TPRI 中国华能集团公司 二氧化碳捕集和绿色煤电技术 中国华能集团公司

TPRI 华能简介 洁净煤发电技术 二氧化碳捕集（CCS) 绿色煤电技术（IGCC）

华能简介 中国最大、世界第二的发电企业 国有重要骨干企业，为电力主业发展服务的煤炭、金融、科技研发、交通运输等产业初具规模。 公司在中国发电企业中率先进入世界企业500强，2011年排名第275位。 公司在国有电力企业中最早到海外上市、最早实现纽约、香港、上海三地上市的电力公司。

华能简介 华能集团装机容量及发电厂分布图（发电厂总数约180个） 海外业务领域扩展至四大洲七个国家，境外权益装机接近600万千瓦，涉及： 新加坡大士能源公司 澳洲电力公司 国际电力公司 至2011年底，华能集团国内外全资及控股电厂的装机总容量已超过1.25亿千瓦，约占全国装机总容量的12%。中国发电厂主要依赖燃煤发电，截至2011年底，火电机组占中国总装机量的72.4%，发展煤清洁利用是电力行业的当务之急。

华能简介 华能电力装机结构 华能集团近年可再生能源发展迅速，但燃煤发电机组仍占到总装机的80%以上，煤电的可持续发展是集团最重要的任务 水电装机突破1100万千瓦 风电装机突破700万千瓦，通辽、阜新、山东三个百万千瓦风电基地基本建成 水电装机突破1100万千瓦，，澜沧江、雅鲁藏布江流域开发稳步推进 火电结构继续优化，到2011年底，公司60万千瓦等级及以上火电机组容量占火电装机比重达到46.9%，同比提高2个百分点。 60万千瓦及以上占46.9% 风电装机突破700万千瓦 华能电力装机结构

华能简介 2011年 电力项目核准情况 2011年 电力项目投产结构 华能全年共有1666.35 万千瓦电力项目获得核准。 其中：水电项目595.5 万千瓦，占35.74% ；煤电项目582 万千瓦，占34.92% ； 气电项目240万千瓦，占14.4% ；风电项目222.85 万千瓦，占13.37% ； 光伏发电项目6 万千瓦，占0.36% ；核电项目20 万千瓦，占1.2%。 低碳清洁能源项目占核准总容量的65.07%。 2011 年投产新机1215.2 万千瓦，其中煤电824.1 万千瓦、气电92.3万千瓦、 水电49.1万千瓦、风电242.2万千瓦、光伏5万千瓦、生物质2.5万千瓦。 投产低碳清洁能源容量391.1万千瓦，占投产容量的32%。 2011年 电力项目投产结构

洁净煤发电技术 1 大规模超临界和超超临界技术得到应用和推广 2 电厂污染物控制技术得到推广和普及 3 60万千瓦、100万千瓦级燃煤发电机组成为新建机组的主流 2 电厂污染物控制技术得到推广和普及 烟气脱硫和高效除尘技术已普遍应用；NOx排放控制技术开始工程应用 系统优化和节能改造技术已发挥出巨大作用 3 4 一批先进发电和近零排放技术已经开始进行工程示范

洁净煤发电技术 CCS（Carbon Capture and Storage ）：碳捕集和封存，从工业和能源相关的生产活动中分离二氧化碳，运输到储存地点，长期与大气隔绝的过程。 CCS技术现状：与国外发达国家相比，我国CCS技术研发工作起步较晚，但近年来发展迅速，已经开展了一些CCS示范项目，积累了一定的技术经济数据和工程经验。据统计，目前国内的CCS示范项目以小规模为主，约10余项，主要由大型企业实施，如华能、神华、中电投、中石化和中石油等。在这些项目中，已投运或阶段性完成的占到约50%，其余的处于筹建或建设阶段。电厂CCS示范项目的捕集方法以燃烧后捕集为主，只有华能绿色煤电天津IGCC电厂将采用燃烧前捕集技术。CCS的发展面临着挑战，安全隐患、高能耗、高成本、源汇匹配、封存能力评估、跨行业合作以及融资机制等都制约了碳捕集与封存的大规模推广，其中很多挑战的实质源于技术的不确定性和不完善，因而技术突破成为推进碳捕集与封存发展的关键。

