火电低碳转型的关键技术：CCUS

火电企业造成了大量的空气污染和CO2排放，装机容量较小的机组更是能量消耗高，污染严重。目前，我国电力行业的碳排放量约占能源行业碳排放量的41%，火力发电是最主要的碳排放源头。“双碳”目标下，如何有效地节能降碳是火电行业关注的焦点问题。

什么是CCUS？

二氧化碳捕集封存（CCUS），是指将二氧化碳从工业生产、能源利用或大气中分离出来，并加以利用或注入地层以实现永久减排的过程。火电厂排放的二氧化碳是单个产业中排放量最大的，比较集中，易捕获，所以是世界各国率先应用CCUS技术的载体。

CCUS作为目前唯一能够实现化石能源大规模低碳化利用的减排技术，是实现电力行业化石能源净零排放的重要基石。

火电CCUS技术是什么？

火电中的CCUS技术是将二氧化碳从化石燃料电厂中捕集提纯，然后通过运输投入新的生产过程加以利用，最终实现有效封存二氧化碳的过程。

燃煤电厂碳捕集技术可以分为燃烧前碳捕集、富氧燃烧及燃烧后碳捕集等。

燃烧前捕集是相对成本较低、效率较高的一种方法。此方法将化石燃料气化成合成气(主要成分为H2和CO)，然后通过变换反应将CO转化为CO2，再通过溶剂吸收等方法将H2和CO2分离开对CO2进行收集。由于局限于煤气化联合发电装置，此技术投产的项目较少。

富氧燃烧是在传统燃煤电站的技术流程大体不变的基础上，通过空分技术，将空气中的氧、氮分离，直接采用高浓度的氧气与循环的部分烟气（烟道气）的混合气体来替代空气，一次得到富有高浓度二氧化碳烟气的同时，还具有高效脱硫脱硝的综合效果。

燃烧后捕集目前最为成熟，是当前炼厂应用较为广泛且成熟的技术，该技术具有较高的选择性和捕集率。燃烧后捕集技术是指从燃烧设备（锅炉、燃气机等）化石燃料燃烧的烟气中采用化学或物理方法对CO2进行选择性富集。由于技术成熟以及相对简单，是未来应用范围最广泛的碳捕集技术。

“双碳”背景下，未来碳捕集技术将是主要减排手段，碳中和阶段火电必将依赖于CCUS技术稳定转型。

中国科协科普部

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