直接空气碳捕集(direct air capture,DAC)技术作为典型的负碳排放技术,是实现碳中和目标的关键技术之一,但是其依然面临高成本、高能耗问题。DAC技术与碳利用技术的深度耦合,将捕集的CO_(2)转化为高附加值产品,可提升碳减排效率并降低...直接空气碳捕集(direct air capture,DAC)技术作为典型的负碳排放技术,是实现碳中和目标的关键技术之一,但是其依然面临高成本、高能耗问题。DAC技术与碳利用技术的深度耦合,将捕集的CO_(2)转化为高附加值产品,可提升碳减排效率并降低全过程成本,在碳中和路径中具有重要价值。介绍了DAC技术的分类和原理,综述了DAC技术与CO_(2)光、电、热转化技术耦合的研究进展和主要挑战,最后展望了DAC技术与碳利用技术深度耦合的应用前景和发展方向。展开更多
二氧化碳捕集、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是推动化石能源脱碳的有效手段,更是实现低碳电力的必要选择,被认为是我国实现碳中和目标的战略性支撑技术。国家发展改革委、国家能源局已将CCUS技术纳入...二氧化碳捕集、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是推动化石能源脱碳的有效手段,更是实现低碳电力的必要选择,被认为是我国实现碳中和目标的战略性支撑技术。国家发展改革委、国家能源局已将CCUS技术纳入《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》中,旨在推动存量煤电机组的低碳改造及新建煤电机组的低碳化建设。展开更多
生物质能-碳捕集与封存(Bioenergy with Carbon Capture and Storage,BECCS)是一种应对气候变化的重要负排放技术。然而,目前学者对于该技术的可持续性应用仍存在争议。能值分析是一种能有效评估系统可持续性的量化方法,能够对系统的资...生物质能-碳捕集与封存(Bioenergy with Carbon Capture and Storage,BECCS)是一种应对气候变化的重要负排放技术。然而,目前学者对于该技术的可持续性应用仍存在争议。能值分析是一种能有效评估系统可持续性的量化方法,能够对系统的资源效率、环境影响和经济效益进行综合考量,进而全面反映系统的可持续发展水平。对8种典型的生物质发电系统,即有/无碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,CCS)的生物质直燃发电、生物质掺烧发电、生物质整体气化循环发电以及2种新型BECCS展开能值分析,选取能值产出率、环境负载率、可持续性指数等典型能值指标和碳排放指标对系统展开对比评价。结果显示,生物质发电系统的CO_(2)净排放量远低于煤基发电系统,耦合CCS后可实现负排放效益;生物质发电系统具有较低的环境负载率(ELR<2)和较高的可持续性指数(ESI<5.5),综合效益表现较优,长期可持续。此外,系统可持续性还与国家政策和生物质供应有关。敏感性分析表明,制定合适的激励政策,合理规划电厂选址以确保稳定充足的生物质供给,是提高系统可持续性的重要途径。展开更多
为促进区域能源系统(rational integrated energy system,RIES)的低碳和经济发展,文中建立了两种不同类型的区域能源模型,结合风能-碳捕集的运行模式,分析两种区域能源模型的适用场景。通过引入系统运行经济成本最低的目标函数,基于风能...为促进区域能源系统(rational integrated energy system,RIES)的低碳和经济发展,文中建立了两种不同类型的区域能源模型,结合风能-碳捕集的运行模式,分析两种区域能源模型的适用场景。通过引入系统运行经济成本最低的目标函数,基于风能-碳捕集结合的运行模式建立生物质能和电转氢RIES热电联产(combined heat and power,CHP)优化调度模型,采用CPLEX对两种区域能源模型进行求解。仿真结果证明:两种RIES运行的经济性和低碳性在风能-碳捕集运行模式下得到了有效的提升,为不同能源组合下的综合能源系统低碳经济调度提供了可靠依据。展开更多
