基于超超临界燃煤机组的多线程碳捕集和利用项目
来源:中国能源网 2021年12月20日 16:47
2021-12-20 16:47 来源:中国能源网

在当前国家双碳目标形势下,火电企业作为碳排放大户,减排二氧化碳任务迫在眉睫,华润电力先行先试,建设了世界第三、亚洲首个基于超超临界燃煤机组的多线程碳捕集测试平台,年捕集二氧化碳约2万吨。

在当前国家双碳目标形势下,火电企业作为碳排放大户,减排二氧化碳任务迫在眉睫。华润电力先行先试,建设了世界第三、亚洲首个基于超超临界燃煤机组的多线程碳捕集测试平台,年捕集二氧化碳约2万吨。平台建成后开展多种捕集技术测试和实验,同时建设微藻固碳和干冰转化项目,开展捕集后二氧化碳的利用研究, 为二氧化碳低成本捕集和资源化利用提供了解决方案,推进了二氧化碳捕集利用的规模化应用,为国家碳达峰碳中和目标的实现做出了华润贡献。

碳捕集、利用与封存(CCUS)是应对气候变化的重要减排技术,也是目前化石燃料利用中唯一大幅度减排二氧化碳的技术。2013年,华润电力以深圳电厂为试点,开展世界第三、亚洲首个多线程CCUS技术测试平台建设,2019年,在深圳电厂建成年捕集2万吨的CCUS测试平台,华润电力携手国内外科研院所开展碳捕集、利用与封存商业化技术研发,并于2021年建设微藻固碳和干冰转化项目,探索捕集二氧化的综合利用技术。

(一)实效性

1.研究碳捕集与综合利用技术,获得政府支持,具有较好的社会效益

深圳电厂开展二氧化碳利用研究,建设微藻固碳和干冰转化项目,实现对捕集后二氧化碳资源的有效利用。微藻固碳项目是利用微生物将大量二氧化碳转化为生物质的技术,建设一个300㎡的封闭玻璃实验室、高达4.5米的光生物反应器和跑道池反应器等设备系统,总养殖容积达30吨,生产微藻活性细胞液能力达到2426吨/年。微藻中可提取很多功能独特的生物活性物质,如:油脂、多糖、蛋白、色素等,在食品、医药、水产养殖、土壤改良、净化黑臭水体等领域具有重要的开发价值。微藻可以生产营养食品、功能性动物饲料和绿色有机肥料等,将取得显著的环境社会和经济效益。

作为电厂烟气二氧化碳的再利用,干冰项目减少了其他企业生产二氧化碳的碳排放,能有效减少社会碳排放总量。干冰可用于精密仪器及模具清洗、冷链运输,市场需求量较大。

(二)创新性

1.积极研发碳捕集、碳利用新技术,创新电厂减排二氧化碳的新模式

华润电力深圳电厂碳捕集测试平台应用于最新碳捕集技术测试、验证、推广、应用和科学研究。深圳电厂联合华润科学技术研究院和外部科研机构,依托测试平台开展新型胺溶剂体系及节能工艺包研发工作,创新采用“物理吸收剂+化学吸收剂”研究思路,研发新型吸收剂组成成分,合成活化剂,具有创新性和新颖性。

深圳电厂微藻固碳项目是国内首个立柱式微藻光合反应器吸收利用燃煤电厂烟气二氧化碳的示范工程,开辟了微藻固碳耦合燃煤电厂烟气的新领域。通过微藻养殖优选微藻品种及养藻技术,培养适合华南地区高温环境的养殖成本低、生长速度快,且耐高温、固碳能力强的藻类。该技术将大幅度降低二氧化碳利用的经济成本。

2.促进各业态协同创新发展,开展CCUS技术研究和商业化应用

深圳电厂的多线程碳捕集测试平台还可模拟水泥、钢铁等行业的烟气,充分发挥技术测试平台优势,为水泥、钢铁等行业提供技术测试场地,不断探索新型碳捕集技术,将创新碳捕集技术应用于集团水泥、化学材料等业态,为集团实现碳达峰碳中和寻找成本可靠和经济可行的解决方案。

深圳电厂微藻固碳项目产生的微藻,可协同医药开发高附加值的微藻保健药品和食品实现对捕集后二氧化碳资源的有效利用,从而贯通整个碳捕集及利用的CCUS技术与产业全流程,对推进CCUS商业化进程意义重大。

(三)延展性

1.持续开展碳减排应用研究和示范,拓展二氧化碳利用边界

深圳电厂碳捕集测试平台项目在实现二氧化碳的生物利用基础上,积极探索扩大规模,依托深汕合作区临海优势,与水产养殖相结合,开发微藻作为功能性动物饲料,用于鱼虾等水产的养殖,带动当地低碳减排和水产养殖业的协同发展,为周边渔民创收,助力国家乡村振兴战略。创新性的开展微藻养殖与光伏发电相结合项目,采用空间立体布置方案,地面布置封闭立柱式光生物反应器,上边排列安装太阳能光伏电池板,充分利用当地丰富的太阳能资源进行光伏发电和微藻光合固碳,从而提高土地利用效率和单位面积太阳能的利用效率,打造为“广东省微藻固碳藻光互补碳减排示范基地”。后期项目产业化通过开发“养殖-产品-销售”的链条,打造“华润微藻碳中和利用产业园”,贯通二氧化碳捕集利用产业全链条。

目前华润电力已中标深圳国际低碳城微藻氧吧项目,在室内建设一套立柱式光生物反应器,形成微藻氧吧,将天然森林氧吧的绿色健康环境带进室内,将室内环境改善至森林级别,能明显降低因人员密集CO2浓度过高造成的呼吸不畅和头晕眼花等问题。该项目是国内第一个将微藻利用于室内空气质量改善的工程示范项目,集成了生物细胞、基因技术、光碳转化、自动控制等多种技术融合,从而形成一整套针对城市高密度人群创造低碳富氧生活环境的碳中和新技术,该技术在医院、会议室、大型写字楼等人员密集和通风不畅环境中具有广阔应用前景,满足人民群众日益增长的健康需求。

2.深化产学研,输出可复制的行业标准,持续推动技术应用,在不同行业开展了多个CCUS项目

华润电力联合中国矿业大学、浙江大学、深圳大学等多方合作单位,在测试平台建设、运营、维护和测试的基础上,积极总结经验,在项目可研、系统设计、工程建设、项目调试和运维等方面,形成了十多项技术标准制度和专利。其中,《燃煤电厂膜法碳捕集运行技术规范》正在申请广东省地方标准。已获得3项专利授权,4项专利已受理,正在审批中。具备良好的行业示范效应,具有复制、推广价值。目前正在开展华润电力深圳公司百万吨碳捕集预可研、华润水泥合浦项目CCUS潜力研究、华润电力曹妃甸15万吨CCUS工程可研、黄陵矿业CCUS初步概念性研究等项目。通过不断深化产学研合作,掌握了国内领先的CCUS技术,培养了CCUS工程服务技术团队,逐渐将业务扩展至石化、化工、钢铁等行业,打造CCUS综合服务商,更好的推动集团低碳转型目标的实现,履行红色央企社会责任,为国家双碳目标的达成贡献华润力量。

项目图片

图1:海丰公司碳捕集测试平台

图2:微藻固碳项目开工仪式

图3:微藻固碳项目阳光房

图4:微藻固碳项目光生物反应器微藻养殖

图5:深圳国际低碳城微藻氧吧项目光生物反应器与微藻养殖

图6:干冰生产车间



【责任编辑:王长尧 】

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