【行业动态】 近年来，随着“双碳”目标的深入实施，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术与煤气化技术深度融合的趋势愈发明显。2024年以来，多家能源装备企业和科研机构纷纷加快碳捕集与气化炉一体化系统的产业化布局，标志着我国煤化工行业正从单一的气化效率提升阶段，迈向以“低碳、智能、集成”为特征的高端发展新阶段。
一、产业化进程进入“加速期”
气化炉作为煤化工产业链的核心装备，其能效和排放指标直接关系到行业的绿色转型水平。传统的煤气化过程在产气效率和污染物控制上已取得显著进步，但二氧化碳排放依然居高不下。为应对碳减排压力，气化炉与碳捕集系统的一体化设计成为行业新焦点。
据《中国煤化工产业蓝皮书（2024）》披露，目前国内已有超过10个示范项目正处于一体化系统的工程实施或中试阶段。其中，由华北能源集团主导的“超临界压气化-碳捕集协同装置”已于2024年上半年在内蒙古投运，系统实现了CO₂捕集率超90%、综合能效提升约8%的运行目标。这标志着国内具备完整自主知识产权的碳捕集与气化集成技术正式实现商业化初步落地。
二、技术融合路径与创新突破
业内人士指出，一体化系统的核心在于“过程耦合”和“能量协同”。具体来说，通过在气化反应区直接引入碳捕集介质，或通过改进合成气净化环节，可有效提升CO₂捕集效率、降低能量损失。目前主要的技术路线包括：
目前，国内几家主流设备制造企业如中石化洛阳工程公司、上海重装、沈鼓集团等，均在开发具备整套系统集成能力的商业化装备。洛阳工程公司最新推出的“IGCC+CCUS一体化整体解决方案”实现了单台气化装置碳排放减少60%以上，为大型煤化工装置的低碳化提供了工程模板。
三、政策与市场协同助推产业化
政策层面的推动是产业快速发展的关键。2024年4月，国家发改委发布《碳捕集与封存技术示范指导方案（2024-2030）》，明确提出“支持在煤气化、制氢等高排放工业环节开展一体化示范工程”。同期，多地政府也出台了针对性扶持政策，例如陕北能源基地正在建设的“零碳化工园区”，优先引入气化-捕集一体化装置，以构建全产业链碳循环体系。
市场层面上，碳减排成本与碳交易价格逐渐形成倒逼机制，加速企业部署低碳技术。业内预计，到2030年，我国气化炉与碳捕集一体化装备市场规模将超过300亿元人民币，相关配套设备和吸收材料的需求同步增长，形成完整的绿色装备产业链。
四、智能化与数字孪生赋能系统升级
伴随产业化进程的加快，智能控制与数字化技术成为一体化系统提升运行效率的重要手段。通过数字孪生技术，对气化过程的热力学与化学反应进行实时建模，可实现多变量耦合工况的精确预测与优化。部分试点项目已实现基于云平台的能耗监测与碳捕集效率调控，大幅提升了设备稳定性与经济性。
例如，中南工大与宝华化工联合开发的“智慧气化-碳捕集一体化云管控平台”，可在系统运行中自动调整气化温度、氧煤比及捕集剂流量，使运行负荷在95%以上仍保持CO₂捕集率90%的稳定性能。这种自适应控制技术被认为是实现规模化稳定运营的关键环节。
五、面临的挑战与未来展望
尽管产业化进展显著，但仍需应对成本、材料和产业配套等多重挑战。当前关键瓶颈主要体现在三个方面：
展望未来，随着国家碳市场的深化与能源结构的优化，碳捕集与气化炉一体化系统有望成为煤化工低碳化的标志性工程装备。行业专家预测，至“十五五”期间，该类技术将全面进入商业化推广阶段，形成从设计制造、系统集成到运行服务的完整产业生态。
六、结语
碳捕集与气化炉一体化系统不仅是技术创新，更是能源工业绿色转型的重要支撑。随着政策扶持、市场驱动与科技进步的多重合力，该领域正朝着高效率、低成本、可持续的方向稳定前行。未来五年内，智能化、模块化、集成化的一体化气化系统将实现大规模部署，助力我国在全球能源变革与碳中和进程中占据领先地位。