近日，中国能建西北院中标华能陇东基地150万吨/年先进低能耗碳捕集工程勘察设计项目。该工程建成后将成为国内也是世界规模最大的燃煤电厂碳捕集工程，是此前国内规模最大的国华锦界电厂15万吨/年二氧化碳捕集工程二氧化碳捕集规模的十倍。据北极星碳管家网不完全统计，我国运营及建设中的燃煤电厂碳捕集项目共11个。
碳捕集利用与封存技术（CCUS）是指通过地质利用、化工利用和生物利用等资源化利用手段，将化石能源利用或工业过程排放的CO2以及从空气中捕集的CO2进行封存或转化为燃料和化工产品的技术手段。据国际能源署（IEA）评估，全球利用碳捕集技术捕集的CO2总量将从2020年的约4000万吨增至2050年的约76亿吨，增幅超过一百倍；在可持续发展情景中，全球2070年实现净零排放，CCUS将贡献15%的累积减排量。国际石油天然气巨头埃克森美孚预测，2050年碳捕集与封存（CCS）市场将达4万亿美元。
华能150万吨/年碳捕集项目
据了解，该项目位于甘肃庆阳华能陇东能源基地依托该基地正宁电厂2×1000兆瓦工程建设二氧化碳捕集规模150万吨/年，项目采用燃烧后化学吸收法捕集工艺路线二氧化碳捕集率不低于90%成品纯度不低于99.5%捕集到的二氧化碳将全部用于驱油与封存，该工程计划与正宁电厂工程同步设计、施工、投产计划投产时间为2023年12月。
小编注意到，该项目亮点颇多：
1.捕集规模
该项目建成后年碳捕集规模将达到150万吨/年，将成为全国也是世界内最大的燃煤电厂碳捕集工程。在这之前，国内运行中和建设中的燃煤电厂CCUS项目碳捕集规模“桂冠”，都由国家能源集团包揽：
去年六月投运的国家能源集团陕西省神木锦界电厂CCUS项目捕集规模为15万吨/年。目前正在建设中的国家能源集团江苏泰州CCUS项目此前在报道中是我国最大的燃煤电厂CCUS项目（投运后），其捕集规模为50万吨/年。
全球最大的燃煤电厂碳捕集项目之一，运行状态良好的加拿大的边界大坝（Boundary Dam）CCS项目于2014年建成，已累计捕集二氧化碳415万吨。其中，2021年上半年捕集34万吨，2020年捕集73万吨。
该项目于2023年顺利投产后，将一跃成为世界上最大的燃煤电厂碳捕集项目，但有国家能源集团被反超的”前车之鉴“，建设期内是否还会有更大规模的项目仍未可知，北极星碳管家网将会持续关注。
2.碳捕集技术
该项目碳捕集工程采用先进的化学吸收法，化学吸收法脱除CO2是利用碱性吸收剂与烟气接触并与CO2发生化学反应，形成不稳定的盐类，而盐类在加热或减压的条件下会逆向分解释放CO2而再生吸收剂，从而将CO2从烟气中分离。
这一技术的优势在于吸收量大、吸收效果好、吸收剂循环利用能达到高纯CO2。但吸收剂再生热损消耗高、吸收剂损失较大、操作成本高。目前许多CCUS项目都采用这一技术并优化完善中，天津大学曾发表论文采用化学吸收法将热力学研究方法应用在碳捕集，挖掘碳捕集技术的节能潜力。此次项目采取的化学吸收法技术会有是否会有革新，还要等待消息进一步的放出。
图：化学吸收法工艺示意图
来源：浙江省电力学会
碳捕集技术类型众多，有三种分类方法：按碳捕集与燃烧过程先后顺序进行分类、按分离过程进行分类、按技术先进程度进行分类。
具体如图所示：
图：碳捕集技术分类
3.捕集的二氧化碳用于CO2-EOR
CO2-EOR，即二氧化碳强化石油开采，二氧化碳驱油技术就是把二氧化碳注入油层中以提高油田采油率的技术。
碳利用能更直观地影响CCUS项目的收益，对于未来CCUS项目的大规模商业化运用具有重要意义。
美国企业得益于政府推出的补贴政策，半数左右的CCUS项目已经不再依赖CO2-EOR得到收益。
我国也在加紧EOR示范项目工程建设，在碳利用领域紧追不舍。早在1965年我国就在大庆油田开启了二氧化碳驱油的探索，目前，我国石化行业大部分新建碳捕集项目采用CO2-EOR进行碳利用，燃煤电厂将二氧化碳用于驱油的项目相对较少。
据北极星碳管家网不完全统计，我国运营及建设中的CO2-EOR项目共14个。
图：2022年我国运营及建设中的CCUS-EOR项目
我国的燃煤电厂CCUS项目
国内首个燃煤电厂二氧化碳捕集示范项目也是由华能启动，2007年，华能集团在北京积极开展二氧化碳捕集试验示范项目和成立“北京温室气体捕集与处理实验室”。2008年奥运会前建设完成二氧化碳捕集试验示范项目的建设。
据北极星碳管家网不完全统计，目前国内运行和在建的燃煤电厂碳捕集项目共有11个。
图：2022年我国运营及建设中的燃煤电厂CCUS项目
国家能源集团泰州电厂CCUS项目建设规模为50万吨/年的CO2捕集系统，近日该项目桩基工作全面完工，标志该项目取得阶段性进展。据国家能源集团介绍，该项目“可彻底解决大型热力发电厂的碳减排问题”，建成后实现二氧化碳捕集率大于90%，每吨捕集电耗小于90千瓦时，每吨捕集能耗小于2.4吉焦，整体性能指标达到国际领先水平。
国家能源集团锦界公司15万吨/年CCUS示范项目于去年6月投运，该项目建设周期587天，建成后被央视报导。是国内规模最大的燃煤电厂燃烧后二氧化碳捕集与驱油封存全流程示范项目，二氧化碳捕集率大于90%，捕集二氧化碳浓度99%，每吨捕集能耗小于2.4吉焦。
CCUS技术对于火电项目意义重大
火电行业是当前中国CCUS示范的重点，据环境部规划院发布的《中国二氧化碳捕集利用封存（CCUS）年度报告（2021）》预计，到2025年，煤电CCUS减排量将达到600万吨/年，2040年达到峰值，为2~5亿吨/年，随后保持不变；气电CCUS的部署将逐渐展开，于2035年达到峰值后保持不变，当年减排量为0.2~1亿吨/年。燃煤电厂加装CCUS可以捕获90%的碳排放量，使其变为一种相对低碳的发电技术。
CCUS技术的部署有助于充分利用现有的煤电机组，适当保留煤电产能，避免一部分煤电资产提前退役而导致资源浪费。现役先进煤电机组结合CCUS技术实现低碳化利用改造是释放CCUS减排潜力的重要途径。
现阶段燃煤电厂改造需要考虑的技术适用性标准包括CCUS实施年份、机组容量、剩余服役年限、机组负荷率、捕集率设定、谷值/峰值等。
