文章來源:中(zhong)國能源建設集(ji)團(tuan)有限公司 發布時間:2021-05-20
編者按 當前,疫情之下,央企正勇挑大梁,發揮國民經濟“穩定器”“壓艙石”的作用,同時自覺履行責任央企的擔當,與社會各界一起攜手共克時艱。近期,多家央企發布2019年社會責任報告,從環境保護、協調共贏、脫貧攻堅、一帶一路等方面向社會民眾及利益相關方披露“硬核數據”及特色案例,多角度立體展示央企在履行社會責任上的生動實踐。國務院國資委網站推出“責任央企在行動”系列報道,今天為您帶來第7篇——《中國能建:探索綠色低碳的發展路徑》。

廣東碳捕集測試平臺
隨著全球氣候變(bian)暖日益加劇(ju),二氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)的(de)排(pai)放問(wen)題受到了世界普(pu)遍關(guan)注,越來越多的(de)國(guo)(guo)家(jia)意(yi)識到控制二氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)排(pai)放的(de)重要性,低碳(tan)(tan)(tan)經濟、“碳(tan)(tan)(tan)減(jian)排(pai)技術(shu)”逐漸走進公眾視野。在(zai)能(neng)源(yuan)低碳(tan)(tan)(tan)領域,我(wo)國(guo)(guo)對二氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)捕集、利(li)用與(yu)封存技術(shu)發展極為重視,在(zai)一系列重大科技規劃中,均將其列為重點(dian)支持、集中攻(gong)關(guan)和示(shi)范的(de)重點(dian)技術(shu)領域,“發展二氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)捕集利(li)用與(yu)封存技術(shu)”被正式寫(xie)入我(wo)國(guo)(guo)《國(guo)(guo)家(jia)“十(shi)三五(wu)”科學和技術(shu)發展規劃》。
2019年5月15日,由(you)中國(guo)能建廣東(dong)院(yuan)(以(yi)下簡(jian)稱“廣東(dong)院(yuan)”)總承包(bao)建設(she)的亞(ya)洲首個多技術(shu)開(kai)放國(guo)際碳(tan)捕(bu)集(ji)(ji)(ji)技術(shu)測試平(ping)臺——廣東(dong)碳(tan)捕(bu)集(ji)(ji)(ji)測試平(ping)臺項目正式投(tou)產(chan),對(dui)推進(jin)我國(guo)二氧(yang)化碳(tan)減排和應對(dui)氣(qi)候(hou)變(bian)化具有里(li)程碑意義,碳(tan)捕(bu)集(ji)(ji)(ji)技術(shu)研究發(fa)展(zhan)自此(ci)翻開(kai)了(le)全新一頁(ye)。
聚焦CCUS“黑科技”
CCUS被認(ren)為(wei)是目(mu)前唯一(yi)一(yi)項能(neng)實(shi)現化石能(neng)源(yuan)低(di)碳(tan)利用的(de)技術,并被認(ren)為(wei)是未來大規模(mo)減(jian)少溫室氣體(ti)排放(fang)、減(jian)緩(huan)全球變暖的(de)可行辦法。
廣東(dong)院從(cong)2012年開展CCUS技術研究。“與常規的(de)碳(tan)捕(bu)集、封(feng)存,也就是CCS技術相比,CCUS可(ke)以實現二氧化(hua)(hua)碳(tan)的(de)資源化(hua)(hua),所捕(bu)集到的(de)二氧化(hua)(hua)碳(tan)可(ke)以廣泛應用(yong)(yong)于食品加工、離岸驅油、化(hua)(hua)學(xue)產品生產等工業化(hua)(hua)利用(yong)(yong)領域,因(yin)此也更具(ju)有現實操作(zuo)性。”廣東(dong)碳(tan)捕(bu)集測試平臺項目經理楊暉(hui)介(jie)紹(shao)道。
