技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)化石能源凈零排放的重要基石。

火電CCUS技術(shù)是什么？

火電中的CCUS技術(shù)是將二氧化碳從化石燃料電廠中捕集提純，然后通過運(yùn)輸投入新的生產(chǎn)過程加以利用，最終實(shí)現(xiàn)有效封存二氧化碳的過程。

燃煤電廠碳捕集技術(shù)可以分為燃燒前碳捕集、富氧燃燒及燃燒后碳捕集等。

燃燒前捕集是相對(duì)成本較低、效率較高的一種方法。此方法將化石燃料氣化成合成氣(主要成分為H2和CO)，然后通過變換反應(yīng)將CO轉(zhuǎn)化為CO2，再通過溶劑吸收等方法將H2和CO2分離開對(duì)CO2進(jìn)行收集。由于局限于煤氣化聯(lián)合發(fā)電裝置，此技術(shù)投產(chǎn)的項(xiàng)目較少。

富氧燃燒是在傳統(tǒng)燃煤電站的技術(shù)流程大體不變的基礎(chǔ)上，通過空分技術(shù)，將空氣中的氧、氮分離，直接采用高濃度的氧氣與循環(huán)的部分煙氣（煙道氣）的混合氣體來替代空氣，一次得到富有高濃度二氧化碳煙氣的同時(shí)，還具有高效脫硫脫硝的綜合效果。

燃燒后捕集目前最為成熟，是當(dāng)前煉廠應(yīng)用較為廣泛且成熟的技術(shù)，該技術(shù)具有較高的選擇性和捕集率。燃燒后捕集技術(shù)是指從燃燒設(shè)備（鍋爐、燃?xì)鈾C(jī)等）化石燃料燃燒的煙氣中采用化學(xué)或物理方法對(duì)CO2進(jìn)行選擇性富集。由于技術(shù)成熟以及相對(duì)簡單，是未來應(yīng)用范圍最廣泛的碳捕集技術(shù)。

“雙碳”背景下，未來碳捕集技術(shù)將是主要減排手段，碳中和階段火電必將依賴于CCUS技術(shù)穩(wěn)定轉(zhuǎn)型。

中國科協(xié)科普部

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