发电行业是碳排放大户，碳排放量占全国总量的40%以上。随着应对气候变化行动的持续推进，二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）快速发展。2023年6月，国家能源集团泰州发电有限公司（下称“泰州电厂”）CCUS项目正式投产，每年可捕集二氧化碳50万吨，是目前亚洲在运捕集规模最大的煤电CCUS项目。如何大规模捕集二氧化碳并加以利用？记者近日前往泰州实地探访。
CCUS是指将二氧化碳从能源利用、工业过程等排放源或大气中捕集分离，并输送到适宜场地加以利用或封存。我国“双碳”目标提出后，既要保证煤电在能源供应中的兜底作用，又要尽可能降低碳排放造成的环境影响，CCUS被视作关键技术之一。3月21日，记者走进泰州电厂，只见3座数十米高的作业塔耸立。4个银色球形储气罐沿着蓝色、白色管道与作业塔相连，这便是CCUS项目捕集区，4辆槽罐车在储气罐后等待液态二氧化碳装车。“这一车二氧化碳有15吨，要送到江阴的气站。”运输司机徐民武告诉记者。二氧化碳看不见、摸不着，如何分离提纯？“火电厂达标排放的烟气里，含有约12%的二氧化碳。这些烟气先进入水洗塔洗涤，把烟气里的粉尘、氮氧化物等杂质洗掉，再进入吸收塔装置，其中的胺溶液能把大部分二氧化碳‘吸’出来。‘满载’二氧化碳的复合液体进入再生塔，通过加热解析，二氧化碳气体再被‘蒸’出来，剩下的胺溶液继续循环使用。”泰州电厂运行部副主任叶罗说，项目产出干基二氧化碳纯度大于99.9%。从低浓度到高浓度，火电厂碳捕集工艺复杂，加热解析过程中要使用蒸汽，大规模应用需要进一步降低成本，其中的吸收剂很关键。泰州电厂碳资源开发专项办公室技术人员陈臻介绍，吸收剂团队测试1000多次，研发出新型三元复合胺吸收剂，再生热耗较传统吸收剂下降35%以上。团队还研发出新型干法凝胺回收装置，胺损失较传统装置降低30%以上，实现项目设备100%国产化，每吨二氧化碳捕集热耗小于2.4吉焦、电耗小于90千瓦时。在泰州电厂CCUS项目投产前，国内煤电CCUS项目总年捕集量仅为60万吨。规模扩大难的原因之一便是商业模式不明晰，难以实现持续运营。“捕集到的二氧化碳，要么当作商品卖掉，要么封存。基于泰州滨江的地理优势，我们选择通过销售来消纳。”泰州电厂计划与营销管理部（调度室）主任白福全说，投产前，团队在长三角地区开展大量市场调研，发现二氧化碳利用仍有不小的市场空间。“二氧化碳可以用于制作干冰，沿江沿海水产冷链运输要用干冰保鲜，夏季市场需求量大，旺季产能不足；二氧化碳还可作为焊接保护气体，泰州南通造船业发达，大量焊接工艺需要使用保护气。”白福全分析，相比直接开采、化工行业碳捕集等供应途径，电厂捕碳虽然成本不低，但产品纯度高，达到食品级，适合加工成干冰，对附近企业来说更具“性价比”。在泰州鸿瑞达干冰有限公司的生产车间里，二氧化碳气体沿管道进入机器，不一会儿被压制成干冰砖块，工人们将塑封好的干冰整齐放入保温箱。“以前制干冰的二氧化碳要去南京、扬州买，现在从泰州电厂买，车程不到半小时，物流成本更低。”公司相关负责人顾留碗告诉记者，公司从事干冰生产多年，一年加工制造8000多吨干冰，主要销往苏州、上海等地。“一开始还担心二氧化碳价格卖不上去，甚至做好赔钱的心理准备，但正式投产后，销售量超出预期。”白福全说，目前电厂销售的二氧化碳，70%做干冰、30%用于保护气，设备以销定产，现在有了微利，“去年6月投产至今，除了春节假期，设备就没有停过，说明消纳这条路走通了。”“泰州电厂一台百万千瓦机组年碳排放量是400万吨，CCUS项目只捕集到八分之一的碳排放量。”白福全说，随着煤电CCUS项目增多，捕集量将远远超过当前市场碳利用需求量，下一步，要积极拓展其他消纳途径。比如二氧化碳还可以作为化工原料，结合氢气制甲醇等，利用量大。不过，使用电厂捕集的二氧化碳，目前成本太高，不如传统工艺划算，要继续改进工艺实现降本。未来，随着绿电交易、碳交易、火电厂绿色低碳转型等配套政策全面建立，将为煤电CCUS项目可持续发展注入更多信心。2023年11月，江苏省政府印发《关于加快培育发展未来产业的指导意见》，提出优先发展10个成长型未来产业，零碳负碳（碳捕集利用及封存）是其中之一。《中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2021）》预计，2030年CCUS减排需求为0.2亿至4.08亿吨。“当前全省能源结构仍以化石能源为主，CCUS是保障能源系统可靠、清洁、经济运行的重要技术手段，但目前捕集成本高、关键技术尚不成熟，距离大规模产业化利用还有一段距离。未来我省应继续加大技术攻关，推动实现多方式、多渠道的二氧化碳资源化利用，并探索商业化利用模式，完善相关政策，为CCUS推广应用提供广阔空间。”省战略与发展研究中心能源资源研究所所长涂远东说。