根據不同的(de)(de)回收方法,電(dian)廠煙(yan)氣二氧(yang)化碳(tan)(tan)捕(bu)集(ji)(ji)技術(shu)又可以(yi)分為燃燒前捕(bu)集(ji)(ji)、燃燒中(zhong)捕(bu)集(ji)(ji)和(he)燃燒后捕(bu)集(ji)(ji)等(deng)多(duo)個(ge)類型(xing)。其中(zhong),燃燒后技術(shu)因對現(xian)有(you)電(dian)廠系(xi)統改造較小,只需(xu)在(zai)現(xian)有(you)煙(yan)氣處理系(xi)統后增(zeng)加(jia)二氧(yang)化碳(tan)(tan)捕(bu)集(ji)(ji)裝置,而被視為當前最具(ju)市(shi)場潛力的(de)(de)捕(bu)集(ji)(ji)技術(shu)。
“簡(jian)單來(lai)說,就好比給燃(ran)煤電廠(chang)這個(ge)排(pai)放源戴上一個(ge)大(da)口罩(zhao),通(tong)過(guo)脫碳(tan)裝置這個(ge)過(guo)濾系統(tong),把(ba)對環境(jing)沒有任何(he)影(ying)響的干凈氣體排(pai)放出去,而(er)把(ba)二氧化碳(tan)留下(xia)來(lai)集中處理。”楊暉形象稱。
廣東(dong)碳(tan)(tan)捕(bu)(bu)集(ji)(ji)測試(shi)平臺項(xiang)(xiang)目采(cai)用的(de)正是(shi)燃(ran)燒后(hou)捕(bu)(bu)集(ji)(ji)技術。項(xiang)(xiang)目依托華潤海豐電廠(chang)1號100萬(wan)千瓦超超臨界(jie)(jie)燃(ran)煤機(ji)組建設,每年可從燃(ran)料(liao)燃(ran)燒后(hou)產生(sheng)的(de)煙氣中(zhong)捕(bu)(bu)集(ji)(ji)二氧化(hua)碳(tan)(tan)約2萬(wan)噸,按一(yi)棵樹(shu)一(yi)年吸(xi)收18.3噸二氧化(hua)碳(tan)(tan)計(ji)算(suan),相當(dang)于1000多棵樹(shu)吸(xi)收的(de)二氧化(hua)碳(tan)(tan)量。項(xiang)(xiang)目建成(cheng)(cheng)后(hou),成(cheng)(cheng)為了世界(jie)(jie)首個基于火電廠(chang)超超臨界(jie)(jie)機(ji)組的(de)碳(tan)(tan)捕(bu)(bu)集(ji)(ji)測試(shi)平臺,也成(cheng)(cheng)為了繼美國(guo)國(guo)家(jia)碳(tan)(tan)捕(bu)(bu)集(ji)(ji)技術測試(shi)中(zhong)心、挪威蒙斯塔技術中(zhong)心之后(hou),世界(jie)(jie)第三個多技術碳(tan)(tan)捕(bu)(bu)集(ji)(ji)測試(shi)平臺(試(shi)驗基地)。
“廣(guang)東碳捕(bu)集(ji)測試平臺項目(mu)的(de)投產,標(biao)志著(zhu)廣(guang)東省乃至中國(guo)的(de)碳捕(bu)集(ji)技術(shu)研(yan)(yan)究發(fa)展步入新(xin)征程(cheng)。更(geng)為重要的(de)是,它(ta)作為一個(ge)國(guo)際性的(de)共享(xiang)與(yu)開放的(de)服務(wu)平臺,可(ke)通過與(yu)外部科研(yan)(yan)單位的(de)深入合作,為世界(jie)碳捕(bu)集(ji)利用(yong)技術(shu)的(de)研(yan)(yan)究與(yu)測試創造了更(geng)好條件。”廣(guang)東院總工程(cheng)師(shi)、中英(ying)(廣(guang)東)CCUS中心主任裴愛國(guo)表示。

