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国电投远达环保首席专家兼烟气污染治理产业技术创新战略联盟理事长-杜云贵:碳捕集与利用技术在能源行业发展进程中的技术路线选择
发布时间:2023 Aug 30

国家电力投资集团从2007年开始涉足碳减排,当时建造了国内最大的万吨级的燃煤电厂燃气捕集的二氧化碳装置,就在合川电厂。这个碳减排的指标代表当时国家在燃煤电厂这个行业碳减排的一个风向标,我们国家对外的很多数据都是引自于合川的试验电厂。除了捕集以外,我们在利用方面也做了研究,我们2011年就和浙江大学高院士的团队,制造出了可降解的塑料,同时对四川盆地重庆周边二氧化碳捕集下来以后的封存的可行性与中科院进行了探索,我们执行了世界银行中美清洁能源利用中心等一系列的研究项目。

我的汇报主要分为以下四个部分的内容,首先是CCUS技术以及能源行业低碳发展路径。来自国际能源署的数据,全球能源相关的碳排放还在保持持续上升,其中电力行业的绝对碳排放是增长最大的。过去的2022年排放达到368亿吨,又创了新高。其中最大的二氧化碳排放量还是电力行业,总排量达到146亿吨的历史最高水平。从CCUS技术来讲目前来看成本比较高,250元每吨二氧化碳是一个理想的状态,随着煤碳价格的上涨,导致能源价格的上升,这250元事实上目前是打不住的。即使如此,今天上午我们听了报告,我们每个人生活每天要排0.9公斤二氧化碳,大家想想我们地球上有多少人,不要说工业排放,就是人生存、动物生存排放的二氧化碳都是非常巨量的。当然,为了美好的生活,我们对能源的需求肯定是不会停止的。CCUS技术现目前成本很高,难以承受,难以大规模的推广。但是即使到了2070年,据来自各方的统计,到2070年为电力系统的稳定安全运行,估计还有15%的电力应该是由煤碳提供。到了那时候,我们的技术可能发展得很先进了,就会把这15%剩下的煤电产生的二氧化碳都捕集封存。所以国际能源署估计CCUS的贡献那时候应该达到15%

第二,关于碳捕集技术路线的选择,从目前来看,从全球情况来看,主流的碳捕集技术路线还是这三条:一是现在商用最成熟的,就是化学吸收法,这个原理非常简单,也是走通了的。二是固体吸附法,三是膜分离法,二和三目前阶段正在做一些小的示范,有望会比化学吸收法成本降低。这几种方法各有特点,化学吸收法最成熟,美国最大的TETRA  NOVA每年捕集140万吨,很多电厂已经在做尝试,我们20221230日国家电力投资集团在上海的一个燃煤机组10万吨捕集已经完工,技术指标达到了今天比较先进的水平。

固体吸附法,目前我们和上海交大、清华正在做研究,包括高院士提到的空气碳捕集技术其实也是用一种合适的材料把它吸附下来。我看今天开会的有来自成都零碳的刘总,我想到他们一个项目,就是把二氧化碳从空气中捕集下来,巧妙的利用到捕蚊机,蚊子对二氧化碳很敏感,这一块也是我们比较关注的技术。但是相对而言,我们对膜技术的关注度稍微更高一些。

第三,碳利用技术的选择。从2010年开始,我们和浙江大学高翔院士团队的塑料应用就开始一起探索了,但是我们通过十多年的努力,要达到比较经济化,能够不亏本的利用,目前好像还比较困难。因为我们相应的补贴的政策、支持的力度还远远不够,当然这一块国家相关部门都在大力的推行,我们也期待在不远的将来,这些应用都会得到比较好的实现。对我们国家电投集团来讲,目前主要聚焦在把捕集下来的二氧化碳加氢,制成绿色燃料。

加氢制甲醇是我们目前的重点,甲醇大家都知道,如果喜欢户外旅行的都知道酒精灯燃料就是它。它的碳排放和我们用煤制成的甲醇相比,近乎为零,每吨甲醇排放的二氧化碳只有85.8公斤,但如果我们用煤来制甲醇的话,每吨甲醇的二氧化碳排放量达到5.85吨。这就给我们反向研发市场地区了需求,我们要把空气中或者燃煤过程中捕集的二氧化碳加氢制成绿色的甲醇,甲醇还是重要的化工原料,这一块我们作为重点发力方向。

绿氨,氨也是非常好的燃料,我们国家产能非常大。为什么我们要强调绿氨,因为只有用绿色能源制出来的氨,它的碳排放最后核算的时候才会比较低,可以说近乎为零。跟前面是一个道理,用绿电制绿氢,用绿电从空气中分解氮气,氨这个工艺是非常成熟的。绿氨作为绿色燃料,国家能源集团也在把绿氨作为燃料,我们集团也在做,同时期待未来化工企业会跟我们合作,把我们的绿氨也作为化工原料的来源。

还有一些技术,关于把二氧化碳矿化,或者制附加值非常高的碳纳米管,或者微藻固碳,还有富碳农业,北方大棚里面都要充高于大气中二氧化碳几倍的浓度的二氧化碳,释放在密闭的人造气候小区域中,创造一个高效的光和作用环境。我参观过,就是用管子释放二氧化碳,他们农作物的产量会增加30-70%,这个未来也是一种解决方案之一。

第四,国家电投集团在绿色低碳方面的措施。国家电力投资集团从2015年由原中国电力投资集团和重点核电公司合并而成,去年位于世界五百强第260位。截止2022年底,国家电投清洁能源装机1.4亿千瓦,占比65.87%。到2025年,我们的清洁能源占比要超过70%,到2035年清洁能源要超过85%。预计今年年底国家电力投资集团的二氧化碳排放将达到峰值,我们国家提的是2030年目标,今年年底国家电投会达到峰值,到2025年大规模CCUS示范项目就要取得重大进展,到2030年大规模CCUS成熟技术推广应用。

指导单位
重庆市人民政府
主办单位
重庆市生态环境局
支持单位
中共重庆市委宣传部
重庆市发展和改革委员会
重庆市科学技术局
重庆市经济和信息化委员会
重庆市财政局
重庆市住房和城乡建设委员会
重庆市交通局
重庆市水利局
重庆市农业农村委员会
重庆市商务委员会
重庆市教育委员会
重庆市国有资产监督管理委员会
重庆市统计局
重庆市地方金融监督管理局
重庆市招商投资促进局
重庆市能源局
重庆市林业局
重庆两江新区管理委员会
重庆市工商业联合会
共青团重庆市委员会
重庆市科学技术协会
中国人民银行重庆营业管理部
中国银行保险监督管理委员会重庆监管局
重庆市气象局
重庆市企业联合会(企业家协会)
西部省市生态环境局(厅)
协办单位
重庆市外商投资促进中心
欧盟环保协会
承办单位
重庆市西部气候投融资产业促进中心
重庆弘博会展有限公司
联合承办
重庆市能源利用监测中心
(重庆市节能技术服务中心)
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