洁净煤发电技术 IGCC（Integrated Gasification Combined Cycle）：整体煤气化联合循环发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。 IGCC技术现状：世界各地已经建立了数十座IGCC示范电站，这些电站已在80年代陆续投入商业运行，但在我国发展情况不甚理想。近些年来，在国家科委863等计划的支持下，有关IGCC的基础研究工作保持下来。2004年，由华能集团倡导了“绿色煤电”计划，在天津建设第一座250MW IGCC示范电站，该电站采用国内自主技术、自主设计、自主制造的方式建设。

二氧化碳捕集示范项目 CCS

碳捕集 碳封存 二氧化碳捕集示范项目 碳捕集与封存----温室气体的“汇吸收”手段之一，最切实有效的碳减排技术之一 燃烧前捕集 燃烧后捕集 富氧燃烧 化学链燃烧 CO2驱油（EOR） 废弃天然气田埋存 CO2驱煤层气 含盐蓄水层埋存 海水封存 碳捕集与封存是一种用于减缓气候变化、减少CO2排放的技术，其雏形是20世纪70年代在美国兴起的用CO2驱油以提高石油采收率的技术。具体来说是将CO2从排放烟气中分离并压缩，然后运输到一个注入地点将其永久封存在地底的过程。是温室气体的“汇吸收”手段之一，最切实有效的碳减排技术之一。 压缩、运输 11

二氧化碳捕集示范项目 华能自主研发并投资兴建了中国首套燃煤电站烟气CO2捕集示范装置 2008年7月正式投入示范运行 采用自有专利系统、专利吸收剂 全部国产设备 最终产品供应饮料行业，如 获得国内外媒体广泛关注 2007年，华能集团公司研发并开始在华能北京热电厂兴建中国首套燃煤电站烟气CO2捕集示范装置 ；2008年7月正式投入示范运行 ；年捕集3000～5000吨纯度大于99.5%的CO2气体 ；采用自有专利系统、专利吸收剂 ；全部国产设备

二氧化碳捕集示范项目 工 艺 流 程 燃烧后捕集，化学吸收技术 食品级CO2产品，纯度高达99.997%，高于国际标准（99.9%） 在吸收塔上部设置水洗系统，以减少胺蒸汽随烟气带出造成的胺液损失。 吸收CO2后的富液由塔底经泵送入换热器，回收贫液热量后，喷淋进入再生塔上部，通过汽提解吸部分CO2。 经汽提解吸后的半贫液进入再沸器，使其中的CO2进一步解吸。解吸CO2后的贫液由再生塔底流出，经贫富液换热器、贫液冷却器冷却，冷却后的贫液进入吸收塔循环使用。 燃烧后捕集，化学吸收技术 食品级CO2产品，纯度高达99.997%，高于国际标准（99.9%）

二氧化碳捕集示范项目 捕集 精制 捕集系统现场照片，左图是捕集装置，较高的塔是吸收塔，其次为再生塔。右图为精制装置，将捕集的CO2提纯到99.997%的高纯度

二氧化碳捕集示范项目 华能在上海石洞口第二电厂建成12万吨/年烟气CO2捕集装置，已于2009年底投入示范运行 正在计划万吨级干冰生产装置建设 部分将进行CO2驱油和地质埋存试验

施工现场 施工建造过程情况，现场施工时间仅为8个月

二氧化碳捕集示范项目

二氧化碳捕集示范项目 澳大利亚政府首脑 澳大利亚德尔塔电力 国际能源署 剑桥大学 美国能源部 挪威国家石油公司 欧盟FP6框架项目成员 帝国理工 …… 法国电力公司 意大利电力公司 示范项目建成后，引起了较大的国际影响力，先后有多个国家的政府首脑及学术机构参观访问

二氧化碳捕集示范项目

绿色煤电项目 IGCC

绿色煤电 绿色煤电计划 在国家发改委、科技部等部委指导下，2004年，中国华能集团公司等八家能源企业发起成立了绿色煤电有限公司，专门从事IGCC和近零排放电站的开发 中国华能集团公司 中国大唐集团公司 中国华电集团公司 中国国电集团公司 中国电力投资集团公司 神华集团公司 国家开发投资公司 中国中煤能源集团公司 美国博地能源公司