俯視圖
打造CCUS示范工程
“項目要(yao)同時滿(man)(man)足(zu)電(dian)力行(xing)(xing)業和(he)化工(gong)行(xing)(xing)業設計(ji)標準(zhun),卻沒有明確(que)的(de)設計(ji)規范指導和(he)直接(jie)的(de)工(gong)程(cheng)實(shi)例可以借(jie)鑒。同時,項目必須(xu)在運行(xing)(xing)中(zhong)的(de)電(dian)廠有限的(de)空間內實(shi)施,既要(yao)保證不影響(xiang)機組(zu)安(an)全穩定運行(xing)(xing),又要(yao)保證工(gong)藝設施的(de)安(an)全距(ju)離和(he)結構(gou)強度滿(man)(man)足(zu)機組(zu)運行(xing)(xing)要(yao)求,難度非(fei)常大。“我們經過(guo)反復(fu)對(dui)比論證后,最終從十幾(ji)個方案(an)(an)中(zhong)篩選出了最優的(de)可行(xing)(xing)方案(an)(an)。”項目設計(ji)總工(gong)程(cheng)師羅(luo)海中(zhong)說。
考慮到平臺(tai)的(de)實(shi)驗屬性,以(yi)及未(wei)來開展不同類型吸收劑(ji)測試的(de)需要(yao),廣東院(yuan)項目團隊在大(da)量調研論證、綜合當前(qian)最先進捕集(ji)技術的(de)基礎上,對項目進行(xing)了創新性設計。
在(zai)胺法碳(tan)捕集工藝吸(xi)收段,項目(mu)首次采用(yong)新型(xing)的高效碳(tan)捕集填料,不僅(jin)可有(you)效降低阻力能耗,有(you)利于在(zai)未(wei)來(lai)大規模的捕集項目(mu)中推廣使用(yong),還可以支(zhi)持不同的吸(xi)收劑(ji),進(jin)行不同填料高度的測試,為將來(lai)降低碳(tan)捕集設備投資提供了有(you)益探索。
在解吸(xi)塔設(she)備(bei)設(she)計上(shang),項(xiang)目(mu)團(tuan)隊充分考慮(lv)了寬廣的解吸(xi)壓力和溫度范(fan)圍(wei),使設(she)備(bei)可兼(jian)容絕大(da)多數(shu)的吸(xi)收劑,能(neng)針對不同吸(xi)收劑開展各種工藝條(tiao)件的再生能(neng)耗研究,有(you)助(zhu)于開發(fa)出低捕集(ji)成本的新工藝。
“項目還采(cai)(cai)用(yong)了全(quan)球首臺20噸/天級膜分離(li)法(fa)碳(tan)捕(bu)集系統,首次采(cai)(cai)用(yong)三級膜分離(li)新(xin)工(gong)藝,能獲(huo)得高濃度二氧化(hua)碳(tan)氣(qi)體,并且(qie)在產品氣(qi)進入壓縮提純裝(zhuang)置(zhi)前,針對膜法(fa)產品氣(qi)創新(xin)開(kai)發出(chu)一套洗滌(di)凈(jing)化(hua)—吸附組合新(xin)技(ji)術,這都將有利于進一步(bu)拓(tuo)寬膜法(fa)二氧化(hua)碳(tan)捕(bu)集產品氣(qi)的利用(yong)途徑(jing)。” 羅海中介(jie)紹(shao)道。
回憶建設(she)過(guo)程,施(shi)工(gong)(gong)經理楊升恒對現場(chang)的(de)苛(ke)刻記憶猶新。“施(shi)工(gong)(gong)過(guo)程中,技術和(he)安(an)全(quan)要(yao)同(tong)時滿(man)足電(dian)力和(he)化工(gong)(gong)類工(gong)(gong)程的(de)要(yao)求(qiu),又是在運(yun)行中的(de)電(dian)廠內(nei)施(shi)工(gong)(gong),對安(an)全(quan)管(guan)理要(yao)求(qiu)極高(gao)。”
