耦合绿电煤气化生产化学品过程CO_(2)减排潜力

耦合可再生能源生产的绿电为煤气化反应供热以消除燃烧供热实现自热平衡的影响,不仅可有效降低气化过程CO_(2)排放量,还能提高合成气氢碳比(H/C),从而降低以煤气化为源头生产化学品的水煤气变换工段中CO_(2)排放。对不同类型的常规气化反应器和相应的耦合绿电反应器进行建模与模拟,判明合成气组分的主要影响因素,分析了温度对合成气组分的影响,探讨合成气H/C随温度变化规律,并计算不同化学品生产过程的CO_(2)减排潜力。结果表明,耦合绿电的气化反应器合成气中CO_(2)排放较常规气化反应器分别减少了12.63%(固定床)、11.01%(气流床)、9.23%(输运床)和5.12%(流化床),且H/C呈上升趋势;温度对合成气组分影响较大,热解解耦和气化反应的反应器一定程度上影响合成气组分;温度低于1500 K时,H/C随温度升高而降低;温度高于1500 K时,H/C随温度升高而缓慢升高;耦合绿电煤基化学品生产过程CO_(2)排放大幅减少,操作在更低温度和压力的气化反应器具有更高的合成气H/C和CO_(2)减排潜力;耦合绿电的固定床系统效率优势明显;考虑到耦合绿电的高温反应器存在的技术困难,耦合绿电的固定床、流化床和输运床反应器更具可行性。

水泥生产过程中CO_(2)减排潜力措施

文章旨在探讨水泥生产过程中CO_(2)减排的潜力措施。介绍了水泥的生产过程及CO_(2)排放来源,并提出了减排措施,包括使用替代燃料和原材料、能源效率提高、碳捕集利用与储存、流程优化和创新。通过对案例和成功项目的分析,总结出水泥生产过程中CO_(2)减排措施的关键因素,同时,探讨了国际和国内政策框架对促进可持续水泥生产的作用,评估了减排措施的经济和环境影响,以期为政府管理部门和水泥生产企业制定相关政策提供参考。

微藻光合减排燃煤电厂烟气CO_(2) 及资源化利用研究进展

微藻光合作用固定燃煤发电厂烟气CO_(2)及其生物质能源化资源化利用已成为低碳循环的核心技术,是实现我国“双碳”目标有效途径之一。然而烟气中CO_(2)浓度高(相对自然界藻类生长的空气氛围),且存在易溶酸性气体,如SO_(2)等,对微藻光合生长及碳转化过程是极大挑战,造成我国微藻捕集烟气CO_(2)的工程应用非常有限。为促进微藻固定烟气CO_(2)发展,针对烟气高浓度CO_(2)和含SO_(2)等酸性气体的特点,从耐受烟气氛围的高效藻种构建、微藻对高浓度碳的代谢及转化过程调控再到烟气中高浓度CO_(2)在光生物反应器中的传输及转化过程进行全面综述。小球藻是最有望实现微藻生物固定烟气CO_(2)的藻种。通过筛选和驯化等方式,小球藻可适应烟气的高碳浓度和一定浓度下酸性气体的胁迫,并保持较高固碳速率。烟气在光生物反应器内溶解传输及引起多相流动是影响微藻固碳性能的关键,强化反应器内的CO_(2)传输并抑制SO_(2)酸性气体溶解是有效提高微藻光合固碳的有效手段,同时优化反应器结构,改善光照、混合和曝气条件等可有效提高微藻生物量的积累与烟气CO_(2)的固定速率。微藻生物质的利用能有效增加微藻减排烟气CO_(2)的经济性,总结了微藻生物质能源化、资源化、高值化可利用途径和研究进展,包含微藻酯交换合成生物柴油、微藻热解合成生物油和生物气以及微藻发酵合成生物合成气的工艺流程和相关研究进展。为提高微藻生物质资源利用的经济效益,指出微藻作为高值产品合成原料的利用方向,以及藻渣作为碳基材料的资源化利用方式。提出以发展高价值利用为前提,协同微藻基生物燃料和生物炭等产品的高值化、能源化、资源化梯级利用方向,以此提高微藻生物固定烟气CO_(2)系统的经济性和可行性,同时推动微藻生物质新能源的研究,为我国烟气CO_(2)的生物减排及资源化利用提供指导,促进绿碳经济发展。

