国家能源集团江苏泰州公司50万吨CCUS项目： 打造煤电“双碳”样板

6月2日，初夏的天气略显闷热，9时35分，满载液态二氧化碳的槽罐车平稳驶出泰州公司50万吨/年二氧化碳捕集及综合利用示范项目（以下简称“泰州公司50万吨CCUS项目”）储罐区，望着车辆逐渐远去的背影，项目团队人员纷纷感叹道：“成功了！这400多个日日夜夜的辛苦，都值得！”

这天，泰州公司50万吨CCUS项目正式投产，成为亚洲目前捕集规模最大、综合指标最优、消纳利用最全的煤电CCUS项目。这是国家能源集团在科技创新领域的又一次有力实践，也是对“做好煤电大事”的又一次生动诠释，将为煤电实现“全碳捕集、零碳排放”提供重要的路径参考。

知重负重 策划煤电大规模CCUS新项目

党的二十大报告中强调：“要立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动”。

目前，碳捕集项目是有效控制化石能源发电和工业过程碳排放的手段之一。作为骨干能源央企，国家能源集团持续加强绿色、低碳、高效一体化布局，强化政产学研用结合，先后投产鄂尔多斯、锦界、大同3个碳捕集项目，取得一系列引领示范效果。

但从整体看，截至2022年底，我国投用的碳捕集项目约50个，主要集中在化工、油气行业，其中煤电项目共13个，总捕集能力仅约60万吨/年。立足于我国能源资源禀赋，结合现阶段能源安全保障和经济社会发展需要，开展煤电大规模CCUS技术研究意义重大。

“泰州公司是国家能源集团煤电标杆企业，此前我们通过二期‘二次再热’、一期‘三改联动’等实现了‘源头减碳’，通过‘全负荷脱硝’‘精益化运维’等实现了‘过程降碳’，如果再能够通过CCUS实现‘尾部固碳’，我们就打通了煤电碳工作全环节。”泰州公司党委副书记、总经理蒋欣军介绍道。

“2020年，在有了建设煤电大规模CCUS项目构想后，公司成立了碳资源办公室，办公室成员赴多地开展CCUS项目调研，验证项目可行性，高效推进前期工作。”泰州公司碳资源办公室主任龚海艇介绍。

调研回来的碰头会上，大家各抒己见，不断完善报告内容——“总体来看，我们国家的煤电碳捕集规模还比较小。”“二氧化碳在焊接制造、冷链运输等领域应用都挺广泛的，市场需求大。”“煤电捕集成本相对高，再加上运输成本，盈利空间小，我们也必须算好成本账。”“集团有一体化优势，此前有相关案例，我们可以借鉴参考。”

经过多轮评审，反复论证修改，泰州50万吨CCUS项目可研报告完成。2021年，项目获集团立项批复，并被列入“2021年度国家能源集团十大科技攻关项目”。2022年年初，项目被列为国家发改委“煤炭清洁高效利用关键核心技术攻关项目”、江苏省科技厅“碳达峰碳中和科技创新重大示范项目”。

敢想敢试 推动煤电大规模CCUS新突破

“煤电碳捕集在国内外已有先例，但很多项目因为成本过高无法长周期运营，因而没有取得预期效果。泰州项目要始终把‘保质’和‘降本’作为主攻方向。”泰州公司总工程师刘建东介绍道。

为了实现“保质”和“降本”，国家能源集团积极发挥创新主体作用，成立江苏省首个“大规模碳捕集利用与封存工程中心”，连接高校、科研院所、制造厂家和项目相关中小企业，跨行业跨领域协同创新。

自主研发吸收剂，热耗下降35%——

捕集成本在CCUS全产业链总成本中约占80%，是整个项目实现“降本”的关键，而碳捕集技术的“心脏”，就是吸收剂。

是否自主研发吸收剂？泰州50万吨CCUS项目伊始，就面临着一个重大抉择。“核心技术必须自主可控！再难也要自己来！”国家能源集团新能源院碳中和研究中心主任徐冬记忆犹新，“泰州公司将项目设计建设委托给我们，成败不是我们一个单位的事，我们必须全力以赴。”

吸收剂的配方有上千种，是各科研机构的重要机密。研发选型过程可谓是“大海捞针”。

项目团队整合集聚各类创新资源，开展跨领域跨行业协作，经过一年的集中攻关，上百种备选配方，3000多小时的实验，创新研发出了具有自主知识产权的新型三元复合胺吸收剂，该吸收剂具有高容量、低能耗、长寿命等特点，更适用于火电厂低浓度烟气二氧化碳捕集，再生热耗可下降35%以上，成为项目降本的“中流砥柱”。