項目(mu)建(jian)設全(quan)(quan)過(guo)程嚴格(ge)按照在運電廠(chang)安全(quan)(quan)管理(li)制度實(shi)施(shi),項目(mu)團隊科學布置工(gong)序,合(he)理(li)安排設備周轉,狠抓每個工(gong)作面責任落實(shi),同時還邀請了(le)化(hua)工(gong)行業科研機構(gou)參與施(shi)工(gong)方案評審,確保了(le)項目(mu)安全(quan)(quan)順利推進。
“廣東(dong)碳(tan)捕集測試(shi)平臺項(xiang)目完(wan)成后(hou),我們還將繼(ji)續研究(jiu)碳(tan)捕集、利用與封(feng)存的(de)其他技(ji)術(shu)難點,希(xi)望(wang)把這個(ge)(ge)項(xiang)目做(zuo)成一個(ge)(ge)技(ji)術(shu)孵化基地(di),培育成為廣東(dong)省甚至是國家級的(de)技(ji)術(shu)創新基地(di)。”裴(pei)愛國對此充滿信心。

膜法碳捕集裝置
促進能源低碳利用
相關(guan)報告(gao)顯示,未(wei)來(lai)5年,全球(qiu)煤(mei)炭需求將保(bao)持穩定,我國(guo)仍將是世界煤(mei)炭消(xiao)費第一大國(guo),煤(mei)炭行業清潔發展至關(guan)重要。國(guo)際能源(yuan)機(ji)構(IEA)稱(cheng)“沒有CCUS,就沒有煤(mei)炭的(de)未(wei)來(lai)”。
伴(ban)隨能源(yuan)轉(zhuan)型的(de)步伐,CCUS正(zheng)讓(rang)化石能源(yuan)清(qing)潔(jie)利用(yong)的(de)夢想(xiang)照進現實。
近年來,我(wo)國(guo)正全力推進(jin)煤(mei)電機(ji)組(zu)超低排放改(gai)造,并將其列(lie)為我(wo)國(guo)面向(xiang)2030年的(de)重大科技(ji)專(zhuan)項(xiang)(xiang)——“煤(mei)炭清潔高效利(li)用(yong)”專(zhuan)項(xiang)(xiang)的(de)五個方向(xiang)之一。截(jie)至2018年底,中國(guo)煤(mei)電廠超低排放技(ji)術改(gai)造實際完成8.1億千瓦(wa),達(da)到或低于(yu)燃氣(qi)電廠的(de)排放標準,發展成效顯著。
中(zhong)國(guo)(guo)能(neng)建緊隨能(neng)源(yuan)發展態勢,著力促進能(neng)源(yuan)清潔高效利用,積極推動能(neng)源(yuan)高質量發展,加大投(tou)入力度(du),攻克(ke)和掌(zhang)握了(le)一(yi)批關鍵核(he)心技術(shu),取得(de)了(le)豐(feng)碩成果。2008年,中(zhong)國(guo)(guo)能(neng)建IGCC&CCS認定所在中(zhong)國(guo)(guo)能(neng)建華(hua)北院成立。同年,華(hua)北院設計完成了(le)華(hua)能(neng)北京(jing)熱電廠(chang)CCS示范(fan)項(xiang)目。該項(xiang)目既(ji)是我國(guo)(guo)第(di)一(yi)個燃煤電廠(chang)煙氣(qi)碳捕集項(xiang)目,也是我國(guo)(guo)第(di)一(yi)個后脫碳項(xiang)目。