碳捕集与封存(CCS)技术作为解决全球气候变化问题的重要手段之一,能够有效减少CO_(2)排放。中国作为碳排放大国,当前电力的主要来源仍是煤电,碳捕集(CC)改造在燃煤电厂中有很大的应用潜力。经济性对CC改造的部署至关重要。为此,本文计...碳捕集与封存(CCS)技术作为解决全球气候变化问题的重要手段之一,能够有效减少CO_(2)排放。中国作为碳排放大国,当前电力的主要来源仍是煤电,碳捕集(CC)改造在燃煤电厂中有很大的应用潜力。经济性对CC改造的部署至关重要。为此,本文计算了中国各省典型电厂CC改造前后的平准化度电成本,比较了不同省份的CO_(2)捕集成本与CO_(2)避免成本,分析了不同掺烧率下生物质掺烧结合碳捕集(bioenergy with carbon capture,BECC)改造的经济性。研究发现,CC改造会导致不同地区的燃煤电厂度电成本增加57.51%~93.38%。煤价较低的华北和西北地区(青海除外)CC改造经济性较好,BECC改造则更适合华中地区。建议在推进燃煤电厂CC和BECC改造时要充分考虑区域资源特点,完善碳市场建设,形成合理碳价以促进CC和BECC部署。展开更多
碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是我国实现碳中和目标的关键手段。然而,目前CCUS的部署规模尚未达到实现减排目标的预期需求,其发展受到技术经济性、环境风险以及政策支持等因素的制约。厘清CCUS技术的国内外研究进展,识别其经济性和潜...碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是我国实现碳中和目标的关键手段。然而,目前CCUS的部署规模尚未达到实现减排目标的预期需求,其发展受到技术经济性、环境风险以及政策支持等因素的制约。厘清CCUS技术的国内外研究进展,识别其经济性和潜在环境风险,有助于深化CCUS的研究、推广和可持续发展。研究基于中国知网和Web of Science数据库,对2000—2024年CCUS相关研究进行文献计量分析,并进一步聚焦CCUS技术的经济和环境影响研究进行述评。结果表明:(1)从发文量和学科类别来看,CCUS技术相关研究发文量持续上升,但研究主要聚焦自然科学领域,社会科学领域的研究有待丰富;(2)从研究国家来看,CCUS领域研究早期以发达国家为主导,近些年发展中国家的关注逐渐增多,目前美国、中国和英国在CCUS领域的研究处于领先地位,但中国研究的影响力有待进一步提升;(3)从研究主题来看,英文文献对环境风险、公众接受度以及BECCS、DAC等衍生技术的关注较多,而中文文献关于CCUS技术在电力领域的应用研究较为丰富;(4)从CCUS技术的经济和环境影响来看,CCUS环境风险研究主要聚焦污染物排放和碳泄漏两方面,经济影响研究集中在成本核算、CCUS与低碳技术经济性比较以及政府支持对CCUS成本影响三方面,但目前文献以微观研究为主,宏观视角研究有待丰富。在未来研究中,应注重CCUS技术及其经济和环境影响的内在联系探讨,推动工程技术模型与宏观经济模型的结合与拓展,构建面向碳中和目标的CCUS技术综合评估框架,为推动我国工业与能源部门低碳转型提供参考。展开更多
文摘直接空气碳捕集(direct air capture,DAC)技术作为典型的负碳排放技术,是实现碳中和目标的关键技术之一,但是其依然面临高成本、高能耗问题。DAC技术与碳利用技术的深度耦合,将捕集的CO_(2)转化为高附加值产品,可提升碳减排效率并降低全过程成本,在碳中和路径中具有重要价值。介绍了DAC技术的分类和原理,综述了DAC技术与CO_(2)光、电、热转化技术耦合的研究进展和主要挑战,最后展望了DAC技术与碳利用技术深度耦合的应用前景和发展方向。
文摘二氧化碳捕集、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是推动化石能源脱碳的有效手段,更是实现低碳电力的必要选择,被认为是我国实现碳中和目标的战略性支撑技术。国家发展改革委、国家能源局已将CCUS技术纳入《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》中,旨在推动存量煤电机组的低碳改造及新建煤电机组的低碳化建设。
