CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕集、利用和封存)是实现碳中和战略目标的关键技术之一。在全球碳达峰和碳中和愿景下,CCUS技术的应用和发展对可持续发展具有重要意义。介绍了从CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕...CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕集、利用和封存)是实现碳中和战略目标的关键技术之一。在全球碳达峰和碳中和愿景下,CCUS技术的应用和发展对可持续发展具有重要意义。介绍了从CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕集和封存)技术到CCUS技术的发展历程、CCUS传统技术方法以及在新的应用场景下,不断丰富和拓展的CCUS新技术,重点对我国CCUS技术的发展现状和发展趋势进行分析,指出CCUS目前面临的技术难点主要体现在CO_(2)捕集技术发展存在明显代际差异、CO_(2)海底管道运输技术存在缺乏实际经验、CO_(2)强化天然气开采技术及置换水合物等方面,在规模化产业集群建设方面也存在诸多困难和挑战,应从技术体系构建、重点技术攻关、法规体系完善、激励机制、国际合作等方面加强攻关。最终提出了在中国实现CCUS大规模发展与推广“三步走”路径建议,即按照行业试点期(2021—2030年)、地区推广期(2031—2040年)、全国应用期(2040年以后)3个阶段有序推动CCUS在全国的规模化部署。展开更多
氢能作为一种清洁、高热值、来源广的新型能源,已被广泛认为是全球能源系统低碳化转型的重要能量载体。目前其他制氢工艺在技术和成本方面仍受制约,煤制氢将是中国未来较长一段时间内的主要氢源,而碳捕集利用与封存(CCUS)技术是实现低...氢能作为一种清洁、高热值、来源广的新型能源,已被广泛认为是全球能源系统低碳化转型的重要能量载体。目前其他制氢工艺在技术和成本方面仍受制约,煤制氢将是中国未来较长一段时间内的主要氢源,而碳捕集利用与封存(CCUS)技术是实现低碳煤制氢的关键技术选择。考虑到CCUS技术的额外能耗和碳捕集的不完全性等特点,煤制氢CCUS技术全流程仍将产生不同程度的碳排放,但相关评估较少。文章从全流程分析的角度评估和比较煤制氢CCUS技术改造的碳足迹,研究结果表明:①煤制氢全流程碳足迹为17.47~29.78 kg CO_(2)/kg H_(2),CCUS技术改造后,碳足迹可降至2.17~8.91 kg CO_(2)/kg H_(2);②从全流程角度看,CCUS技术对煤制氢的减排贡献约为80.6%;③煤制氢能源转化效率及CCUS技术额外能耗是影响煤制氢碳足迹的关键因素。未来应加强煤制氢CCUS技术改造的研发和推广,以降低CCUS能耗并进一步提高煤制氢的能源效率。研究结论为中国低碳化氢能发展提供决策参考,对碳中和目标下的能源转型具有一定的指导意义。展开更多
现阶段煤电仍是我国主要能源,装机总量大,短时间难以被完全替代,未来燃煤电厂高效清洁燃烧的技术标准是低碳排放。当前,双碳战略已上升到国家生态文明的高度,煤电亟需适应未来需求的碳捕集封存与利用(Carbon Capture Utilization and St...现阶段煤电仍是我国主要能源,装机总量大,短时间难以被完全替代,未来燃煤电厂高效清洁燃烧的技术标准是低碳排放。当前,双碳战略已上升到国家生态文明的高度,煤电亟需适应未来需求的碳捕集封存与利用(Carbon Capture Utilization and Storage,CCUS)技术。但国内已有超低排放电厂投运的CCUS设备普遍存在捕集成本高、产物利用量有限等问题,开发成本低、捕集产物可有效利用的CCUS技术是电力环保的共同需求。为此,提出煤电CCUS未来技术发展方向应该是烟气污染物一体化耦合控制,如应用等离子体氧化技术,首先氧化烟气中还原性污染物SO_(2)、NO等,而后以氨水为吸收剂协同脱硫脱硝脱碳,整体污染物脱除流程简单,副产品具有广阔的化工转化空间。继而提出稳定的氨源供给是实现上述一体化脱除的物质保障,构建燃煤电厂自给自足的制氨过程为煤电未来开发更丰富的产品线(氨能、肥料、化工品等)提供了可能。展开更多
