9月25日,中國(guó)華能對(duì)外宣布,全球規(guī)模最大的煤電碳捕集示范工程在華能甘肅正寧電廠圓滿完成72小時(shí)試運(yùn)行,正式投入運(yùn)營(yíng),年捕集二氧化碳達(dá)150萬(wàn)噸,技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)全國(guó)產(chǎn)化。它的成功投運(yùn)標(biāo)志著我國(guó)二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)(CCUS)百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化示范應(yīng)用邁上新臺(tái)階,為全球煤電綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了新的“中國(guó)方案”,有助于煤電實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、工業(yè)化、深度減排,推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
該工程是我國(guó)首個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)多能互補(bǔ)綜合能源基地——華能隴東能源基地的核心配套項(xiàng)目,項(xiàng)目對(duì)華能甘肅正寧電廠1號(hào)機(jī)組脫硫后煙氣開(kāi)展碳捕集,捕集率超90%,捕集的二氧化碳純度超99%。捕集后的二氧化碳將進(jìn)行地質(zhì)封存,或用于油田增采、綠色燃料合成、礦化建材等領(lǐng)域。
圍繞碳捕集、壓縮、封存等關(guān)鍵環(huán)節(jié),先后攻克了低能耗吸收溶劑、超大型分離塔器、節(jié)能型超臨界二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、大規(guī)模地質(zhì)安全封存等技術(shù)難題,創(chuàng)造了多項(xiàng)“全球首次”與“國(guó)內(nèi)首創(chuàng)”,并成功打通技術(shù)攻關(guān)與成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”,實(shí)現(xiàn)技術(shù)和裝備100%國(guó)產(chǎn)化。
在二氧化碳捕集領(lǐng)域,工程創(chuàng)新采用復(fù)合式吸收塔“二塔合一”設(shè)計(jì),將煙氣預(yù)洗滌與碳捕集環(huán)節(jié)深度集成,解決了傳統(tǒng)工藝輸送路線長(zhǎng)、阻力大的能耗問(wèn)題,并通過(guò)富液分流、中間循環(huán)冷卻等多種節(jié)能技術(shù),實(shí)現(xiàn)熱量利用最大化,整體節(jié)能效果顯著。工程采用了中國(guó)華能自主研發(fā)的新型吸收溶劑,可高效捕獲低濃度煙氣中的二氧化碳,顯著降低碳捕集能耗。研發(fā)的新型塔內(nèi)件可顯著提升復(fù)合吸收塔的整體性能;研發(fā)的吸收溶劑凈化裝置可對(duì)吸收溶劑進(jìn)行凈化,有效延長(zhǎng)吸收溶劑使用壽命、降低碳捕集成本。
在二氧化碳管輸環(huán)節(jié),項(xiàng)目創(chuàng)新研制出我國(guó)首臺(tái)可滿足超臨界管輸需求的八級(jí)整體齒輪式二氧化碳?jí)嚎s機(jī),可將捕集到的氣態(tài)二氧化碳?jí)嚎s至超臨界態(tài),提高管道輸送效率,大幅降低輸送能耗與成本。該壓縮機(jī)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)超臨界壓縮裝備的空白,總重量與傳統(tǒng)單軸壓縮機(jī)相比減少20%,效率提升10%,每壓縮1噸二氧化碳可節(jié)約10度電,為捕捉后二氧化碳的大規(guī)模管道輸送與封存提供了重要設(shè)備支撐。
在二氧化碳封存環(huán)節(jié),工程建設(shè)了國(guó)內(nèi)封存層位最深、單井規(guī)模最大的咸水層封存工程,創(chuàng)新采用多層注入技術(shù),可將捕集后的二氧化碳注入地下2000-3500米深的3-4個(gè)地層,單井年封存能力達(dá)20萬(wàn)噸。同時(shí)配套“空-天-地-井”一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過(guò)衛(wèi)星遙感、地面監(jiān)測(cè)、地下井網(wǎng)等方式對(duì)封存效果進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè),保障長(zhǎng)期安全高效封存。
該碳捕集示范工程還具備輔助調(diào)峰能力的運(yùn)行模式,可動(dòng)態(tài)調(diào)整碳捕集系統(tǒng)負(fù)荷,使煤電機(jī)組在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模碳捕集的同時(shí)具備靈活調(diào)節(jié)能力,可保障電力的安全穩(wěn)定供應(yīng),為“煤電低碳轉(zhuǎn)型+能源安全保障”協(xié)同發(fā)展提供可行路徑。
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