油气产业氢能利用的经济性与CO_(2)减排效益分析

中国在实现“双碳”目标和新型能源体系的构建过程中,油气产业发展中氢能利用具备独特的地域、技术和基础设施等优势。为此,总结了氢能产业的技术特点和油气产业发展氢能的优势,提出了4种典型的油气产业氢能发展路径,并运用蒙特卡罗模拟方法,从平准化成本和CO_(2)减排效益2个方面分析了各路径在不同资源禀赋条件下的发展趋势。研究结果表明:(1)蓝氢路径中,煤制氢耦合碳捕获与封存技术可以凭借其成本和CO_(2)减排优势作为油气产业氢气清洁化生产的过渡路径;绿氢路径的CO_(2)减排效益优于蓝氢路径,可以作为中长期的发展路径。(2)在天然气资源丰富、价格低于1.38元/m3的地区,天然气制氢耦合CCS技术具有较好的经济性和CO_(2)减排效果。(3)年光照有效发电小时数大于1390 h的油气田布局光伏制氢向加氢站供应清洁氢气将具有一定的经济可行性。(4)2030年,油气产业布局海上漂浮式风电制氢+天然气掺氢混合使用的业务在风力条件优越、年有效发电小时数大于2900 h的资源区将具备可行性。(5)其他资源区氢能利用路径的经济性则依赖于技术进步速度、碳市场价格和政策补贴力度。结论认为,氢能可以担当化石能源和可再生能源之间的桥梁作用,有助于持续推动能源体系向深度脱碳化发展。

建筑物化阶段CO_(2)减排量DEA数学建模研究

常规的数学建模方法在建筑物化阶段难以准确测算边界结构,为准确模拟CO_(2)减排量计算结果,使用DEA算法,建模分析建筑物化阶段CO_(2)减排量。获取建筑材料加工运输以及使用阶段具体减排参数,设定DEA数学模型测算边界,分别计算其时间边界与空间边界,构建DEA数学模型总体框架,计算建筑物化阶段CO_(2)减排总量,实现建筑物化阶段CO_(2)减排量的数学建模。实验结果显示,该数学模型在现场浇筑与直接装配的工程中,均能得到更准确的模拟结果,模型应用误差更小,CO_(2)减排量计算结果的准确性得到优化。

优化HPPO装置工艺技术降低CO_(2)排放

采用中国石化的全套过氧化氢直接氧化制环氧丙烷(HPPO)专利技术以及中国石化长岭分公司的工业HTS催化剂,以400 kt/a的HPPO装置为例,在反应温度25~90℃、反应压力0.2~3.4 MPa、丙烯质量空速0.4~8.0 h^(-1)、甲醇/过氧化氢摩尔比4~20、丙烯/过氧化氢摩尔比1.2~10.0、pH=8.7~9.7的范围内,采用Aspen Plus软件对HPPO装置的环氧化反应单元的CO_(2)排放量进行计算。计算结果表明,改变反应温度和反应压力影响CO_(2)排放量,CO_(2)排放量由高到低,达到最低值后,由低到高;CO_(2)减排量为687.91~2942.59 t/a;各参数对CO_(2)减排量的影响程度从大到小依次为反应温度和反应压力、甲醇/过氧化氢摩尔比、丙烯/过氧化氢摩尔比、丙烯质量空速、pH。