蒙古国Baganuur煤矿附近拟建设煤制天然气项目(synthetic natural gas,SNG),为了促进煤转化项目的低碳可持续发展,拟开展SNG项目全流程碳捕集,利用和封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)的预可行性研究。针对蒙古国的SN...蒙古国Baganuur煤矿附近拟建设煤制天然气项目(synthetic natural gas,SNG),为了促进煤转化项目的低碳可持续发展,拟开展SNG项目全流程碳捕集,利用和封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)的预可行性研究。针对蒙古国的SNG项目特点和地质条件,采用预可行性研究框架完成了咸水层封存场地的评价与筛选、场地性能评估、全流程CCUS项目技术设计、技术经济评价等研究内容。初步的场地适宜性评估结果显示:Nyalga盆地具有大量的高适宜的CO_(2)-EWR封存场地和充足的封存容量,目标封存场地的储盖层性能良好。全流程CCUS项目的设计流程为工艺过程分离的高浓度CO_(2)直接压缩,经管道运输至临近的咸水层场地,设定CO_(2)总捕集量的90%用于强化深部咸水开采(CO_(2)enhanced the recovery of water,CO_(2)-EWR),10%出售给蒙古国石油企业开展提高原油采收率(CO_(2)enhanced the recovery of oil,CO_(2)-EOR)研究示范或其他用途。经过评估,20年项目周期的全流程CCUS项目的综合平准化成本为18.8USD/t CO_(2),年减排规模为5Mt CO_(2),年增采深部咸水5.13Mt。研究为蒙古国内开展CCUS技术提供参考,同时也为一带一路国家低碳、可持续地利用化石能源并发展工业提供参考。展开更多
文摘氢能是世界能源转型的重要方向之一,作为全球最大的氢气生产国和消费国,中国约2/3的氢气通过煤制氢生产。然而,这种“灰氢”在生产过程中产生大量碳排放,极大制约“双碳”目标的实现。碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术作为实现快速减碳的有效途径,被国际能源署指出为实现碳中和的必要技术路线。该研究首先以最小化平准制氢成本为优化目标,提出煤制氢电厂CCUS改造规划模型;其次,结合煤制氢化工过程,分析其全流程碳足迹,探究改造路线的关键部门;最后,针对改造规划中的关键不确定因素进行敏感度分析,讨论模型的有效边界。结果表明,在电碳联合盈利模式下,两者收益基本可以覆盖CCUS改造额外的投资与运维成本;在运输距离为50 km时,CCUS改造后全流程碳足迹仅为原先27.95%,低于“蓝氢”标准,可以实现“灰氢”变“蓝氢”。该研究可为我国煤制氢产业低碳转型提供技术支撑,助力新型电力系统下煤-氢-电项目落地与国家“双碳”目标实现。
文摘CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕集、利用和封存)是实现碳中和战略目标的关键技术之一。在全球碳达峰和碳中和愿景下,CCUS技术的应用和发展对可持续发展具有重要意义。介绍了从CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕集和封存)技术到CCUS技术的发展历程、CCUS传统技术方法以及在新的应用场景下,不断丰富和拓展的CCUS新技术,重点对我国CCUS技术的发展现状和发展趋势进行分析,指出CCUS目前面临的技术难点主要体现在CO_(2)捕集技术发展存在明显代际差异、CO_(2)海底管道运输技术存在缺乏实际经验、CO_(2)强化天然气开采技术及置换水合物等方面,在规模化产业集群建设方面也存在诸多困难和挑战,应从技术体系构建、重点技术攻关、法规体系完善、激励机制、国际合作等方面加强攻关。最终提出了在中国实现CCUS大规模发展与推广“三步走”路径建议,即按照行业试点期(2021—2030年)、地区推广期(2031—2040年)、全国应用期(2040年以后)3个阶段有序推动CCUS在全国的规模化部署。