自主开发工艺包，掌握整套核心技术——

“从15万吨级到50万吨级，不是简单的放大过程。”新能源院碳中和研究中心副主任余学海介绍，“加之选用了性能更优的新型吸收剂，碳捕集工艺包需要我们自主开发。”

碳捕集工艺包包含了项目设计的核心技术和关键参数，是项目设计的基础和蓝图，拥有了完整的工艺包，意味着我们掌握了CCUS项目从吸收剂开发到核心设备选型的整套核心技术。

为此，项目团队结合新型吸收剂特性，自主开发碳捕集工艺包——优化工艺和液气比、吸收再生塔相关参数；通过系统模拟计算，获得物料平衡数据；结合工程试验结果确定捕集系统关键参数，完成主要设备选型和PID图……

经过6个月的持续攻关和上百次的模拟计算及试验，泰州50万吨CCUS项目团队掌握了大规模碳捕集项目工艺模拟计算、物料平衡、节能优化等关键核心技术，实现成果转化应用，形成国内领先的15万吨级-50万吨级-百万吨级大规模碳捕集工程研发和工艺包设计能力。

通过工艺的改进优化，泰州50万吨CCUS项目碳捕集系统再生热耗可控制在2.4吉焦/吨二氧化碳以下，用电负荷不超过70千瓦时/吨二氧化碳，综合能耗有效降低。

这样的创新事例在项目中还有很多，协同清华大学研发小齿顶角填料，传质效率提高10%-15%；优化塔内件分布器，压降减小5%-10%；研发新型干法胺回收装置，胺损失较传统装置降低30%。采用水洗塔后置设计，解决“引风机进口湿度大”等安全隐患；使用循环水直流供水冷却系统，减少投资同时降低捕集电耗；再生蒸汽主汽源使用汽动引风机排汽，实现能耗耦合；采用级间冷却和分流解吸工艺，降低再生热耗。

“自主创新引领实现了一系列重大突破，并最终体现在我们项目的能耗、成本等指标上，试运结果来看，我们的产品纯度到了99.9%，全市场最优，捕集成本大幅下降，市场竞争力有效提升！”泰州公司总工程师刘建东说。

向高向远 追逐煤电大规模CCUS新硕果

6月2日上午9时许，崭新的槽罐车在泰州公司CCUS项目储罐区前整齐排列，等待接驳项目正式投运后的产出第一批液态二氧化碳。

“CCUS，最关键的就是这个‘U’，把二氧化碳卖出去了、用起来了，才算是把‘捕集-运输-消纳’这个链条真正贯通”。泰州公司计划营销部主任白福全感慨道。

为了确保捕集到的二氧化碳实现100%消纳利用，泰州公司在项目启动初期就成立了二氧化碳营销攻坚小组。经过广泛市场调研，泰州公司形成《华东区域二氧化碳需求分析报告》。“市场对二氧化碳的需求还是挺大的，焊接加工、冷链运输等都需要大量二氧化碳，市场非常可观。”具体负责泰州公司二氧化碳销售业务的封硕介绍道。

经过调研，泰州公司确定了现阶段“保本微利、培育市场、重投运率”的销售策略，截至目前，该公司已与8家单位签订购销合同，合同量为4万吨/月，另有2万吨/年将用以与周边油田开展驱油利用研究，为项目投产后实现100%消纳利用打下坚实基础。

“以前我们焊接用的二氧化碳要跑上近一百公里去拉运，现在可以说是一墙之隔，这个节约下来的物流成本相当可观。”临近的一家造船企业负责人谈到。

“早前我们就听说了这个项目，所以规划建设了这个干冰厂，直接把管道延伸到项目，有了高质量的二氧化碳，我们的业务扩展更有底气。”临近的一家冷链企业负责人介绍。

“泰州电厂二氧化碳品质高、价格公道，离我们还这么近”，投产后，周边企业来拉载二氧化碳的卡车在槽罐区前排起了长龙。如今，二氧化碳正逐渐成为泰州公司继清洁煤电、高品质蒸汽、高等级粉煤灰后的又一项“拳头产品”，惠及周边企业，也成为区域招商引资的又一张“金牌名片”，实现地区、电厂、上下游企业“三方共赢”。

“今后，我们还要在‘大循环、高价值、广范围’上下大功夫。”龚海艇介绍，目前泰州公司正协同相关大学开展多种化工合成原料的研究。“这些研究成功了，我们CCUS项目的‘链优势’就会更加明显，临近的化工园区可以开展加氢制甲醇、甲烷合成气等工业应用。”

不断塑造“链优势”，持续激发“群效应”，泰州公司50万吨CCUS项目之路将会不断向高向远延伸，持续打造煤电绿色低碳转型样板，为建设创新、协调、绿色、开放、共享的美丽中国提供“国能动力”！