中国民用航空器CO_(2)减排潜力的区域划分

对中国进行科学的区域划分,是研究具有区域差异性与空间相关性航空器CO_(2)排放问题并提出差异化CO_(2)减排措施的重要基础。基于2007—2016年中国部分地区民用航空器运行数据,在构建CO_(2)减排潜力分类模型的基础上,通过Kruskal算法得到省域网络关系最小生成树;采用谱聚类算法,以“最大化区划优度”为目标,划分航空器CO_(2)减排潜力的不同区域。结果表明:最优区域划分为四分区,区划优度为0.35;航空器CO_(2)减排潜力高的区域主要分布于中国西南和中南地区,潜力低的区域主要分布于东北和华北地区;针对各区域CO_(2)减排特征,从民航局、机场和航空公司等不同主体提出了差异化的区域CO_(2)减排措施。

电磁感应加热技术在船舶CO_(2)减排中的应用

在碳峰中和国家战略目标下,航运相关各界高度重视船舶减排方案的研究。该文阐述了减少船舶靠港期间二氧化碳排放的重要性,分析了船舶营运靠泊期间产生二氧化碳排放的主要源头,提出了结合当前国家大力发展的岸电基础设施,采用电磁感应加热技术应用岸电为减少船舶靠港期间二氧化碳排放设想了一种理论上可行的技术方案。

严寒地区某办公建筑空气-土壤源热泵系统经济性与CO_(2)减排率分析

为了解决严寒地区单一地源热泵系统长期运行导致土壤热失衡的问题,本文构建了有效解决土壤热失衡的空气-土壤源复合式热源热泵系统。基于DeST和Trnsys对哈尔滨市某办公建筑空气-土壤源热泵系统的经济性和CO_(2)减排率展开案例研究,对全年动态冷热负荷及空气-土壤源系统运行特性展开探究,对比分析了五种不同运行策略下空气-土壤源热泵系统的经济性和CO_(2)减排率。研究结果表明当采用空气-土壤源热泵系统时,系统在地源热泵承担20%冬季供暖热负荷,空气源热泵承担80%冬季供暖热负荷的运行策略下的经济性最高,系统在地源热泵承担80%冬季供暖热负荷,空气源热泵承担20%冬季供暖热负荷的运行策略下的CO_(2)减排率最高,并能够有效解决土壤热不平衡问题。

碳排放权交易的CO_(2)减排效应研究——基于包含溢出效应的SCM

碳排放权交易是否实现最初的CO_(2)减排目标需要实证检验,已有的研究未考虑政策溢出效应以及混淆政策的存在,可能导致政策干预效用的错误估计。论文基于地区能源平衡表以及水泥生产数据对CO_(2)进行测算,并采用包含溢出效应的合成控制模型对我国6个碳排放交易试点省份的减排效用分别进行了估计,该模型放松了“非实验单元不受干预效应影响”的假定,在溢出效应以及类似政策存在的情况下仍能得到无偏的估计。为了保证估计结果的稳健性,对效用估计值进行了安慰剂、溢出权重设定以及合成权重三方面的检验,探索了各试点碳交易市场的减排效用在量以及趋势上的差异,为全国统一碳交易市场的构建提供定量的依据。

中国水泥生命周期粉煤灰替代的CO_(2)减排研究

采用中国水泥企业温室气体排放核算方法及政府间气候变化专门委员会的能源使用CO_(2)排放计算方法,将不同粉煤灰替代率下原料及能源使用引起的CO_(2)减排进行核算.结果表明,与燃煤电厂产业共生可减排92.676kgCO_(2)/t水泥.而粉煤灰替代熟料是中国水泥CO_(2)减排的主要部分,与替代生料结合可产生最大CO_(2)减排373.303kg/t水泥.另外,粉煤灰替代部分水泥形成混凝土的碳化作用,到2050年可吸收192.015kgCO_(2)/t水泥.粉煤灰替代后,对余热发电变化及外购清洁电力使用比例增加引起的减排进行预测,发现此项举措可有效促进水泥行业“双碳”目标达成.