2013年,廣東院作為發(fa)(fa)起成員,與英國CCS研(yan)究(jiu)(jiu)中心、蘇格蘭CCS中心和(he)清潔化石(shi)能源研(yan)究(jiu)(jiu)院共同成立中英(廣東)CCUS中心,促(cu)進與CCUS和(he)近(jin)零排(pai)放(fang)有關的(de)示(shi)范項目在(zai)廣東發(fa)(fa)展(zhan),目前已完(wan)成相關研(yan)究(jiu)(jiu)任務(wu)12項,發(fa)(fa)表(biao)研(yan)究(jiu)(jiu)報(bao)告20余份,獲專利7項。其中,廣東省碳捕集(ji)、利用與海上封存(cun)項目被(bei)列(lie)入(ru)國家發(fa)(fa)改委和(he)美(mei)國能源部的(de)氣(qi)候變化工作組框(kuang)架,并簽(qian)署了中美(mei)合作備忘(wang)錄。
此外,廣東(dong)院還(huan)與中英(廣東(dong))CCUS中心聯合舉辦(ban)了五(wu)屆國(guo)際(ji)碳捕集利(li)用與封存專家(jia)研(yan)(yan)討會,致力于促進國(guo)內外工業(ye)界(jie)和(he)學術(shu)界(jie)在CCUS和(he)清潔(jie)煤技術(shu)研(yan)(yan)究和(he)產(chan)業(ye)化方(fang)面的交流(liu)與合作,推動(dong)碳捕集封存與利(li)用等(deng)低碳領域的技術(shu)研(yan)(yan)究和(he)成果轉(zhuan)化。
經過多(duo)年的(de)培養和工(gong)程實(shi)踐(jian)鍛煉,廣東院擁有了(le)一(yi)支理論水(shui)平高、專(zhuan)業(ye)齊(qi)全、實(shi)力雄厚(hou)的(de)碳捕(bu)集技術團(tuan)隊,團(tuan)隊成(cheng)員有教(jiao)授級高工(gong)6名(ming)(ming)、高級工(gong)程師21名(ming)(ming)、博士6名(ming)(ming),涵蓋工(gong)藝、熱機、電氣、儀控等(deng)多(duo)個(ge)專(zhuan)業(ye)。
作為前沿技術和(he)高端技術人才(cai)培(pei)養基地的博士后工(gong)作站(zhan),也成為了廣(guang)東院低碳領域人才(cai)的孵化器。在站(zhan)博士后從2013年開展(zhan)低碳領域課題研(yan)究,已(yi)發表相關論(lun)文6篇,其中(zhong)兩篇被EI收錄(lu),申(shen)獲發明專利(li)2項(xiang)、實用新(xin)型(xing)專利(li)1項(xiang)。
“更(geng)為重要的(de)是,通過這(zhe)一系列(lie)研究和工(gong)程項目的(de)實施,我(wo)們的(de)技(ji)術(shu)團(tuan)隊已參與到(dao)碳捕集(ji)技(ji)術(shu)平(ping)臺(tai)的(de)規劃、設計(ji)、施工(gong)、采購乃至調試、驗(yan)(yan)收的(de)工(gong)程建設全過程中,積累了(le)豐富的(de)工(gong)程實踐經驗(yan)(yan),這(zhe)對(dui)我(wo)們更(geng)好(hao)地掌握碳捕集(ji)技(ji)術(shu),提升碳捕集(ji)技(ji)術(shu)能力,樹(shu)立碳捕集(ji)行業的(de)品牌效應,起(qi)到(dao)了(le)重要的(de)支撐作用(yong)。”裴(pei)愛國表示。
作為(wei)國內(nei)領先的清潔、高效、綠色、智(zhi)慧能源建設者,中國能建不(bu)斷加大(da)研(yan)發投(tou)入(ru),為(wei)應對全球氣(qi)候變化(hua),減(jian)少(shao)溫(wen)室氣(qi)體(ti)排(pai)放,發展綠色低碳能源經濟(ji)作出積極探(tan)索與生動實踐。

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【責任編輯:趙藝涵】