編者按 實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。于是，一場(chǎng)以“綠色”為目標(biāo)的全民減排行動(dòng)也隨之拉開大幕。中央出臺(tái)配套政策，地方加速編制行動(dòng)方案，舉國上下落實(shí)“雙碳”目標(biāo)的路線圖逐步清晰。行業(yè)轉(zhuǎn)型加速，企業(yè)一馬當(dāng)先，一個(gè)又一個(gè)樣本正在摸索中，勾勒出我國“零碳經(jīng)濟(jì)”的新畫卷。

一瓶小小的溶液,能將二氧化碳捕捉起來?在華能集團(tuán)溫室氣體減排與清潔燃料技術(shù)部的碳捕集實(shí)驗(yàn)室中，溫室氣體減排部二級(jí)業(yè)務(wù)經(jīng)理范金航為北京商報(bào)記者現(xiàn)場(chǎng)演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。對(duì)于捕集到的二氧化碳，利用與封存是當(dāng)前主要的處理手段。這也就是近年來我國加快研發(fā)、示范的CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)技術(shù)。

由于這一技術(shù)既能夠捕捉燃煤電廠生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳，從而減少碳排放，又可以通過二氧化碳利用產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，因此成為應(yīng)對(duì)氣候變化的重要技術(shù)趨勢(shì)。然而，CCUS的商業(yè)化還存在高成本、高能耗等問題，規(guī)模化商業(yè)應(yīng)用仍面臨不小的挑戰(zhàn)。

二氧化碳的去處

食品飲料、農(nóng)場(chǎng)氣肥……燃煤電廠排放的二氧化碳原來用處多多。華能集團(tuán)溫室氣體減排部主任劉練波在接受北京商報(bào)記者采訪時(shí)介紹，目前我國的二氧化碳利用主要分布在化工、食品飲料、油氣開采等行業(yè)。比如，二氧化碳與氫能結(jié)合可以生產(chǎn)甲醇，用作甲醇燃料。

不過相對(duì)于二氧化碳的排放量來說，利用的占比仍然微乎其微。華能上海石洞口電廠2009年就建成了當(dāng)時(shí)全世界最大的燃煤電廠二氧化碳捕集示范項(xiàng)目，規(guī)模大約每年10萬-12萬噸，而利用量實(shí)際上只占上海石洞口電廠一臺(tái)機(jī)組二氧化碳排放量的5%左右。

“不過，這5%排放量的二氧化碳基本上就能夠滿足上海市食品行業(yè)對(duì)二氧化碳的需求了。”劉練波說，“二氧化碳利用量比較大的領(lǐng)域是石油行業(yè)的二氧化碳驅(qū)油，但這仍然只占了二氧化碳排放量的一部分。”

在劉練波看來，要解決二氧化碳排放或減排問題，還是需要對(duì)二氧化碳進(jìn)行永久的地質(zhì)封存。“從歷史長河的角度看，封存的二氧化碳也可能成為未來的碳源。”

自主研發(fā)搶跑

碳減排從來不是新命題，2008年奧運(yùn)會(huì)前夕，北京的“藍(lán)天計(jì)劃”就給傳統(tǒng)能源企業(yè)出了一道時(shí)代的考題。當(dāng)年，華能在北京高碑店熱電廠建設(shè)了中國第一套燃煤電廠二氧化碳捕集項(xiàng)目。而這個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CCUS項(xiàng)目的建成，也有一段曲折的歷程。

2007年，當(dāng)時(shí)華能清能院的郜時(shí)旺團(tuán)隊(duì)接到任務(wù)，在華能北京熱電廠建設(shè)碳捕集裝置。但就在項(xiàng)目馬上要開工的時(shí)候，澳大利亞合作方的圖紙和技術(shù)資料卻突然來不了了。

郜時(shí)旺只好立足國內(nèi)，將化工行業(yè)的碳捕集技術(shù)移植到電力行業(yè)。由于技術(shù)難度非常大，處處碰壁之后，郜時(shí)旺團(tuán)隊(duì)只能自主鉆研，提出了關(guān)鍵的創(chuàng)新工藝。近一年的努力后，2008年在高碑店熱電廠建設(shè)的二氧化碳捕集裝置生產(chǎn)出了食品級(jí)的二氧化碳，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

“作為中國第一個(gè)捕集裝置，這一項(xiàng)目向國際社會(huì)宣布中國自己也掌握了二氧化碳捕集的技術(shù)，突破了卡脖子技術(shù)，也讓中國在國際氣候談判的談判桌上有了一定的底牌。”劉練波說，“上個(gè)月，我們又和澳大利亞達(dá)成合作，將華能自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二氧化碳捕集技術(shù)出口到澳大利亞，這也是中國的二氧化碳捕集技術(shù)第一次出口到西方國家。”

當(dāng)前，國內(nèi)除了華能集團(tuán)之外，國家能源集團(tuán)等能源企業(yè)都設(shè)立了碳捕集相關(guān)示范項(xiàng)目。如國家能源集團(tuán)就建成了中國第一個(gè)全流程煤基二氧化碳捕集和封存示范項(xiàng)目，為CCS技術(shù)的推廣和使用提供了示范。

