文章(zhang)來源：中國能源建設集團有限公司 發布時間：2021-05-10
廣東碳捕集測試平臺
隨著全球氣候(hou)變暖日(ri)益加(jia)劇(ju)，二氧(yang)(yang)(yang)(yang)化碳(tan)(tan)的(de)排(pai)(pai)放問題受到了世界普(pu)遍關(guan)注(zhu)，越來越多的(de)國家意(yi)識到控制二氧(yang)(yang)(yang)(yang)化碳(tan)(tan)排(pai)(pai)放的(de)重要性，低(di)碳(tan)(tan)經濟、“碳(tan)(tan)減排(pai)(pai)技(ji)術(shu)”逐漸走(zou)進公眾(zhong)視(shi)野。在(zai)能源低(di)碳(tan)(tan)領域(yu)，我國對二氧(yang)(yang)(yang)(yang)化碳(tan)(tan)捕(bu)集(ji)、利用與封存技(ji)術(shu)發展(zhan)極為重視(shi)，在(zai)一系(xi)列(lie)重大(da)科(ke)技(ji)規劃(hua)(hua)中(zhong)，均將其列(lie)為重點(dian)(dian)支持、集(ji)中(zhong)攻關(guan)和示范的(de)重點(dian)(dian)技(ji)術(shu)領域(yu)，“發展(zhan)二氧(yang)(yang)(yang)(yang)化碳(tan)(tan)捕(bu)集(ji)利用與封存技(ji)術(shu)”被正(zheng)式(shi)寫(xie)入我國《國家“十三五”科(ke)學(xue)和技(ji)術(shu)發展(zhan)規劃(hua)(hua)》。
今年5月15日，由中(zhong)國(guo)能建廣(guang)東(dong)院(yuan)（以下(xia)簡(jian)稱“廣(guang)東(dong)院(yuan)”）總承包建設的亞(ya)洲(zhou)首(shou)個多技(ji)(ji)術(shu)(shu)開放(fang)國(guo)際碳捕集技(ji)(ji)術(shu)(shu)測(ce)試(shi)平(ping)(ping)臺——廣(guang)東(dong)碳捕集測(ce)試(shi)平(ping)(ping)臺項目正(zheng)式投產，對(dui)推進我國(guo)二氧化碳減排和應對(dui)氣候(hou)變化具(ju)有(you)里(li)程碑意義，碳捕集技(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)究(jiu)發展自(zi)此翻開了(le)全(quan)新一(yi)頁。
聚焦CCUS“黑科技”
CCUS是(shi)被認(ren)(ren)為是(shi)目前唯一(yi)一(yi)項能(neng)實現化石能(neng)源(yuan)低碳利用的(de)技(ji)術，并被認(ren)(ren)為是(shi)未來大(da)規模減(jian)少溫室氣體排放、減(jian)緩(huan)全球變暖的(de)可行(xing)辦法。
廣東院從2012年開(kai)展CCUS技(ji)術(shu)研(yan)究。“與常(chang)規的(de)碳捕集、封存，也就是CCS技(ji)術(shu)相比，CCUS可(ke)以實現(xian)二氧(yang)化(hua)碳的(de)資源化(hua)，所(suo)捕集到的(de)二氧(yang)化(hua)碳可(ke)以廣泛應用(yong)于食品(pin)加工、離岸驅油、化(hua)學產品(pin)生產等工業(ye)化(hua)利用(yong)領域，因此也更具(ju)有現(xian)實操作性。”廣東碳捕集測試平(ping)臺項目經理(li)楊暉介(jie)紹道(dao)。
根據不同的(de)回收方法，電(dian)廠(chang)煙(yan)氣(qi)二氧(yang)化碳(tan)(tan)捕(bu)集(ji)(ji)(ji)(ji)技術(shu)(shu)又可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)燃燒(shao)(shao)前捕(bu)集(ji)(ji)(ji)(ji)、燃燒(shao)(shao)中(zhong)捕(bu)集(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)燃燒(shao)(shao)后捕(bu)集(ji)(ji)(ji)(ji)等多個類型。其中(zhong)，燃燒(shao)(shao)后技術(shu)(shu)因(yin)對現有(you)電(dian)廠(chang)系(xi)統改造較小，只須在(zai)現有(you)煙(yan)氣(qi)處理(li)系(xi)統后增加二氧(yang)化碳(tan)(tan)捕(bu)集(ji)(ji)(ji)(ji)裝置(zhi)，而(er)被視為(wei)當前最具市(shi)場潛力(li)的(de)捕(bu)集(ji)(ji)(ji)(ji)技術(shu)(shu)。
