CO2-EOR技术在美国的应用

随着油田的持续开发，EOR技术在增产、稳产和进一步提高采收率方面所起的作用日渐突出。《油气杂志》从1974年开始，每两年发布一次“全球EOR调查”结果，为了解EOR技术的应用提供了翔实的数据。根据该杂志的统计，CO2-EOR是近10a内全球增长最快的注气采油方法，其中美国的工业化应用居行业领先地位。2010年，美国CO2-EOR项目占到了全球同类项目的88．4％和产量的93．67％，其中绝大多数位于德克萨斯州二叠纪盆地。CO2-EOR在美国不但技术上取得成功，而且具有良好的经济效益。美国的成功应用可以为该项技术在中国油田的进一步推广提供借鉴。

我国CO2减排成本对于产业集聚的影响研究——基于制造业29个大类省级面板数据的分析

随着社会的发展和技术的进步,人类对于自然能源的消耗量急速增加,由此造成大气中温室气体含量快速上升,从而导致气候变化问题日趋凸显,世界各国不得不开始正视气候变化问题,同时采取相应措施以应对气候变化。在此背景下,对中国CO2排放量及其减排成本进行了估算,并且进一步研究了各地区CO2减排成本变化对中国各地区制造业产业集聚的影响,研究结果发现:随着CO2减排成本的增加,并非所有产业都呈现出产业迁移的情况,部分产业甚至还出现了产业集聚的现象。总的来说,减少CO2减排成本对于促进制造业产业集聚有着较为明显的正向作用。因此,需要政府在如何长期减少CO2排放量问题上继续努力。

中国煤化工行业开展CO2强化深部咸水开采技术的潜力评价

中国是煤转化的技术引领者,已建、拟建和审批了大量煤转化企业;随之带来了严峻的CO2排放和水资源缺乏的问题。CO2强化深部咸水开采(CO2-EWR)技术是大规模CO2减排和水资源开采的方法,特别适合缺水区域的煤化工行业。煤化工企业工艺排放的高浓度CO2结合CO2-EWR技术可以较低成本实现CO2减排,并部分解决工业缺水的问题。研究首先建立了行业尺度的包括源汇匹配、技术经济评价、CO2排放量评估和封存场地适宜性评价等方法的全流程碳捕集、利用和封存技术经济评估方法(ITEAM-CCUS),然后采用该方法对2018年的煤化工企业排放的高浓度CO2开展全流程CO2-EWR项目的源汇匹配、成本范围及减排潜力进行评价并得到:大部分的源汇组合分布在中国西北、华北及北部等干旱地区;基于煤化工厂2018年的实际产量和100%总产能计算,高浓度CO2年排放量分别是190 Mt和1726 Mt;当全流程CO2-EWR项目的平准化成本低于200元/t CO2时,累计CO2减排量分别为160 Mt/a与1569 Mt/a,地下水产量分别为241 Mt/a与2353 Mt/a。研究结果表明煤化工CO2-EWR技术是中国煤化工行业低碳可持续发展的关键技术,也为中国部署大规模CCUS提供了低成本机会。

超临界CO2管道安全输送距离敏感性分析

为保障超临界CO2管道安全、高效运行,有必要研究超临界CO2管道安全输送距离。以长庆油田超临界CO2管道工程为例,对含杂质CO2流体的相态特性及物化性质进行计算分析,确定超临界CO2管道的最低运行压力和最低运行温度;改变管径、高程差与地温设计参数,调整入口温度与输量运行参数,计算不同条件下超临界CO2管道输送距离,分析在输送距离范围内的压降梯度和流速变化。结果表明:影响输送距离的主要因素为入口温度、地温及输量,综合考虑输送距离和管道压降,为使CO2在输送过程中处于超临界态运行,在管道设计时,选择管道路由应尽量避开上坡段,管径为250 mm较合适;在管道运行时,输量控制在1~1.5 Mt/a,出口温度不宜高于60℃。对不同入口压力进行经济性分析,当入口压力为13 MPa时,CO2管道运输成本最低,为29.57元/t,通过经济优化得出管道输送距离为177.6 km。