反哺高昂成本

把二氧化碳利用起來除了更清潔環(huán)保，還有一個(gè)好處：能賺錢。與傳統(tǒng)的CCS技術(shù)毫無額外的經(jīng)濟(jì)回報(bào)不同，CCUS增加了二氧化碳利用(U)環(huán)節(jié)，通過這部分收益，反哺CCS相關(guān)的研發(fā)、示范投入。

“碳捕集技術(shù)走向大規(guī)模應(yīng)用還面臨很大障礙。”華能清能院黨委副書記、院長肖平對(duì)北京商報(bào)記者表示，“從能效來講，權(quán)威機(jī)構(gòu)普遍認(rèn)為，燃煤電廠采用碳捕集技術(shù)，將使電廠發(fā)電效率降低10個(gè)百分點(diǎn)左右，也就相當(dāng)于上世紀(jì)八九十年代煤電機(jī)組的效率水平，代價(jià)十分巨大。”

“因此，在碳捕集技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，我們是希望這些捕集下來的碳，能通過有效利用帶來一定的收益，盡可能補(bǔ)償碳捕集的成本，以此推動(dòng)規(guī)模化碳捕集技術(shù)的示范應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)步，為后續(xù)大規(guī)模應(yīng)用做好技術(shù)準(zhǔn)備。”肖平說。但碳利用畢竟占比有限，此時(shí)，優(yōu)化技術(shù)工藝的先進(jìn)性、降低捕集的能耗，就成為降成本的必經(jīng)之路。

華能長春熱電廠去年建成的我國第一個(gè)相變型二氧化碳捕集示范裝置就是新技術(shù)降成本的一例。實(shí)驗(yàn)室里，劉練波手持相變型二氧化碳捕集吸收溶液，溶液已自動(dòng)分成上下兩層深淺不同的橙黃色液體。他介紹，二氧化碳集中于其中一層，再生時(shí)只需對(duì)富含二氧化碳的部分進(jìn)行加熱，這樣可以降低總體成本，最終能耗相比傳統(tǒng)的二氧化碳捕集技術(shù)能夠降低40%以上。

研發(fā)企業(yè)要投入大量成本，加裝設(shè)備的燃煤電廠又將如何應(yīng)對(duì)高昂投入呢?“電廠加裝設(shè)備運(yùn)行以后，可以通過申請(qǐng)相應(yīng)的財(cái)稅補(bǔ)貼、發(fā)電小時(shí)數(shù)補(bǔ)貼，從一定程度上彌補(bǔ)加裝裝備造成的成本增加。”劉練波表示，但最終要實(shí)現(xiàn)CCUS大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的推廣，還需要國家從政策層面推出相關(guān)的財(cái)稅補(bǔ)貼，或者通過碳市場(chǎng)交易的手段，將碳捕集利用封存的成本涵蓋下來，實(shí)現(xiàn)整個(gè)CCUS技術(shù)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

燃煤電廠的未來

在碳中和背景下，燃煤電廠在新型電力系統(tǒng)中將承擔(dān)怎樣的角色?劉練波稱，主要是配合以新能源為主體的電力系統(tǒng)，承擔(dān)調(diào)峰的作用，同時(shí)維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正向清潔低碳加快轉(zhuǎn)型。2020年，煤炭占能源消費(fèi)總量的比重降低至56.8%。“十三五”以來，我國實(shí)現(xiàn)超低排放的煤電機(jī)組達(dá)到8.9億千瓦，占煤電總裝機(jī)容量的86%，已建成全球最大清潔煤電供應(yīng)體系。

清潔煤電采用的主要是除塵、脫硫、脫硝等技術(shù)手段。對(duì)燃煤電廠的二氧化碳，則要從源頭提高燃煤發(fā)電效率和在末端采用CCUS技術(shù)。劉練波認(rèn)為，碳達(dá)峰之后就要考慮哪些存量機(jī)組面臨淘汰，哪些機(jī)組繼續(xù)服役。這就需要考慮機(jī)組是否適合加裝CCUS裝備。

“這首先需要考慮電廠是否有地方加裝碳捕集裝置，電廠周邊是否有二氧化碳利用或永久地質(zhì)封存的條件，例如電廠周邊是否有適合二氧化碳驅(qū)油的油田等。”劉練波說。

肖平則認(rèn)為，在減碳方面，華能最大限度地通過效率提升等排放更少量的碳，而CCUS技術(shù)將成為兜底技術(shù)，意義十分重大。

不過顯然，碳達(dá)峰、碳中和是更大的一盤棋。除了“減碳”，更要“替碳”。“華能首先著重開發(fā)更多的新能源、可再生能源來替碳，可再生能源也具備了大規(guī)模替碳的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件，會(huì)發(fā)揮最主要的作用。”肖平說。

從全國來看，截至今年一季度末，我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到9.48億千瓦，可再生能源發(fā)電量達(dá)到4754.7億千瓦時(shí)，替碳規(guī)模正進(jìn)一步擴(kuò)大。

標(biāo)簽： 雙碳目標(biāo) 燃煤電廠 二氧化碳 路線圖