天然气联合循环电厂CO2捕集技术_现状_挑战与展望_38页_6mb

报告摘要

天然气联合循环电厂（NGCC）在全球能源转型中扮演着重要角色，为高比例可再生能源电网提供灵活性和可靠性保障。然而，为实现碳中和目标，必须对NGCC部署碳捕集、利用与封存（CCUS）技术。当前，胺法燃烧后捕集是唯一具备商业化条件、可大规模应用的脱碳路径，其技术成熟度与适用性均优于其他替代方案。

胺法燃烧后捕集是唯一可行方案：目前，Allam循环、固体吸附剂、碳酸钾法等替代方案尚不成熟，无法满足燃气电厂的商业化需求。胺法捕集凭借其技术成熟度和灵活性，成为当前脱碳的首选。
捕集率可实现接近100%：通过优化工艺参数，如控制解吸塔运行于拐点附近，燃气电厂可实现对“新增 $CO_2$”的近100%捕集，即烟气中 $CO_2$ 浓度可降至与大气本底相当的水平。
运行灵活性至关重要：燃气电厂需频繁启停以适应可再生能源波动，溶剂储存系统可确保在启停和低负荷工况下维持高捕集率，提升电网稳定性。
成本对负荷率高度敏感：捕集成本随负荷率波动显著，高负荷下约为80美元/吨 $CO_2$，低负荷下则超过212美元/吨 $CO_2$。中国具备工业规模化部署优势，有望显著降低实际成本。
溶剂性能与管理成本是关键挑战：尽管先进溶剂与基准MEA性能接近，但溶剂的长期稳定性和降解控制仍是影响经济性的重要因素，需通过长期运行验证。
政策与市场机制需支持早期部署：在规模效应未显现前，政府应提供定向金融工具（如拨款、低息贷款、差价合约）以降低投资风险，推动项目落地。

华能洋浦热-气电联产电厂：
- 2×495 MW 9F燃气-蒸汽联合循环机组。
- 配备约2,000吨/年的碳捕集测试平台。
- 2023年6月投运，实现与调峰运行的协同控制。
- 实际捕集率可达99%，再生塔 $CO_2$ 浓度超过98%。
- 填料采用Raschig RSP 250，适应高含氧烟气环境。

FOCUSS项目（英国）：
- 通过溶剂储存技术，实现燃气电厂在启停及变负荷工况下的高捕集率。
- 成功验证了溶剂储存系统在提升灵活性与捕集效率方面的可行性。
- 通过“早期蒸汽”利用，减少溶剂储备需求，提升运行效率。
Net Zero Teesside（英国）：
- 新建742 MW燃气电厂，配备CCS。
- 采用Shell CANSOLV®溶剂，目标2027年投入商运。
- 属于英国推动净零排放的重要项目。