中国燃煤电厂CO2捕集技术进展与减排策略

燃煤发电作为我国主要的能源来源，其二氧化碳(CO2)排放量占全国总排放量的40%，对全球气候变化产生重大影响，已成为电力行业可持续发展的重要制约因素。针对这一问题，本文深入探讨了燃煤电厂碳捕集技术的研究与应用，主要包括燃烧后捕集、燃烧前捕集以及富氧燃烧三种方法。 燃烧后捕集，也称为后处理技术，是指在化石燃料燃烧后通过化学或物理过程从烟气中分离出CO2。这种技术的优点是可以对现有火电厂进行改造，但成本相对较高，且设备复杂，对运行效率有一定的影响。国际上，许多国家和企业都在积极探索优化燃烧后捕集工艺，例如美国的Shell-Montreal Process和德国的ABB的MEA吸收法，但大规模商业应用仍面临技术和经济挑战。 燃烧前捕集，即在煤炭燃烧前就进行碳捕集，通常涉及煤的预处理，如煤炭气化或煤炭液化，然后在煤气化或液体燃料燃烧过程中捕集CO2。这种方法虽然理论上能实现高纯度捕集，但由于过程复杂，且可能增加能源消耗，因此实施成本较高，目前主要用于科研和小规模试验。 富氧燃烧是一种提高燃烧效率和减少有害污染物排放的策略，同时也涉及CO2减排。通过增加氧气比例，可以促进更完全的燃烧，从而降低未燃烧的碳转化为CO2的量。然而，富氧燃烧本身并不能直接捕集CO2，但它可以作为其他碳捕集技术的前处理步骤，通过提高燃烧效率间接降低排放。神华国华电力在这一领域进行了实践，试图优化燃烧条件以减少CO2排放。 文章着重分析了神华国华电力在富氧燃烧和燃烧后捕集技术上的实践，评估了这两种技术在技术经济性方面的表现。尽管燃烧后捕集在减排效果上较为明显，但其高昂的成本和设备复杂性使得富氧燃烧在一定程度上更具经济效益。在低碳发展背景下，燃煤发电行业需要寻求既能满足环保目标又能维持经济效益的综合解决方案，可能的方向包括技术研发、政策支持以及国际合作，以降低碳捕集的成本并推动整个行业的转型。 燃煤电厂碳捕集技术是解决电力行业碳排放问题的关键手段，燃烧后捕集和富氧燃烧各有优缺点，未来的研究和应用应聚焦于技术创新、降低成本和提升整体系统的环境效益，以实现燃煤发电的可持续发展。