近日，课题组2022级博士研究生张磊玉同学在废弃CO₂高效利用领域取得新进展，相关研究成果以“CCUS-assisted electricity-chemical polygeneration system for decarburizing coal-fired power plant: Process integration and performance assessment”为题在线发表《Journal of Cleaner Production》期刊（IF = 11.1）。这是课题组近年来在该期刊发表的第2篇文章。

我国燃煤电厂所产生的CO₂排放已经超过CO₂排放总量的三分之一。在今后的50年间，化石燃料仍将是世界主要能源，因此包括煤在内的化石燃料需求量和消耗量进一步增加，进而导致CO₂排放不断增加。因此控制和减少CO₂排放迫在眉睫。对燃煤电厂进行升级改造已成为解决上述问题的关键。

本工作开发了一种耦合燃煤发电、CO₂捕集、储存和利用技术的电化联产工艺，旨在通过储存和催化转化方法实现燃煤电厂的深度脱碳，与此同时，利用热集成和有机朗肯循环发电技术优化生产系统的换热网络以实现能量梯级利用。此外，详细探究了从烟道气中捕集的CO₂在压缩储存单元和催化转化单元中不同分配比对于电化联产工艺技术和经济性能的影响。

结论：

相比于传统的使用单一CCS技术辅助的燃料电厂改造工艺，使用CCUS技术辅助的燃煤电厂改造工艺通过系统内部热量高效利用，将整个系统的净发电量和效率分别提升19%和34%。此外，热集成和有机朗肯循环技术的应用将电化联产工艺系统的效率提升了6%，发电成本和CO₂转化成本分别降低17%和15%。本工作提出的CCUS技术辅助的电化联产工艺为燃煤电厂烟道气中的CO₂高值化和资源化利用提供了一条重要的技术路径，同时生产得到的清洁燃料可作为传统化石能源的替代品，进而为我国能源结构调整提供新途径。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.141972