不同钙源制备钙基CO2吸收剂研究进展

综述了钙基吸收剂的循环捕集过程及CO2吸收性能衰减原因,从天然矿物原料、杂质含量少的化学试剂以及钙含量高的工业固废3个方面,总结分析了不同钙原料制备钙基CO2吸收剂的主要方式及改性效果。最后指出采用固废原料制备钙基吸收剂同样具有良好的CO2吸收效率和循环稳定性,并能大幅降低吸收剂的制备成本。

建立可持续策略对建筑全生命期能耗、CO2排放及造价影响的量化关系——以北京一栋办公建筑为例

建筑可持续策略的遴选过程中,常常需要对各策略的资源环境负荷降低效果(如能耗、CO2排放等)和经济合理性进行比较,以做出综合判断。为增加判断的准确性,本文尝试提出一种可持续策略对建筑全生命期能耗、CO2排放和造价影响的量化比较方法,并以北京一栋办公建筑为例,估算对其实施几种常见的建筑可持续策略后,以上三项数据的相应节约量。在此基础上,进行横向估算结果的对比,初步总结出遴选可持续策略应放在建筑全生命期更长时间范围内的环境和经济影响,并结合相应宏观调控手段,促进业主成本和社会成本达到平衡等结论。

化学链燃煤串行流化床电站的技术经济评价

分别对2×300MW的循环流化床(CFB)燃煤机组和在CFB机组基础上改造的化学链燃烧(chemical looping combustion,CLC)燃煤机组的技术经济性能进行了计算分析。结果显示,与CFB机组相比,使用天然铁矿石作为氧载体的CLC机组的发电成本增加了约19.69%,CO2減排成本和CO2捕捉成本分別为72.15和69.78$/t。并对结果进行了灵敏性分析,发现燃料成本是对发电成本影响最大的参数,而煤种对发电成本的影响相对较小。利用化工制备的Ni-、Cu-、Fe-基氧载体,CLC电站的各个成本指标均将明显增加,但是随着氧载体使用寿命的延长或者利用循环烟气作为流化气,CLC机组各个成本指标均将降低。

温度/应变/扭曲三参量同时测量低成本传感系统

提出了一种利用布喇格光纤光栅反射光作信号源、高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅和超周期光纤光栅作传感器实现温度、应变和扭曲同时测量的全光栅型低成本强度解调传感方案·文中利用长周期光纤光栅边缘滤波效应实现了温度、应变和扭曲传感信号的实时解调·实验结果表明,其温度和应变的测量灵敏度分别为-0.211dB/℃和-0.012dB/10με;而扭曲率的测量灵敏度为0.4394dB/(rad·m-1),是该法写入普通LPFG的4倍以上·

中国风电减排CO_2的成本测算及其时空分异

以风电并网利用为主的风能资源快速开发和利用已产生了显著的能源替代、CO2减排和推动地区经济发展等良性效应,开展中国风电减排CO2成本测算及其时空分异的探究对于准确认识风能在能源系统中地位、明确风电发展方向和制定应对气候变化对策具有重要作用。在明确风电电价测算方法和构建风电减排CO2成本测算模型的基础上,通过对当前中国典型风电项目技术经济数据的收集和分析以及通过学习曲线模型分析,测算了不同风能等级区、不同省份不同时期的中国风电减排CO2成本。结果表明,在当前水平下,中国在风能极丰富区、丰富区、较丰富区、一般区、贫乏区风电减排CO2的成本分别为120元/t、182元/t、243元/t、367元/t、737元/t;不同省份减排成本差异很大,最高值和最低值分别为783元/t和39元/t,且呈现出沿海省份减排成本低于内陆省份,减排成本空间分布与风能资源存在一定错位的现象。在2008～2050年期间,中国风电减排CO2成本呈持续下降趋势,预计在2020年风电开始具备与常规火电竞争的能力。

