西安生态日

我国能源资源禀赋具有“富煤、贫油、少气”的特点。煤炭是我国的基础能源和重要工业原料，在一次能源结构中处于主要位置，但也成为二氧化碳排放的“大户”。“双碳”目标提出后，作为煤炭利用主要方式的燃煤发电颇受争议。目前全国煤电装机容量占比历史性地下降至50%以下，但仍然是当前电力供应的主要电源。

近年来兴起的二氧化碳捕集、利用和封存（CCUS）技术，为大规模二氧化碳减排提供了可能。被“冷落”的煤电，也可以通过CCUS技术应用，实现二氧化碳净零排放。

一、什么是CCUS

二氧化碳捕集、利用与封存是指将二氧化碳从排放源中分离后或直接加以利用或封存，以实现二氧化碳减排的工业过程。CCUS整个过程可以分为三步：碳捕集、运输、利用与封存。碳捕集是将电力、化工、钢铁、水泥等行业利用化石能源过程中产生的二氧化碳进行分离和富集的过程。运输是将捕集的二氧化碳运送到利用或封存地的过程。利用和封存可分为地质利用、化工利用、生物质利用、地质封存等多种途径。

CCUS全貌示意

CCUS技术流程及分类

各方式在二氧化碳减排中的占比

二、CCUS在燃煤电厂的应用

近年来，国内外CCUS技术在燃煤电厂推广取得显著进展。2014年10月，世界首个燃煤电厂100万吨/年二氧化碳捕集项目——加拿大SaskPower公司边界大坝项目正式投运。2017年1月，世界最大的燃煤电厂二氧化碳捕集工程——美国佩特拉·诺瓦项目正式启动运营，设计规模140万吨/年。

世界最大的燃煤电厂二氧化碳捕集工程——佩特拉·诺瓦项目

国内最大的燃煤电厂二氧化碳捕集工程——国能陕西锦界项目

华能甘肃陇东150万吨/年碳捕集工程效果图，该项目建成后将是全球最大的燃煤电厂碳捕集工程。

目前，我国最大煤电碳捕集项目是中国能建中电工程西北院设计的国能锦界项目，规模达到15万吨/年，该项目位于陕西神木锦界工业园内，通过将电厂达标排放烟气中的二氧化碳进行回收利用，变废为宝，用于油田开采。该项目二氧化碳捕集率高达90%，捕集的二氧化碳纯度超过99.5%，对建设“零碳”电厂、落实双碳目标具有里程碑意义。另外，由中国能建中电工程西北院设计的华能甘肃陇东150万吨/年碳捕集工程正在筹备建设中，建成后将成为全球规模最大的燃煤电厂碳捕集工程。

三、CCUS与相关产业

目前CCUS技术捕获的二氧化碳主要存放于专门的地质储存点，事实上二氧化碳还是广泛工业应用的潜在原料。随着廉价可再生能源的不断增加，CCUS技术可与新能源、化工等相关产业进行深度耦合，延长产业链。CCUS捕捉的二氧化碳，可以与新能源电力电解水产生的“绿氢”合成生产甲醇，还可以用于油田驱油、提高石油采收率。通过这些应用，CCUS技术不仅可以减少大气污染物和二氧化碳排放，还能提升能源综合利用效率，使二氧化碳利用成为商业上可行的产业。

CCUS与相关产业耦合方案构架

四、煤电领域CCUS技术应用的未来

未来，我国在CCUS领域将进一步提升技术水平，开展更大规模的示范工程验证，建成多个百万吨级捕集利用和封存示范工程，掌握大规模二氧化碳捕集、管输、利用和封存设计建造能力。同时碳捕集的成本将不断下降，二氧化碳利用的产业形式将更加丰富、规模更为庞大。煤电领域CCUS技术应用将更好地实现煤炭清洁高效利用，推动能源绿色低碳转型，为高质量发展提供坚实能源保障。

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