辣椒低山工厂育苗二高山移栽可行性及CO_(2)减排研究

为探索低山工厂育苗替代二高山农民自育苗的可行性,通过不同播期对比试验,不同辣椒类型品种对比试验和大面积生产试验,检验了低山工厂苗在二高山移栽的适应性和丰产性及CO_(2)减排效应。结果表明:低山工厂苗不仅完全适应二高山区环境,且各项试验均实现大幅增产,其中大面积生产试验中辣椒667 m2产量为2618.8 kg,较农民自育苗增产1035.4 kg,增产率达65.4%;同时,针对二高山辣椒工厂育苗增加的燃料成本和CO_(2)排放情况进行建模测算,以育苗18万株的长120 m、高3.5 m、弓长8 m的塑料大棚为模型,测算出该模型大棚内温度较棚外高6℃并维持60 d,需要燃煤10 t、支出15488元,CO_(2)排放量高达24.8 t;而低山模型大棚育苗不需加热,只需运输燃油支出1548元,CO_(2)排放量仅为0.405 t。

基于STEP7的加热炉燃烧系统CO_(2)减排技术研究与应用

针对目前CO_(2)减排技术存在的减排效果较差的问题,提出了一种基于STEP7的加热炉燃烧系统CO_(2)减排技术。介绍了加热炉燃烧系统的结构,分析了常规CO_(2)减排流程在变量复杂度方面存在的不足,引入了化学吸收法优化减排效率,并建立了应用有机醇胺的CO_(2)吸收模型。实际测试结果表明:该方法具有较好的减排性能,CO_(2)吸收速率高、减排负荷低、CO_(2)能源再生效果好。

基于时间序列的国际CO_(2)减排效果评价方法

企业为响应国家CO_(2)减排政策,在积极寻求碳达峰,碳中和路径的过程中,了解国际CO_(2)减排效果是十分必要的。在此背景下,研究一种基于时间序列的国际CO_(2)减排效果评价方法。在完成一轮评价指标选取的基础上,利用DEMATEL方法计算评价指标的中心度和净影响程度,以此实现第二轮指标选取。利用改进熵权法计算指标权重。按照时间顺序,选取指标数值并组成指标时间序列,以此为输入并结合权重,基于时间序列构建评价模型,得出国际CO_(2)减排效果评价值,对比划分等级,得出CO_(2)减排程度。结果表明:3个地区的CO_(2)减排效果在初期差别并不大,之后评估值均呈现上升的状态。其中地区1的减排效果一直处在领先状态,从减排效果很差上升到了减排效果好的程度。地区2的减排效果评估值在前4年要大于地区2的减排效果评估值,在第4年开始评估值增幅减缓,直至第5年落后于地区3,最终减排效果只达到一般,而地区3的减排效果在第5年时达到较好程度,甚至接近了最高状态。

1000 MW高效超超临界煤电机组CO_(2)减排技术分析

在“双碳”背景下,为减少电力行业CO_(2)排放,研究了采用1000 MW高效超超临界煤电机组CO_(2)减排技术的直接效益。在此基础上,还提出了具有一定技术基础的短期CO_(2)减排技术,即生物质耦合技术和多能互补技术,并指出了这两项技术进一步增加CO_(2)减排量的研究方向,同时,提出了电力行业中长期的研究方向则是发展低成本CO_(2)捕集、利用与封存技术。