“簡單來說，就好(hao)比給(gei)燃煤電廠這個排放源戴上一個大口罩，通過脫(tuo)碳(tan)裝置這個過濾系統，把(ba)對環(huan)境(jing)沒有任何影響的干(gan)凈氣體排放出去，而把(ba)二氧化碳(tan)留下來集中處理。”楊暉形象稱。
廣東碳捕集(ji)測(ce)試平臺(tai)項目采(cai)用(yong)的(de)正是燃(ran)燒(shao)后(hou)捕集(ji)技(ji)術。項目依托華潤(run)海(hai)豐(feng)電廠1號(hao)１００萬(wan)千(qian)瓦超超臨界燃(ran)煤(mei)機組建設，每(mei)年可從燃(ran)料燃(ran)燒(shao)后(hou)產生的(de)煙(yan)氣中捕集(ji)二氧(yang)化碳約2萬(wan)噸，按一棵樹一年吸收(shou)(shou)18.3噸二氧(yang)化碳計算，相當于1000多棵樹吸收(shou)(shou)的(de)二氧(yang)化碳量。
項目建成(cheng)后(hou)(hou)，成(cheng)為(wei)了世(shi)界(jie)首個(ge)基于火電廠超(chao)超(chao)臨界(jie)機組的碳捕集測(ce)試平(ping)臺，也成(cheng)為(wei)了繼(ji)美國國家(jia)碳捕集技術測(ce)試中心、挪威蒙斯塔技術中心之后(hou)(hou)，世(shi)界(jie)第三個(ge)多技術碳捕集測(ce)試平(ping)臺（試驗(yan)基地）。
“廣(guang)東碳捕集測試(shi)平臺項目的(de)投產，標志著廣(guang)東省乃至中國(guo)(guo)的(de)碳捕集技術研究(jiu)發展步入(ru)新征(zheng)程(cheng)。更(geng)(geng)為重要的(de)是，它作為一(yi)個國(guo)(guo)際(ji)性的(de)共享(xiang)與(yu)開放的(de)服務平臺，可通過(guo)與(yu)外(wai)部科研單位的(de)深(shen)入(ru)合作，為世界碳捕集利用技術的(de)研究(jiu)與(yu)測試(shi)創(chuang)造了更(geng)(geng)好(hao)條件。”廣(guang)東院總工程(cheng)師、中英（廣(guang)東）CCUS中心主任裴愛(ai)國(guo)(guo)表示。
俯視圖
打造CCUS示范工程
“項目(mu)要(yao)同時滿(man)足電力行(xing)(xing)業和(he)化工行(xing)(xing)業設(she)計(ji)標準，卻(que)沒有(you)明確的(de)(de)設(she)計(ji)規范指導和(he)直接(jie)的(de)(de)工程實例可(ke)以借(jie)鑒。同時，項目(mu)必(bi)須在(zai)運(yun)(yun)行(xing)(xing)中(zhong)的(de)(de)電廠有(you)限的(de)(de)空間內實施(shi)，既要(yao)保證(zheng)不(bu)影響機組安全(quan)穩定運(yun)(yun)行(xing)(xing)，又要(yao)保證(zheng)工藝設(she)施(shi)的(de)(de)安全(quan)距離和(he)結構強度滿(man)足機組運(yun)(yun)行(xing)(xing)要(yao)求，難度非常大。“我們經過反復對比(bi)論證(zheng)后，最(zui)終從(cong)十(shi)幾(ji)個方案中(zhong)篩選出了最(zui)優的(de)(de)可(ke)行(xing)(xing)方案。”項目(mu)設(she)計(ji)總工程師羅海中(zhong)說。
考(kao)慮到平(ping)臺(tai)的(de)實驗屬性，以及未來開展不同類型吸收劑測試的(de)需要，廣東院項(xiang)目團(tuan)隊在大量調研論證、綜(zong)合當前最先(xian)進捕集(ji)技術的(de)基礎上，對項(xiang)目進行了創新(xin)性設(she)計。
在(zai)胺法碳捕集工藝(yi)吸(xi)(xi)收段(duan)，項目首(shou)次采用新型的高效(xiao)碳捕集填料，不(bu)(bu)僅(jin)可有效(xiao)降低阻(zu)力能耗，有利于在(zai)未來大規(gui)模(mo)的捕集項目中(zhong)推廣使(shi)用，還可以支(zhi)持不(bu)(bu)同的吸(xi)(xi)收劑，進行不(bu)(bu)同填料高度的測試，為將來降低碳捕集設備投(tou)資提供了有益探索。