文摘生物质能-碳捕集与封存(Bioenergy with Carbon Capture and Storage,BECCS)是一种应对气候变化的重要负排放技术。然而,目前学者对于该技术的可持续性应用仍存在争议。能值分析是一种能有效评估系统可持续性的量化方法,能够对系统的资源效率、环境影响和经济效益进行综合考量,进而全面反映系统的可持续发展水平。对8种典型的生物质发电系统,即有/无碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,CCS)的生物质直燃发电、生物质掺烧发电、生物质整体气化循环发电以及2种新型BECCS展开能值分析,选取能值产出率、环境负载率、可持续性指数等典型能值指标和碳排放指标对系统展开对比评价。结果显示,生物质发电系统的CO_(2)净排放量远低于煤基发电系统,耦合CCS后可实现负排放效益;生物质发电系统具有较低的环境负载率(ELR<2)和较高的可持续性指数(ESI<5.5),综合效益表现较优,长期可持续。此外,系统可持续性还与国家政策和生物质供应有关。敏感性分析表明,制定合适的激励政策,合理规划电厂选址以确保稳定充足的生物质供给,是提高系统可持续性的重要途径。
文摘为促进区域能源系统(rational integrated energy system,RIES)的低碳和经济发展,文中建立了两种不同类型的区域能源模型,结合风能-碳捕集的运行模式,分析两种区域能源模型的适用场景。通过引入系统运行经济成本最低的目标函数,基于风能-碳捕集结合的运行模式建立生物质能和电转氢RIES热电联产(combined heat and power,CHP)优化调度模型,采用CPLEX对两种区域能源模型进行求解。仿真结果证明:两种RIES运行的经济性和低碳性在风能-碳捕集运行模式下得到了有效的提升,为不同能源组合下的综合能源系统低碳经济调度提供了可靠依据。
文摘碳捕集与封存(CCS)技术作为解决全球气候变化问题的重要手段之一,能够有效减少CO_(2)排放。中国作为碳排放大国,当前电力的主要来源仍是煤电,碳捕集(CC)改造在燃煤电厂中有很大的应用潜力。经济性对CC改造的部署至关重要。为此,本文计算了中国各省典型电厂CC改造前后的平准化度电成本,比较了不同省份的CO_(2)捕集成本与CO_(2)避免成本,分析了不同掺烧率下生物质掺烧结合碳捕集(bioenergy with carbon capture,BECC)改造的经济性。研究发现,CC改造会导致不同地区的燃煤电厂度电成本增加57.51%~93.38%。煤价较低的华北和西北地区(青海除外)CC改造经济性较好,BECC改造则更适合华中地区。建议在推进燃煤电厂CC和BECC改造时要充分考虑区域资源特点,完善碳市场建设,形成合理碳价以促进CC和BECC部署。
文摘碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是我国实现碳中和目标的关键手段。然而,目前CCUS的部署规模尚未达到实现减排目标的预期需求,其发展受到技术经济性、环境风险以及政策支持等因素的制约。厘清CCUS技术的国内外研究进展,识别其经济性和潜在环境风险,有助于深化CCUS的研究、推广和可持续发展。研究基于中国知网和Web of Science数据库,对2000—2024年CCUS相关研究进行文献计量分析,并进一步聚焦CCUS技术的经济和环境影响研究进行述评。结果表明:(1)从发文量和学科类别来看,CCUS技术相关研究发文量持续上升,但研究主要聚焦自然科学领域,社会科学领域的研究有待丰富;(2)从研究国家来看,CCUS领域研究早期以发达国家为主导,近些年发展中国家的关注逐渐增多,目前美国、中国和英国在CCUS领域的研究处于领先地位,但中国研究的影响力有待进一步提升;(3)从研究主题来看,英文文献对环境风险、公众接受度以及BECCS、DAC等衍生技术的关注较多,而中文文献关于CCUS技术在电力领域的应用研究较为丰富;(4)从CCUS技术的经济和环境影响来看,CCUS环境风险研究主要聚焦污染物排放和碳泄漏两方面,经济影响研究集中在成本核算、CCUS与低碳技术经济性比较以及政府支持对CCUS成本影响三方面,但目前文献以微观研究为主,宏观视角研究有待丰富。在未来研究中,应注重CCUS技术及其经济和环境影响的内在联系探讨,推动工程技术模型与宏观经济模型的结合与拓展,构建面向碳中和目标的CCUS技术综合评估框架,为推动我国工业与能源部门低碳转型提供参考。
