未来科学城作为北京国际科创中心枢纽型主平台,在首都创新发展格局中肩负重要使命。未来科学城“两谷一园”中的“能源谷”,担负着建设具有国际影响力的能源领域技术创新高地,打造北京新能源产业高地的重要使命。近年来,“能源谷”积极践行“双碳”战略目标,经过近几年的集中建设发展,各项工作取得了明显成效,多项降碳技术也走向示范应用,成为国内国际“首创”。
近日,国家能源集团浙江公司宁海电厂万吨级低压吸附碳捕集项目工艺包在“能源谷”企业国家能源集团北京低碳清洁能源研究院(以下简称低碳院)通过专家审查,标志着国内首个燃煤电厂万吨级低压低能耗吸附碳捕集示范项目正式启动。所谓碳捕集,指的是将煤、石油等化学燃料使用后所产生的二氧化碳捕捉收集起来,并进行封存或利用,是当前利用化石燃料后减碳的一种重要手段。
记者了解到,国内首个燃煤电厂万吨级低压低能耗吸附碳捕集示范项目的根源可追溯至2021年。彼时,国家能源集团科技创新项目“吸附法碳捕集关键技术开发及中试验证”正式立项,由浙江公司宁海电厂与低碳院CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)团队共同承担技术攻关与示范任务。
由于燃煤电厂所产生的二氧化碳数量很大,所以如何把实验室里研发的捕集技术工艺放大、如何规模化地制备碳捕集所需要的吸附材料,这些都是关键瓶颈问题。为此,项目组历时3年完成了高容量碳基物理吸附材料与成型制备技术开发,提出了“低压吸附—真空再生”低能耗碳捕集工艺,开展了小规模试验系统性能验证与工艺放大模拟研究,编制了万吨级示范项目可行性研究报告和工艺包。
“该示范项目将依托浙江公司宁海电厂1000MW超超临界机组启动建设,预期捕集工段能耗将降低至2.0GJ/tCO2以下。”参与该示范项目可研与工艺包评审的行业资深专家一致认为,项目技术路线可行、工艺方案合理、能耗指标先进、示范意义重大,有望为能源行业末端减碳提供更加经济可行的技术选择。
据了解,吸附法碳捕集是低碳院重点开发的CCUS前沿技术之一。自2023年4月份正式组建以来,低碳院CCUS技术研究中心围绕煤基能源行业末端减碳重大需求,重点聚焦碳封存瓶颈技术和碳捕集利用前沿技术开发。此次宁海电厂万吨级吸附碳捕集项目也是中心成立后首次将自主研发技术推向工程示范。“2024年,我们团队将在与宁海电厂共同推进万吨级低压吸附碳捕集示范项目建设的同时,加速推进膜法碳捕集、二氧化碳电催化、碳封存安全监测等关键技术开发与工程示范,为开展大规模CCUS全流程示范提供技术支撑。”低碳院CCUS团队相关负责人表示。
不光是碳捕集领域,电化学储能系统也是未来科学城“能源谷”企业重点研发的方向之一。日前,由华能清洁能源研究院自主研发和承建的全球装机容量最大单层站房式储能电站——上都百万千瓦级风电基地配套储能二三期工程实现全容量并网。至此,上都百万千瓦级风电基地配套储能项目300兆瓦/600兆瓦时工程全部建成,成为接入华北电网第一座大规模储能电站。
储能是实现“双碳”目标的重要支撑技术之一,是平抑风光等新能源波动、降低大规模新能源接入对电网造成冲击的重要手段。电化学储能作为新型储能领域的代表性技术路线,近年来其装机规模呈爆发式增长趋势。“站房式电化学储能就是将电池系统等储能核心设备放置在建筑物内的储能集成方式。”华能清洁能源研究院相关负责人介绍,此次上都配套储能项目,通过单层站房式储能系统布置方式,大幅提升储能系统能量密度;利用集中供暖管网供热技术分配火电厂余热,有效实现高效节能热管理;首次配备华能自主知识产权的多层级消防系统,充分保障电池储能系统安全运行。
不仅如此,国家电投、中国商飞等入驻央企技术创新产品在冬奥会示范应用;国内首套综合氢安全评价平台开发完成;拥有自主知识产权的“容和一号”铁-铬液流电池堆量产线建成投产……当前,“能源谷”能源创新要素富集、创新创业生态完备、产业发展基础扎实,涌现出特高压直流输电技术、4500伏IGBT芯片等一批自主创新成果。
下一步,“能源谷”将坚持全球视野、国际标准、超前布局能源转型,奋力推动未来科学城能源产业集聚发展和创新创业生态体系完善,助力北京国际科技创新中心建设,全力建成全球领先的技术创新高地。