在(zai)解吸(xi)(xi)(xi)塔(ta)設備(bei)設計上，項目團(tuan)隊充分考慮了(le)寬(kuan)廣的(de)(de)(de)解吸(xi)(xi)(xi)壓力和溫度范圍(wei)，使設備(bei)可兼容絕大多數的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)收劑(ji)，能針對不同吸(xi)(xi)(xi)收劑(ji)開展(zhan)各種(zhong)工藝條件(jian)的(de)(de)(de)再生能耗研究，有助(zhu)于(yu)開發出(chu)低(di)捕集(ji)成本的(de)(de)(de)新工藝。
“項目還采(cai)用了全球首臺20噸/天級膜分離(li)法(fa)(fa)碳(tan)(tan)捕集(ji)系統(tong)，首次采(cai)用三級膜分離(li)新(xin)工藝，能獲(huo)得高濃度二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)氣體(ti)，并且(qie)在產品(pin)氣進入壓縮提純裝置(zhi)前，針對膜法(fa)(fa)產品(pin)氣創新(xin)開(kai)發出一(yi)套(tao)洗滌凈化(hua)(hua)—吸附(fu)組合新(xin)技術(shu)，這都將有(you)利于(yu)進一(yi)步拓寬膜法(fa)(fa)二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)捕集(ji)產品(pin)氣的利用途(tu)徑。” 羅海中(zhong)介紹道。
回憶建設過(guo)程(cheng)，施工(gong)(gong)經理楊(yang)升恒對現場的苛刻記憶猶(you)新。“施工(gong)(gong)過(guo)程(cheng)中，技術和(he)安全(quan)要同(tong)時滿足電(dian)力和(he)化(hua)工(gong)(gong)類工(gong)(gong)程(cheng)的要求(qiu)，又是在運行中的電(dian)廠(chang)內施工(gong)(gong)，對安全(quan)管理要求(qiu)極(ji)高。”
項(xiang)目建設全(quan)過程嚴格按(an)照在(zai)運(yun)電廠安(an)全(quan)管理制度(du)實(shi)施，項(xiang)目團隊科學布(bu)置工序，合理安(an)排設備周轉(zhuan)，狠抓每(mei)個工作面責任落(luo)實(shi)，同時還邀請(qing)了(le)化工行業(ye)科研機構參與施工方案評審，確保了(le)項(xiang)目安(an)全(quan)順利推(tui)進。
“廣東(dong)碳捕集(ji)測試平臺(tai)項目完成(cheng)后，我們還將繼(ji)續研究(jiu)碳捕集(ji)、利用與(yu)封(feng)存的(de)其它技(ji)術(shu)(shu)難點，希望把這個項目做成(cheng)一個技(ji)術(shu)(shu)孵化基地，培育成(cheng)為(wei)廣東(dong)省甚(shen)至(zhi)是國家級(ji)的(de)技(ji)術(shu)(shu)創新基地。”裴愛國對(dui)此(ci)充滿信心(xin)。
膜法碳捕集裝置
促進能源低碳利用
相關報告顯示，未來5年，全球煤(mei)炭(tan)需求將保持穩定(ding)，我國(guo)仍將是(shi)世(shi)界(jie)煤(mei)炭(tan)消費(fei)第一大(da)國(guo)，煤(mei)炭(tan)行業清潔發展至關重要。國(guo)際能源機構（IEA）稱(cheng)“沒(mei)有CCUS，就(jiu)沒(mei)有煤(mei)炭(tan)的未來”。
伴隨能(neng)源轉型的步伐，CCUS正(zheng)讓化石能(neng)源清潔(jie)利(li)用(yong)的夢想照進(jin)現實。
近年來(lai)，我國正全(quan)力(li)推(tui)進煤電機組(zu)超(chao)低排放(fang)改造，并將其列為(wei)我國面向(xiang)2030年的(de)重大科技專項——“煤炭清潔高效(xiao)利用(yong)”專項的(de)五個方向(xiang)之一(yi)。截至(zhi)2018年底，中國煤電廠(chang)超(chao)低排放(fang)技術改造實際完(wan)成(cheng)8.1億(yi)千瓦，達到或低于燃氣電廠(chang)的(de)排放(fang)標(biao)準(zhun)，發(fa)展(zhan)成(cheng)效(xiao)顯著。
中(zhong)國能(neng)建緊隨能(neng)源(yuan)發展(zhan)態勢，著(zhu)力促進能(neng)源(yuan)清(qing)潔(jie)高(gao)(gao)效利用，積極推動能(neng)源(yuan)高(gao)(gao)質量發展(zhan)，加大投(tou)入力度，攻(gong)克和掌握了一批關(guan)鍵核心技術，取得了豐碩成(cheng)果。2008年，中(zhong)國能(neng)建IGCC&CCS認定所在(zai)中(zhong)國能(neng)建華北(bei)(bei)院成(cheng)立。同年，華北(bei)(bei)院設計完(wan)成(cheng)了華能(neng)北(bei)(bei)京熱電廠(chang)CCS示范項(xiang)目(mu)，該項(xiang)目(mu)既(ji)是我國第(di)一個(ge)燃煤電廠(chang)煙氣碳捕集項(xiang)目(mu)，也是我國第(di)一個(ge)后脫碳項(xiang)目(mu)。