基于NSGA-Ⅱ算法的高炉生产配料多目标优化模型建立

高炉炼铁是一种典型的高能耗、高排放、高污染工业,合理的配料方案对高炉节能减排至关重要。基于高炉炼铁过程中的物质与能量守恒和高炉炉料结构理论,建立了以最小化生产成本和CO2排放量为目标函数的高炉生产配料多目标优化模型,该模型采用非支配排序多目标遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)进行求解,最终得到高炉生产配料多目标优化问题的Pareto最优解集。并将所得到的最优解与柳钢实际生产数据进行比较,结果表明建立的模型能使成本和CO2排放量都有相应程度的降低,验证了该模型及NSGA-Ⅱ算法的正确性。炉长可以根据该多目标优化结果针对不同的需求选择相应的炉料配比,实现更精确的操作。

清洁发展机制下的垃圾处理分析

垃圾处理作为城市环保问题之一而备受人们关注.文中采用成本收益比较方法,对目前3种较流行的垃圾处理方法:垃圾堆肥、填埋沼气发电、垃圾焚烧发电进行了分析.成本-效益分析表明,它们的净收益都为负值,其中堆肥的成本最低.如果引入CDM(清洁发展机制),获得缔约方中发达国家的减排增量成本资金,垃圾填埋沼气发电、垃圾焚烧发电可以获得正的净收益,特别是垃圾填埋沼气发电,每吨CO2减排增量资金为253.0元,净收益为9.18元/t,成为CDM引资的可能性较大,作为垃圾处理方式更有推广价值.

基于多目标规划的中国二氧化碳减排的宏观经济成本估计

CO2减排的宏观经济代价对处于不同发展阶段的国家有着巨大的差异,对此给出科学的估计具有重要的科学和现实意义。本文运用基于投入产出的多目标规划对中国CO2减排的宏观经济成本进行了估算。结果表明:CO2排放控制对我国经济的影响十分显著,在目前条件下,我国2010年CO2减排的宏观经济成本为3100～4024元/tCO2;而且减排的力度越大,相应的单位减排的宏观经济成本越高。采掘业、石油行业、化学工业、金属冶炼等行业和部门是CO2的高排放部门,但同时也是实现减排较有潜力的部门。

边际减排成本与区域差异性研究

在全球气候变暖的背景下,减少CO_2排放量已经成为世界各国面临的重大挑战,而我国作为CO_2排放大国,承诺到2020年单位GDP的排放量较2005年下降40%～45%.围绕CO_2的减排问题,本文展开了两大方面的研究工作:1)基于我国8种化石能源的面板数据,采用二次型方向性距离函数模型测算我国各省份(直辖市、自治区)的CO_2边际减排成本,并由此分析省际层面和区域层面的CO_2减排成本差异和技术效率.研究结果表明,减排成本最低的省份(山西)是最高的地区(北京)的1/5,而且不同省份之间CO_2减排成本差异较大.还发现,CO_2边际减排成本的大小整体呈现为"东部>中部>西部".这为在全国范围内不同省份之间建立碳排放交易市场提供了理论分析与实证检验的参考依据. 2)

中国电力工业CO_2减排战略分析

对电力工业主要的碳减排方式的减排成本、减排潜力及对化石能源消耗量的影响进行分析对比,并在此基础上对中国电力工业的碳减排战略进行了分析预测。研究结果表明:各种减排方式综合应用是我国电力工业碳减排的必然趋势,其中节能、核电以及水电、风电和太阳能发电等可再生能源发电在2050年的CO2减排潜力均可达到10亿吨以上,且可以节约大量化石能源,是应优先发展的重要减排技术。

2020年CO_2减排强度对中国成本效益的影响

在2009年哥本哈根举行的气候变化大会上,中国提出到2020年,CO2的排放强度在2005年的基础上要削减40%～45%。为分析"哥本哈根减排"对中国经济的影响,利用国外较为成熟的动态气候经济区域综合评估模式(RICE),设置了我国2005-2050年的6种碳排放情景,且以成本-效益为主开展了该系列情景下的经济评估。结果表明:到2050年,碳强度分别减排30%～35%,40%～45%和50%～55%情景的成本效益比分别为0.28～0.48,0.13～0.18和0.07～0.1。我国CO2减排表现出高成本低效益,且是以我国经济增长的减缓和人民生活水平的降低为代价实现的。