文摘氢能作为一种清洁、高热值、来源广的新型能源,已被广泛认为是全球能源系统低碳化转型的重要能量载体。目前其他制氢工艺在技术和成本方面仍受制约,煤制氢将是中国未来较长一段时间内的主要氢源,而碳捕集利用与封存(CCUS)技术是实现低碳煤制氢的关键技术选择。考虑到CCUS技术的额外能耗和碳捕集的不完全性等特点,煤制氢CCUS技术全流程仍将产生不同程度的碳排放,但相关评估较少。文章从全流程分析的角度评估和比较煤制氢CCUS技术改造的碳足迹,研究结果表明:①煤制氢全流程碳足迹为17.47~29.78 kg CO_(2)/kg H_(2),CCUS技术改造后,碳足迹可降至2.17~8.91 kg CO_(2)/kg H_(2);②从全流程角度看,CCUS技术对煤制氢的减排贡献约为80.6%;③煤制氢能源转化效率及CCUS技术额外能耗是影响煤制氢碳足迹的关键因素。未来应加强煤制氢CCUS技术改造的研发和推广,以降低CCUS能耗并进一步提高煤制氢的能源效率。研究结论为中国低碳化氢能发展提供决策参考,对碳中和目标下的能源转型具有一定的指导意义。
文摘现阶段煤电仍是我国主要能源,装机总量大,短时间难以被完全替代,未来燃煤电厂高效清洁燃烧的技术标准是低碳排放。当前,双碳战略已上升到国家生态文明的高度,煤电亟需适应未来需求的碳捕集封存与利用(Carbon Capture Utilization and Storage,CCUS)技术。但国内已有超低排放电厂投运的CCUS设备普遍存在捕集成本高、产物利用量有限等问题,开发成本低、捕集产物可有效利用的CCUS技术是电力环保的共同需求。为此,提出煤电CCUS未来技术发展方向应该是烟气污染物一体化耦合控制,如应用等离子体氧化技术,首先氧化烟气中还原性污染物SO_(2)、NO等,而后以氨水为吸收剂协同脱硫脱硝脱碳,整体污染物脱除流程简单,副产品具有广阔的化工转化空间。继而提出稳定的氨源供给是实现上述一体化脱除的物质保障,构建燃煤电厂自给自足的制氨过程为煤电未来开发更丰富的产品线(氨能、肥料、化工品等)提供了可能。
文摘蒙古国Baganuur煤矿附近拟建设煤制天然气项目(synthetic natural gas,SNG),为了促进煤转化项目的低碳可持续发展,拟开展SNG项目全流程碳捕集,利用和封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)的预可行性研究。针对蒙古国的SNG项目特点和地质条件,采用预可行性研究框架完成了咸水层封存场地的评价与筛选、场地性能评估、全流程CCUS项目技术设计、技术经济评价等研究内容。初步的场地适宜性评估结果显示:Nyalga盆地具有大量的高适宜的CO_(2)-EWR封存场地和充足的封存容量,目标封存场地的储盖层性能良好。全流程CCUS项目的设计流程为工艺过程分离的高浓度CO_(2)直接压缩,经管道运输至临近的咸水层场地,设定CO_(2)总捕集量的90%用于强化深部咸水开采(CO_(2)enhanced the recovery of water,CO_(2)-EWR),10%出售给蒙古国石油企业开展提高原油采收率(CO_(2)enhanced the recovery of oil,CO_(2)-EOR)研究示范或其他用途。经过评估,20年项目周期的全流程CCUS项目的综合平准化成本为18.8USD/t CO_(2),年减排规模为5Mt CO_(2),年增采深部咸水5.13Mt。研究为蒙古国内开展CCUS技术提供参考,同时也为一带一路国家低碳、可持续地利用化石能源并发展工业提供参考。
