碳捕集领域的颠覆性创新,助力中国双碳目标

中欧污染物减排技术研究项目(CHEERS)由欧盟展望2020计划(EU Horizon 2020)、中国科学技术部(MOST)联合出资,在业界得到道达尔能源和东方锅炉集团有限公司(DBC)的支持,旨在展示化学链燃烧技术在炼油行业和电力工业领域的半工业规模应用。项目于2017年10月启动,为期五年,计划在位于四川德阳的东方锅炉集团所在地建造全球最大规模的3兆瓦化学链燃烧(CLC)工厂。一旦取得成功,该项目将成为化学链燃烧技术(CLC)实现工业应用的关键一步。

关于碳捕集、利用与封存(CCUS)

碳捕集、利用与封存(CCUS)是广受认可的减少工业活动碳排放和遏制全球变暖的最佳解决方案之一。这项新技术的应用能够促进化石燃料相关的二氧化碳减排,目标是相比工业化前水平,将全球气温上升幅度控制在2摄氏度以内。这项创新技术能够捕集排放的二氧化碳,将其存储在地下,或用于生产化学品等产品。

化学链燃烧(CLC)

二氧化碳的捕集是碳捕集、利用与封存(CCUS)的第一步,也是最复杂、成本最高的一步。当前,兼具高能效和低成本的化学链燃烧(CLC)是现有众多技术中最具前景的技术之一。其主要原理是使用金属氧化物,将氧气从空气反应器转移至燃料反应器,燃料在此进行燃烧,避免与空气直接接触。因为燃烧过程中产生的二氧化碳没有被空气中的氮气稀释,所以无需进行额外的二氧化碳分离流程。该技术的主要特点是在进行二氧化碳内分离的同时能保持较高的能源效率。

中欧污染物减排技术研究项目(CHEERS)的价值链

中国和欧盟强强联合

中欧污染物减排技术研究项目(CHEERS)是获得欧盟和中国政府大力支持的重点研发项目。项目的合作伙伴来自不同领域,形成专业互补的优势。其中,法国国家石油与新能源研究院(IFPEN)是能源、运输、环境等领域的重要研究和培训机构;清华大学作为中国首屈一指的高校,正在快速建成一所综合性研究型大学;挪威科技工业研究院(SINTEF)是一家来自挪威的研究机构,也是斯堪的纳维亚半岛最大的独立研究机构;东方锅炉集团有限公司是一家领先的大型火力发电设备、核电设备、电厂辅助设备和化学容器供应商,它是本项目的主要设备制造商;道达尔能源公司是化学链燃烧(CLC)用户, 是法国能源巨头,致力于为全球日益增长的人口提供平价能源,应对气候变化挑战和满足客户不断变化的期望。

经过实践检验的先进技术

炼油行业和电力行业都是碳减排的关键行业。化学链燃烧(CLC)技术能够实现高达96%的碳捕获率,以此减少固体燃料燃烧装置的二氧化碳排放。此外,化学链燃烧(CLC)技术在进行二氧化碳内分离时,能够达到38%以上的高电气效率(与传统的蒸汽循环相比),这意味着二氧化碳的能源损失最低可降至4%。这项技术还具有从生物质、石油焦(焦炭)或煤等固体燃料中提取清洁能源的发展前景。在多个实验室工厂,科学家对这项技术进行了充分测试,比如法国国家石油与新能源研究院(IFPEN)的10千瓦热实验,清华大学的30千瓦热实验,以及挪威科技工业研究院(SINTEF)的150千瓦热实验。我们已建成一个1.5兆瓦热的冷态模型系统,并在2019年成功投入运行。

中欧合作模式探索中的重要一步

中国和欧洲的价值观和利益既有共同点,又有不同之处,造就了具有双重特性的中欧关系。在中国和欧盟的共同资助下,中欧污染物减排技术研究项目(CHEERS)的启动恰逢其时,体现了国际社会对碳中和目标的投入。项目的一大特色是欧洲和中国同时开展科学研究,以最大限度地激发合作伙伴的潜力。项目明确规定,所有研究成果,包括且不限于专利、实验数据和运行经验,最终都会在项目合作伙伴之间完成共享。此外,项目组还在评估未来几年内建立一个化学链燃烧(CLC)技术联盟,以进一步推动技术走向成熟,加深商业化应用。中欧污染物减排技术研究项目(CHEERS)的成功有可能开创一种中欧合作模式,加强各国政府的信心和决心,尤其是对研发领域的信心和决心。

CHEERS项目达成最终投资决策并启动EPC阶段

在九月初项目组达成最终投资决策后,CHEERS项目正式开始了其位于四川德阳的3兆瓦化学链式燃烧试验台的EPC1阶段工作。历经十个月,该研发项目顺利地完成FEED2阶段的所有任务,在技术可行性及投资估算上都取得足够的确定性。这为CHEERS项目稳健地结题并完成既定目标奠定了基础。CHEERS项目由包括道达尔能源在内的九家中欧单位联合执行,旨在测试一项极富潜力的碳捕集技术。一旦成功,该技术可广泛应用在石化或电力行业以助其实现碳中和发展。

 

EPC1: “详细设计、采购及施工的缩写

FEED2: ”前端工程设计的缩写,其成果将用于后期启动EPC相关工作

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