CCUS技术是实现化石能源净零碳排放的关键技术,煤电加装CCUS可实现近零碳排放,提供稳定清洁低碳电力,有助于发挥煤电基础性调节性作用,平衡可再生能源发电波动性,避免季节性或长期性电力短缺,保障电力系统安全稳定运行。
来源:电力网作者:黄霞、刘丽、王宝(国网安徽经研院战略研究中心)
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CCUS发展现状及展望
CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)是指将CO2从排放源中分离后或直接加以利用或封存,以实现CO2减排的工业过程,主要技术环节包括捕集、运输、利用和封存。
捕集是指将CO2从工业生产、能源利用或大气中分离出来的过程。当前火电机组改造以第一代捕集技术为主,主要包括燃烧后捕集技术、燃烧前捕集技术和富氧燃烧技术,第一代捕集技术成本能耗偏高,缺乏广泛大规模示范工程经验。第二代技术处于实验室研发或小试阶段,主要包括新型膜分离技术、新型吸收技术、新型吸附技术、增压富氧燃烧技术等,第二代捕集技术成熟后能耗和成本可比成熟后的第一代技术降低30%。
输送分为罐车运输、船舶运输和管道运输,我国已有的CCUS示范项目规模较小,大多采用罐车输送。管道输送技术是最具应用潜力和经济性的技术,中国已完成100万吨/年输送能力的管道项目的初步设计,正在制定相关设计规范,海底管道输送技术尚处于概念研究阶段。
利用指通过工程技术手段将捕集的CO2实现资源化利用的过程,分为地质利用、化工利用和生物利用等。地质利用技术相对于化工利用和生物利用发展潜力最大,技术也较为成熟,二氧化碳强化石油开采技术(CO2-EOR)已应用于多个驱油与封存示范项目。到2030-2035年期间,CO2生物/化工利用技术也将逐渐达到商业化应用水平,CO2生物和地质利用技术的经济可行性将逐渐摆脱外部条件制约,到2040年达到商业化水平。
封存是指通过工程技术手段将捕集的CO2注入深部地质储层,实现CO2与大气长期隔绝的过程,按照封存位置不同可分为陆地封存和海洋封存,按照地质封存体的不同可分为咸水层封存、枯竭油气藏封存等。陆上地质利用与封存技术的理论总容量达万亿吨以上,陆上咸水层封存技术完成了10万吨级规模的示范,海底咸水层封存、枯竭油田、枯竭气田封存技术完成了中试方案设计与论证。