2013年，廣東院(yuan)作(zuo)為發(fa)起成(cheng)員，與(yu)英國CCS研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)心(xin)、蘇格蘭CCS中(zhong)(zhong)心(xin)和(he)清潔化(hua)石能(neng)源研(yan)究(jiu)院(yuan)共同(tong)成(cheng)立中(zhong)(zhong)英（廣東）CCUS中(zhong)(zhong)心(xin)，促進與(yu)CCUS和(he)近零(ling)排放(fang)有(you)關的(de)示范項目在(zai)廣東發(fa)展，目前已完成(cheng)相(xiang)關研(yan)究(jiu)任務(wu)12項，發(fa)表研(yan)究(jiu)報告(gao)20余份，獲專利(li)7項。其中(zhong)(zhong)，廣東省碳(tan)捕集、利(li)用與(yu)海上封(feng)存項目被列入國家發(fa)改委和(he)美(mei)國能(neng)源部的(de)氣候(hou)變化(hua)工作(zuo)組框架，并簽署了中(zhong)(zhong)美(mei)合作(zuo)備(bei)忘錄。
此(ci)外，廣東院還與中英（廣東）CCUS中心聯(lian)合(he)舉(ju)辦了(le)五屆國際碳(tan)捕集(ji)利(li)用(yong)與封(feng)(feng)存專(zhuan)家研(yan)討會(hui)，致力于促進(jin)國內(nei)外工業(ye)界(jie)和(he)學術(shu)界(jie)在(zai)CCUS和(he)清潔煤技術(shu)研(yan)究(jiu)和(he)產業(ye)化(hua)方面的(de)交流與合(he)作，推動碳(tan)捕集(ji)封(feng)(feng)存與利(li)用(yong)等低碳(tan)領域的(de)技術(shu)研(yan)究(jiu)和(he)成果(guo)轉化(hua)。
經(jing)過多年的培養和(he)工程實(shi)踐鍛煉，廣東院擁有了一支理(li)論(lun)水(shui)平高(gao)、專(zhuan)業(ye)齊全、實(shi)力雄厚的碳捕集技(ji)術團隊(dui)，團隊(dui)成員(yuan)有教授級(ji)(ji)高(gao)工6名(ming)、高(gao)級(ji)(ji)工程師21名(ming)、博士(shi)6名(ming)，涵蓋工藝、熱(re)機、電(dian)氣(qi)、儀(yi)控(kong)等多個(ge)專(zhuan)業(ye)。
作(zuo)為前沿(yan)技術和高端技術人(ren)才培(pei)養基(ji)地(di)的博(bo)士后(hou)工作(zuo)站(zhan)，也成為了廣東院低碳(tan)領域人(ren)才的孵(fu)化器。在站(zhan)博(bo)士后(hou)從(cong)2013年開展低碳(tan)領域課題研究，已發表相關論文(wen)6篇，其中兩篇被EI收錄，申(shen)獲發明專利2項、實用新型(xing)專利1項。
“更為重(zhong)要的(de)是(shi)，通過(guo)(guo)這一系列研究(jiu)和工程(cheng)(cheng)項目(mu)的(de)實施，我(wo)們的(de)技術(shu)團隊已參與(yu)到(dao)碳捕集(ji)技術(shu)平臺的(de)規劃、設計、施工、采購(gou)乃(nai)至調試、驗收的(de)工程(cheng)(cheng)建設全過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，積(ji)累(lei)了豐富的(de)工程(cheng)(cheng)實踐經驗，這對(dui)我(wo)們更好地掌握碳捕集(ji)技術(shu)，提升碳捕集(ji)技術(shu)能力，樹立碳捕集(ji)行業的(de)品牌效應，起到(dao)了重(zhong)要的(de)支撐作用。”裴愛國(guo)告訴筆(bi)者(zhe)。
作為國內領先的清潔、高效、綠(lv)色(se)(se)、智慧能源建設者，中國能建不(bu)斷加大研發投入，為應對全球氣(qi)候(hou)變化，減(jian)少溫室氣(qi)體排放，發展綠(lv)色(se)(se)低碳能源經濟作出積極探索與(yu)生動(dong)實踐。
【責任編輯：趙藝涵】