以微藻固碳减轻碳排放及其强化策略

广泛使用化石燃料导致二氧化碳等温室气体排放量持续攀升,给全球气候变化和生态系统带来了深刻而不可逆的影响,这不仅引发了环境问题,更对地球的气候稳定和生物多样性构成了严重威胁。在众多的碳减排方法中,CCUS技术是实现二氧化碳长期减排的重要手段,其中碳捕集是核心环节,包括从能源利用、工业生产和大气中分离二氧化碳的过程。在这一领域中,着重介绍了微藻固碳技术的重要性和有效性。与此同时进一步指出,通过调节微藻的生长条件,如光照、温度、pH、营养元素和二氧化碳浓度,可以显著提高微藻的固碳能力。目前,通过随机诱变、适应性实验室进化和基因工程等策略,筛选生长速度快、耐受性强、二氧化碳固定效率高、生物量大的微藻品种。这不仅有助于推进碳达峰和碳中和目标,也将为实现能源的清洁、绿色、低碳和高效利用提供坚实的基础,从而支持全面实施可持续发展战略。通过这种方式,微藻固碳技术有望在应对全球变暖和促进环境可持续发展中发挥作用。

钢铁行业固体废物资源化利用碳减排研究

钢铁行业固体废物资源化利用具有巨大的节能减排潜力。文章基于中国钢铁行业典型高炉-转炉长流程,设计主要固体废物的资源化利用途径,建立碳减排贡献计算方法,对不同固体废物资源化途径的碳减排进行定量化测算。结果表明:设计案例的长流程CO_(2)排放量为1 860.78 kg/吨钢材,固体废物资源化利用带来的总CO_(2)减排量达227.24 kg/吨钢材,占长流程CO_(2)排放总量的12.2%。CO_(2)减排潜力与固体废物利用量、利用方式以及固碳能力有关,钢铁行业应加大和推广固体废物资源化利用高效益技术的开发,企业间的合作以及替代燃料的使用。

高浓度CO_(2)气氛下水泥生料分解过程的试验和特性评估

为掌握水泥生料在高浓度CO_(2)气氛中的分解特性并给出最佳操作建议,构建了水泥生料分解试验和分解特性评价系统,研究了不同反应气氛、反应温度、水泥生料质量分数对分解特性的影响,并采用非线性拟合方法进行特性评估.基于试验数据开展了水泥生料分解特性评估.结果表明,CO_(2)生成曲线峰值、排放总量和分解时间都随氧气体积分数的增加而增大,当气氛由21%O_(2)/79%CO_(2)转变为25%O_(2)/75%CO_(2)时较为明显.较高的分解温度和煤粉含量延长了水泥生料分解的时间,有助于提高CO_(2)的生成率和总量,增加分解产物中CaO的质量分数至71%以上.水泥生料在30%O_(2)/70%CO_(2)气氛下分解特性最佳,且较有利于CO_(2)捕集.当温度为1005℃时水泥生料分解特性评价指数最佳.水泥生料质量分数为94%时,燃料用量和分解特性处于最优平衡状态.

燃煤机组直接耦合生物质的模型构建与碳减排分析

燃煤机组直接耦合生物质可以显著降低二氧化碳排放量,是燃煤电厂实现“双碳”目标的主要路径之一。通过Aspen Plus搭建的300 MW煤粉锅炉模型模拟生物质直接耦合煤燃烧发电流程,根据模拟结果以及建立的经济性模型和碳减排模型,分析了燃煤机组掺烧生物质的度电成本和碳排放变化。结果表明,随着生物质掺烧比例增大,燃煤机组的额外每度电成本逐渐升高,但考虑碳税因素后,额外每度电成本将会降低。因此合理设置碳税价格可以有效促进生物质的掺烧,通过调节碳税可以降低掺烧生物质带来的经济成本。燃煤机组耦合生物质可明显减少二氧化碳排放量,关键是降低生物质的含水量。研究结果为生物质直接耦合煤燃烧发电的技术实现和经济性评估提供了参考。

纤维素基CO_(2)吸附剂研究进展

介绍了纤维素、纤维素气凝胶、纤维素基活性炭和纤维素膜等材料的制备及其在CO_(2)吸附领域的应用研究进展,指出了纤维素基CO_(2)吸附剂存在的主要问题和研究重点,并对未来发展进行了展望。