CO_2的捕集和封存技术的现状、前景与挑战

本文对CO2捕集和封存技术的现状、前景和可能遇到的挑战进行了论述,指出CO2捕集是煤炭现代化利用的一个重要趋势。同时指出,成本、捕集效率和方式都是影响CO2捕集和封存发展的重要因素,目前一些问题仍需要得到进一步证实。

CCUS产业发展特点及成本界限研究

世界范围内CCUS(CO2捕集、利用与埋存)产业发展迅速,并且逐渐从单环节项目向全产业项目发展;捕集对象从电厂和天然气处理,扩展到钢铁、水泥、煤油、化肥及制氢等行业。目前,产业驱动方式主要有5种:政府及公共基金、国家激励政策、税收、强制性减排政策及碳交易等。我国规模集中排放CO2的企业主要以电厂、水泥、钢铁和煤化工为主,其排放量约占总量的92%。按浓度划分,以低浓度的电厂、水泥、钢铁及炼化行业为主,高浓度的煤化工、合成氨、电石及中浓度的聚乙烯行业排放源相对较少。CO2来源成本由捕集、压缩及运输3部分构成,这3项成本均受捕集规模的影响,而捕集成本还与排放源浓度密切相关,高浓度排放源以压缩成本为主,低浓度排放源以捕集成本为主。多数油田对CO2成本的承受力低于其来源成本,这之间的差距需要寻求技术、政策及市场等方面的途径来填补。

超声强化超临界CO_2萃取柞蚕油工艺及其产业化经济分析

为了更好地开发利用柞蚕资源,以生产运行的1.6 t/a(吨/年)超声强化超临界CO2萃取(USCE)柞蚕油生产线作为案例,分析了USCE柞蚕油生产线的技术、经济及环境指标成本所占生产过程单元的比例。分析结果表明,USCE柞蚕油技术相比传统的压榨法、溶剂提取法可有效地解决功能性物质的变性问题,柞蚕油萃取得率达13.88%,生产过程中的单位能耗为1.77×105 kJ/t;CO2排放0.28 t/t;生产成本15 100元/t。比超临界CO2萃取(SCE)制备柞蚕油提高萃取得率17%,节约生产成本24%左右,降低生产能耗34%,具有大规模工业化生产应用的前景。

中国省域二氧化碳边际减排成本估计:基于参数化的方法

中国经济的迅速增长导致了对化石能源的巨大消费,空气中排放的二氧化碳(CO_2)日益增加。为了应对日益恶化的环境问题,中国各级政府都在采取各种措施减少CO_2排放。估算CO_2的边际减排成本可以为政府和厂商制定碳减排政策提供依据。文章基于方向性距离函数构建了一个同时考虑期望产出和非期望产出的效率模型,给出了相应的非期望产出影子价格计算方式,并且证明了影子价格和边际减排成本的表述是一致的。在此基础上以二次型函数参数化方向性距离函数并分别以线性规划方法和线性回归方法对未知参数进行估计。以中国大陆地区30个省级行政区域2006—2014年间的投入和产出数据进行了CO_2边际减排成本的测算,通过对估算结果的讨论提出了相应的政策建议。

航空运输业噪声、CO_2和HC等环境外部成本测算模型研究

在分析航空运输业噪声等环境外部成本测算的国内外研究现状及发展动态的基础上,分别针对航空运输业噪声、CO2和HC等环境外部成本构建了测算模型。其中,噪声环境外部成本的测算模型基于HPM法构建,同时考虑了机场噪声"暴露-反应"关系;CO2和HC等环境外部成本分别根据IPCC方法和发动机排放数据库建立测算模型。