绿色煤电 绿色煤电计划的目标 研究开发、示范推广能够大幅度提高发电效率,达到污染物和二氧化碳近零排放的煤基能源系统; TPRI 绿色煤电 绿色煤电计划的目标 研究开发、示范推广能够大幅度提高发电效率,达到污染物和二氧化碳近零排放的煤基能源系统; 通过掌握核心技术、支撑技术和系统集成技术,形成自主知识产权的绿色煤电技术; 使这项技术在经济上可接受,逐步推广应用,实现煤炭发电的可持续发展,为应对全球气候变化作好技术储备； 通过该技术以达到能源转换效率明显提高、清洁能源比重显著增加、单位污染物排放水平持续降低、温室气体排放强度逐步降低。

绿色煤电 三个阶段进行研究和运用 绿色煤电示范电站 绿色煤电计划涉及的关键技术 高效，零排放的电力 膜分离技术 CO2封存技术 燃料电池发电技术 高效，零排放的电力 大型高效煤气化技术 氢气轮机发电技术 绿色煤电示范电站 系统集成技术 膜分离技术 煤气净化技术 CO2封存技术 23

绿色煤电 三阶段计划 IGCC电站阶段 第一阶段 2006-2012 第二阶段 2012-2016 第三阶段 2016-2020 绿色煤电示范工程实施阶段 三阶段计划 IGCC煤电化多联产技术完善 绿色煤电关键技术研发阶段 IGCC电站阶段 建设40万千瓦级煤制氢、氢能发电和CO2分离的绿色煤电示范工程 运行近零排放绿色煤电示范电站 经济性验证 商业化准备 IGCC煤电化多联产技术完善 从技术和经济上验证气化炉放大到3500吨/天或2×2000吨/天的运行方式 制氢技术研发 H2和CO2分离技术研发 燃料电池发电技术研发 绿色煤电示范工程前期准备 自主创新的　　　2000吨/天气化炉 25万千瓦IGCC煤电化多联产 绿色煤电技术实验室建设 第一阶段 2006-2012 第二阶段 2012-2016 第三阶段 2016-2020 24

绿色煤电 绿色煤电第一阶段工艺图（国家十一五863计划重点项目）

绿色煤电 该阶段工程于2009年7月开工建设 26

2010年9月 气化炉完成制造开始整装发货，这是我国首台自主研发设计的IGCC气化炉

绿色煤电 建设中的天津250MW IGCC全貌 考核指标 目前设计方案 供电功率＞ 200MWe 226.9MWe 发电效率＞ 45% 48.4% 供电效率＞ 41% 41.08% 发电SO2 排放< 45mg/Nm3（@16%O2） 1.4mg/Nm3 发电NOX 排放< 80mg/Nm3（@16%O2） 52mg/Nm3 粉尘排放量< 10mg/Nm3 1.0mg/Nm3

绿色煤电 天津250MW IGCC示范项目总体进展 2007年初，天津IGCC项目被国家科技部列为“十一五”863重大项目依托工程； 2008年10月，取得国家能源局路条； 11月，成立了华能（天津）煤气化发电有限公司，具体负责建设运营示范工程；12月项目可收口，工程设计全面展开； 2009年5月，项目获得国家发改委核准，7月6日奠基，9月5日正式开工建设； 截至2011年5月，工程建设已完成全部20个里程碑节点中的13个； 目前工程已进入调试阶段，预计2012年年中可完成工程试运行并投入商业运行。

绿色煤电 第二阶段技术路线图（国家十二五863重点项目） 建成基于IGCC的CO2捕集示范（6万～10万吨/年） 30

绿色煤电 第二阶段技术方案 基于IGCC 的CO2捕集（燃烧前捕集）系统实施路线图

结 语 CO2捕集、利用和封存技术（CCS）已成为国际能源领域研究的热点和难点，与政治和经济紧密相关，必将带动新的高新技术产业; 华能已经建成国际上最大的CO2捕集装置，并即将建成中国首个IGCC项目，并且拥有自主知识产权，下一步将进行大规模CCS的开发和示范，抢占技术制高点。

谢谢大家！