近日，國家發改委印發《煤電低碳化改造建設行動方案（2024—2027年）》（以下簡稱《方案》），提出針對煤電項目開展碳捕集利用與封存（CCUS），采用化學法、吸附法、膜法等技術，分離捕集燃煤鍋爐煙氣中的二氧化碳，通過壓力、溫度調節等方式實現二氧化碳再生并提純壓縮。推廣應用二氧化碳高效驅油等地質利用技術、二氧化碳加氫制甲醇等
化工利用技術。因地制宜實施二氧化碳地質封存。
CCUS技術通過將生產過程中排放的二氧化碳捕集后加以利用，實現二氧化
碳排放變廢為寶，被認為是實現化石能源低碳化利用最重要的
減排技術之一，有望在
碳中和進程中發揮重要作用。當前我國煤電機組應用CCUS技術進展如何？還存在哪些挑戰？
在碳達峰碳中和目標背景下，CCUS技術已成為我國碳中和技術體系的重要組成部分。近年來，我國發布諸多CCUS相關
政策文件，涉及規劃、路線圖、技術目錄等，在CCUS技術研發、標準和融資等方面做出積極部署，推動我國CCUS各環節技術迅速發展，示范項目規模不斷擴大。
《中國碳捕集利用與封存年度報告（2023）》（以下簡稱《報告》）顯示，截至2022年底，我國規劃和運行的CCUS示范項目總數接近百個，涵蓋
電力、油氣、化工、
水泥、
鋼鐵等多個行業。其中，超過半數項目建成投產，具備二氧化碳捕集能力超400萬噸/年、注入能力超200萬噸/年。《報告》預測，中國CCUS減排需求到2025年約為2400萬噸/年，到2060年將達到23.5億噸/年，前景廣闊。
清華大學能源與動力工程系教授王淑娟告訴《中國能源報》記者，煤電機組應用CCUS技術最早開始于2008年。彼時，華能集團在
北京高碑店熱電廠建成我國第一個煤電煙氣碳捕集示范項目，規模為3000噸/年，采用化學吸收工藝，生產食品級二氧化碳產品。此后，不斷有年捕集量萬噸級、十萬噸級的項目投運。
去年6月，國家能源集團泰州發電有限公司50萬噸/年二氧化碳捕集及綜合利用示范工程項目正式投產。這是目前國內最大的煤電CCUS項目。該項目以泰州電廠4號機組濕式電除塵后煙氣為原料氣，采用醇胺吸收法，捕集、封存、利用二氧化碳，并結合周邊資源稟賦實現二氧化碳資源化、能源化消納。
“目前，煤電企業開展CCUS技術應用以央企國企為主。除了國家能源集團泰州電廠50萬噸/年項目之外，華能集團正寧電廠也在建設150萬噸/年CCUS項目。此外，華電集團、華潤電力等也在加快推進大規模項目布局。不過，整體來看，目前還都處于示范階段。”中國礦業大學碳中和研究院教授陸詩建對《中國能源報》記者表示。
全流程技術仍需提升
據了解，CCUS全流程工藝主要包括二氧化碳捕集、分離、壓縮、
運輸、利用或封存等。其中，二氧化碳的捕集分為燃燒前捕集、燃燒后捕集、富氧燃燒捕集、化學鏈燃燒捕集；分離技術包括吸收法、吸附法、膜法、水合物法、冷凍法等；運輸方式包括公路罐車、鐵路罐車、船運和管道；利用方式主要包括驅油、驅煤層氣等地質利用，制甲醇、甲酸等化學利用，生產微藻等生物利用，以及用于食品、氣體保護焊、氣肥等其他應用。目前，較為成熟且應用較多的是燃燒后捕集工藝、醇胺化學吸收法、管道運輸、驅油利用。
在多位受訪專家看來，目前全流程CCUS技術均面臨一定制約，需要進一步提升，以推動規模化應用。
“對于煤電低濃度二氧化碳排放，醇胺化學吸收法是目前最主要的方式，也是能耗成本最低的一種技術。但在能耗和吸收劑損耗方面，仍有一定下降空間，這些都和運行成本直接相關，也決定了運行成本有很大下降空間。”陸詩建指出，此外，一些設備的大型化，例如，百萬噸級以上規模的反應塔等設備，目前還存在經驗不多、不夠成熟等
問題。
在二氧化碳利用方面，陸詩建指出：“目前主要以驅油利用為主。我國每年約有400萬噸的二氧化碳捕集量，其中超200萬噸用于驅油。但二氧化碳實際封存量的
方法學，我認為還不夠完善。化工方面的利用現在也很熱門，已有很多研究，但是普遍規模較小、轉化率較低，成本較高。”
王淑娟也表示：“CCUS技術目前仍面臨著二氧化碳捕集能耗高、成本高、利用途徑少、利用量有限、封存技術成熟度低等問題，需要進一步科研攻關，突破技術瓶頸，推動規模化應用。”
因地制宜推進
在業內看來，在實現碳達峰碳中和目標進程中，CCUS技術是煤電深度減碳的重要手段，未來將朝著全流程、規模化、集群化方向發展。
《方案》強調，加快煤電煙氣二氧化碳捕集降耗、吸收劑減損、大型塔內件傳質性能提升、捕集—發電系統協同、控制流程優化等技術研發，補齊二氧化碳資源化利用、咸水層封存、產業集成耦合等技術短板。
對于接下來如何進一步落實《方案》中的相關要求，多位專家給出建議。
陸詩建表示：“煤電企業開展CCUS技術改造，首先需結合自身情況以及周邊的資源稟賦，因地制宜開展示范和商業化應用。比如，如果電廠周邊有油田，可以用捕集的二氧化碳驅油；如果周邊有天然氣或者煤層氣，那就可以用來驅氣；如果周邊有化工廠，就可以配套生產尿素等化工品。”
“與此同時，要加強技術創新。企業可以加強與研究機構、高校的合作，推動產學研用，讓好的技術先行先試。”陸詩建進一步表示。
王淑娟認為，落實《方案》要求，可能面臨多方面挑戰。“在技術方面，碳捕集成本高、利用技術不成熟、封存地有限和不確定性等問題，都需要突破。建議在捕集、利用、封存方面，加強產學研密切配合，突破卡脖子的關鍵問題，降低技術成本；推動
碳市場、配額等政策實施，對采用CCUS的企業進行激勵，擴大示范規模和范圍，推動技術的產業化應用。”
