2月6日，美国国家能源技术实验室（NETL）发布《2018年碳捕集技术汇编》报告，总结了美国能源部“洁净煤及碳管理研究计划”（CCCMRP）框架下“碳捕集研发计划”资助的项目进展^[1]。“碳捕集研发计划”以燃烧前和燃烧后捕集为核心研究领域，开发基于溶剂、吸附剂和膜的碳捕集新技术，其技术成熟度范围从概念工程和材料设计阶段（TRL为2级）到25兆瓦级中试阶段（TRL为5-7级）。报告总结的碳捕集技术十项研发重点如下：

　　1、NETL研究与创新中心的碳捕集技术开发，主要包括：开发先进的燃烧前和燃烧后捕集新型溶剂，减少能量损失和二氧化碳分离成本；开发化学稳定、成本低、合成简单且具有高二氧化碳容量的新型吸附剂；开发用于燃烧后碳捕集的新型膜；开发高通量筛选工具用于设计先进材料和工艺；利用碳捕集模拟计划开发的计算工具和模型与行业合作，推进创新型碳捕集技术研发。

　　2、基于溶剂的燃烧后碳捕集技术，包括5个方面。①溶剂再生，包括胺溶剂的新型电化学再生，以及浓缩哌嗪溶剂的高温闪蒸再生。②新型溶剂，包括双液相溶剂、离子液体和相变离子液体混合溶剂、非水溶剂、非水可转换有机溶剂、新型相变氨基硅氧烷溶剂等。③先进技术，包括稀薄二氧化碳的直接空气捕集技术和相变溶剂吸收技术。④工艺优化，包括热集成法改进现有碳捕集系统，加压汽提工艺优化溶剂碳捕集技术，结晶高压汽提优化热碳酸盐吸收过程等。⑤测试评估，包括Abbott火电厂林德/巴斯夫溶剂碳捕集的大规模中试，先进离子溶剂碳捕集的0.6兆瓦级实验室测试和12兆瓦级中试，新型氨基硅氧烷溶剂碳捕集的10兆瓦级中试等。

　　3、基于吸附剂的燃烧后碳捕集技术，包括4个方面。①先进吸附剂，包括嵌入金属有机框架吸附剂的聚合物纤维、结合胺的多孔聚合物吸附剂、第三代流化固体吸附剂等。②先进技术，包括使用旋转床吸附器的结构化吸附剂进行快速循环变温吸附；使用结构化吸附剂进行快速变压吸附；基于聚合物/支撑胺中空纤维材料的快速变温吸附；基于新型微孔材料和工艺循环的吸附碳捕集技术；基于固体吸附剂的混合吸附技术。③工艺优化，包括热集成法降低固体吸附剂碳捕集成本，以及碳捕集吸附剂的优化。④测试评估，包括基于先进碳微球吸附剂的0.5兆瓦级中试，碱性氧化铝吸附剂的0.5兆瓦级中试，气凝胶吸附剂。

　　4、基于膜的燃烧后碳捕集技术，包括2个方面。①新型膜，包括新型二氧化碳选择性透过膜、下一代中空纤维膜、新型无机/聚合物复合膜等。②验证测试及评估：基于新型Polaris？膜的1兆瓦级中试。

　　5、燃烧后捕集新概念，包括3个方面。①先进技术，包括低温碳捕集、新型节能氧化石墨烯-聚醚醚酮混合膜、膜/溶剂混合碳捕集系统等。②工艺优化：采用先进制造技术增强碳捕集工艺和使用新溶剂。③测试评估：发电厂新型电化学膜碳捕集系统的3兆瓦级中试。

　　6、基于溶剂的燃烧前碳捕集技术，将碳酸铵-碳酸氢铵工艺用于整体煤气化联合循环（IGCC）电厂的碳捕集系统，进行概念验证和中试试验。

　　7、基于吸附剂的燃烧前碳捕集技术，主要包括用于IGCC电厂基于新型吸附剂的燃烧前碳捕集技术中试研究，以及开发干式吸附剂。

　　8、基于膜的燃烧前碳捕集技术，包括2个方面。①新型膜，包括吸附增强型混合基质膜、高温聚苯并咪唑中空纤维膜、氢气选择性沸石膜等。②先进技术，包括沸石膜反应器，用于IGCC电厂碳捕集的新型双级膜工艺，基于三元钯合金的氢气/二氧化碳膜分离系统等。

　　9、燃烧前捕集新概念研究，主要包括：基于氧化镁吸附剂/水煤气变换反应器的碳捕集技术，并结合先进集成热管理技术，用于IGCC电厂的碳捕集；基于碳分子筛膜和吸附增强水煤气变换的新工艺，用于IGCC电厂的碳捕集。

　　10、开展研发合作，主要包括成立国家碳捕集中心，建立碳捕集合作伙伴关系，开展碳捕集与封存技术在电厂应用的影响因素分析。（岳芳）