火电领域CCUS加速布局——访中国电力企业联合会规划发展部主任潘荔
“双碳”目标下，火电领域CCUS发展备受关注。火电领域的CCUS有哪些技术路线？当下面临着怎样的发展机遇？就这些问题，记者记者采访了中国电力企业联合会规划发展部主任潘荔。
记者：当前，我国火电厂主要应用哪些捕碳技术？
潘荔：目前，国内火电厂对燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧三种捕碳路线都已开展了试点示范，并且以燃烧后捕集示范工程为主。
燃烧后捕集是将二氧化碳从燃烧生成的烟气中与其他组分分离，并达到二氧化碳富集的技术路线。无论是新建燃煤机组还是现役燃煤机组均可采用燃烧后捕集技术。该技术缺点是捕集过程能耗偏高。
燃烧前捕集是将二氧化碳在燃料燃烧之前进行分离的技术路线，主要利用煤气化和重整技术，将煤炭在燃烧前转化为二氧化碳和氢气合成气，将二氧化碳从合成气中分离，其代表技术是整体煤气化联合循环（IGCC）技术。该技术路线优点是工艺处理烟气流量小，分离成本较低；缺点是系统稳定性相对较低、对燃气轮机要求高。
富氧燃烧是将空气中的氮气分离出来，利用纯氧气作为燃料的氧化剂进入燃烧系统，燃烧后产生的烟气中二氧化碳浓度高达95%，不用进一步提纯便可达到富集效果。优点是燃烧产物气量小，二氧化碳浓度非常高，处理简单；缺点是空气分离制氧设备能耗较高导致电厂自用电比重较大。
记者：存量常规煤电机组CCUS对我国“双碳”目标实现有何重大意义？
潘荔：我国存量常规煤电机组的集中建设期是2006~2016年，按照30年运行寿命计算，将在2036~2046年间有序退出，但可能会引发电力供应安全问题，而长期留存又会使得碳排放量居高不下。因此，对其中部分工况良好的机组进行碳捕集改造可以使其以低碳方式继续服役，平衡减碳与保供需求。
在未来碳中和电力系统中，可控稳定的低碳发电资源依然不可或缺，“十四五”期间有必要加快以煤电行业为重点的碳捕集技术研发与商业示范，这样才能为2030年后有序推进煤电CCUS部署提供客观条件。
记者：目前全国有多少燃煤电厂进行了碳捕集？呈现出哪些特点？
潘荔：目前，我国已有10余个电厂安装了碳捕集装置，基本上都是试验示范项目。总体发展来看，一是装置规模越来越大，从初期华能北京热电厂碳捕集试验项目0.3万吨/年碳捕集能力，到国能陕西国华锦界电厂示范项目15万吨/年碳捕集能力，装置规模呈几何级数增加；二是技术类型多样化，大部分示范项目以燃烧后捕集技术路线示范项目为主，还建成了燃烧前捕集技术路线示范项目如华能天津IGCC绿色煤电示范项目，以及富氧燃烧技术路线示范项目如华中科技大学3.5万千瓦富氧燃烧项目；三是示范项目拓展到全流程，从碳捕集环节发展到捕集、利用与封存全流程。
记者：二氧化碳“被捕”后何去何从？“用”还是“藏”？
潘荔：总体来看，碳捕集后的去向主要有两个途径，一是用于地质封存，二是用于资源化利用。
地质封存主要用于油气田、煤层封存，封存的同时还起到驱油、驱气的作用。齐鲁石化—胜利油田CCUS项目捕集的二氧化碳运送至胜利油田进行驱油封存，是我国第一个二氧化碳捕集、驱油与封存一体化应用项目。总体来看，全球在运的26个CCUS商业项目中，有19个依靠出售或使用二氧化碳驱油增产进行成本回收，每年利用二氧化碳约2300万吨，占全部二氧化碳捕集量约60%。地质封存商业化前景广阔但存在泄漏风险是一直存在争议的问题。
二氧化碳的资源化利用技术近年来发展很快，以二氧化碳为主要原料，进行化工利用或生物利用，如加氢合成甲醇、有机碳酸酯、苹果酸等。但与以煤炭为原料直接合成这些产品相比，生产能耗会增加，而且二氧化碳利用量是有限的。以甲醇为例，年需求不到1亿吨，如果全部利用碳捕集后的二氧化碳合成，二氧化碳利用量约1亿多吨。
