推动碳捕集、利用和封存技术研发与示范分析研究--以四川省为例

四川省主要碳源与全国碳源特征一样,主要来源于能源消费。省内二氧化碳排放主要产生于能源活动中的化石燃料燃烧、工业生产过程、固体废弃物处理过程,三者的排放量之和占到省内温室气体排放总量的99%以上。同其他省市相比,四川省温室气体排放总量较大,人均碳排放量和单位GDP碳排放量均高于全国平均水平,面临降低碳排放强度的任务十分艰巨。而作为有效减排温室气体的重要举措,碳捕集、利用和封存(CCUS)技术能够在促进经济发展的同时,实现二氧化碳减排和环境保护,兼顾经济发展、能源供给、能源结构优化、减碳减排的多方面需求,并具有经济效益和早期实施条件,是事关我国经济社会可持续发展的长期性、全局性、战略性技术选择。

中国碳捕集、利用和封存技术发展路线图专家研讨会在京召开

2018年9月3日,科技部社会发展科技司与中国21世纪议程管理中心在北京共同举办了中国碳捕集、利用与封存(CCUS)技术发展路线图专家研讨会,对更新后的路线图研究报告进行讨论和修改。社发司邓小明副司长、21世纪中心汪航副主任、清华大学费维扬院士以及国内CCUS领域十余名专家参加了会议。

碳捕集、利用和封存(CCUS)技术发展现状及应用展望

梳理了碳捕集、利用和封存(CCUS)技术各关键环节的发展概况,阐述了全球和我国现阶段CCUS技术应用进展和挑战.结果表明,在当前的经济技术水平下,CCUS项目难以实现成本效益的平衡,因此必须转变思路,将CO_(2)视为一种基础工业原料,加快CO_(2)资源化利用布局.基于此,提出CO_(2)转化利用金字塔模型,通过优化组合高附加值碳基材料、化工利用、生物合成等CO_(2)转化利用路径,形成兼具减排和商业价值的新型碳经济.最后,根据我国未来在能源领域的领先性和电网的灵活度的实际需要,提出了加快我国CCUS技术布局和应用的政策建议,以期助力CCUS技术产业化落地与可持续发展.

宁夏回族自治区碳捕集、利用与封存源汇匹配与集群部署

“双碳”(碳达峰、碳中和)战略背景下,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现化石能源大规模低碳化利用的关键技术之一。近年,CCUS技术呈现出规模化和集群化发展趋势,而科学、合理的源汇匹配是CCUS集群部署工程选址的重要依据,能够建立高效CO_(2)输运管网、降低减排成本。宁夏是国家能源安全战略布局的重要保障基地,能源结构偏煤、工业结构偏重特征明显,面临着巨大的碳减排压力。针对宁夏CCUS集群部署的源汇匹配问题,调研评估了宁夏工业碳排放源特征和地质碳汇潜力,构建了CCUS源汇匹配模型,在充分考虑源汇性质、捕集-输运-封存成本、CO_(2)运输距离、区域地理条件、土地利用类型、人口密度等因素基础上,应用改进的节约里程法和基于地理信息系统(GIS)的最低成本路径优化法,结合ArcGIS平台和优化求解软件,获得了宁夏CCUS源汇匹配优化和应用方案,并提出宁夏CCUS集群部署建议。结果表明,截止2021年,宁夏工业碳排放源107个,碳排放总量2.26亿t/a,以化工(含自备电厂)和电力行业碳排放为主。宁夏主要封存地质体包括深部咸水层、深部不可开采煤层和油气藏,CO_(2)理论地质封存容量151.55亿t,以深部咸水层封存潜力最大。宁夏CCUS源汇匹配效果较好,在源汇直接相连的情况下,区内年排放量10万t以上的大型工业排放源CCUS集群部署(30 a规划期)总成本约2.45万亿元,并以捕集成本为主,占比83.65%,单位减排成本402.32元/t,共需建设CO_(2)运输管道2 459 km;改进的节约里程法和基于GIS的最低成本路径优化法可大幅降低CCUS集群部署成本,优化后CCUS单位减排成本降至381.76元/t,节约管道建设里程938 km。宁夏应聚焦电力、化工等“两高”(高耗能、高排放)行业,在以宁东能源化工基地为重点的北部、东部地区超前应用CCUS技术,打造宁东能源化工基地、银川—吴忠、石嘴山、中卫和固原5个CCUS特色集群,构建宁夏特色的工程化CCUS全流程技术模式。

国际碳捕集、利用与封存技术激励政策浅析与启示

近年来,全球碳捕集、利用与封存(CCUS)项目的建设和部署速度显著加快。政策激励作为关键的驱动力之一,不仅促进了CCUS产业的资金投入,也加速了技术的创新和规模化发展,对CCUS产业的商业化进程起到了显著的推动作用。北美及欧盟等主要CCUS技术应用国家和地区出台了系列激励政策,极大促进了CCUS开发项目增长,并为进一步商业化推广奠定坚实基础。对发达国家CCUS政策进行归纳和梳理,分析政策的主要措施和特征,并结合国际CCUS政策的经验,为中国CCUS产业的未来发展提出思考建议。

能源化工基地碳捕集利用与封存技术优化研究

针对碳捕集利用方式单一,碳减排规模较小问题,提出一种新的能源化工基地碳捕集利用与封存技术。混合不同特性的有机胺吸收剂,并添加金属离子得到新型吸收剂,应用到添加分相器的碳捕集工艺装置中,采集能源化工基地排放烟气中包含的CO_(2),提出CO_(2)多元利用方式。以最小CO_(2)管道输送费用为目标,构建碳捕集与利用封存供应链模型,求解后得到CO_(2)管道输送超结构,CO_(2)经过输送管道转移到利用节点和封存节点,完成CO_(2)驱油封存方案制定,实现CO_(2)消耗。实验结果表明,所提碳捕集利用与封存技术应用到新疆能源化工基地中120d,碳减排规模达到了15.41×10^(6)t,有效推动了基地的碳中和发展。

浙江省碳捕集利用与封存技术研究进展

[目的]能源安全前提下的绿色低碳转型与工业结构调整是浙江省“碳达峰碳中和”工作面临的严峻挑战。由于浙江省煤电发电量占比较高,碳捕集利用与封存技术(CCUS)有望在浙江省能源与工业等领域的双碳技术体系中扮演重要角色,是实现化石能源大规模低碳利用的重要技术选择。[方法]从CO_(2)捕集、输送、利用与封存方面综述了浙江省CCUS技术的研究进展,介绍了浙江省CCUS工程示范项目的开展情况;总结了CCUS全链条各环节主要技术的特点,简要分析了当前CCUS技术发展的问题;展望了CCUS技术在浙江省的发展前景,并提出了发展建议。[结果]浙江省在CCUS各环节,特别是CO_(2)捕集方面拥有良好的技术储备。省内全流程示范项目工艺路线多样,捕集侧包括燃烧前和燃烧后捕集,利用与封存侧涵盖生物、矿化、化工利用及地质封存,各环节技术成熟度差异化较明显。项目规模较小,初投资和运行成本普遍较高,空间分布分散,不利于形成产业集群。[结论]需准确把握浙江省重点领域CCUS潜力和源汇条件,因地制宜推广CCUS集成项目,持续开展技术研发,并在激励机制、政策法规、商业模式等方面予以保障。

我国碳捕集、利用与封存技术发展现状与展望

通过介绍我国碳捕集、利用与封存技术的诞生背景、产业的发展现状、产业发展亟需突破的瓶颈问题等,提出了我国发展碳捕集、利用与封存技术的建议,同时对其前景进行了展望。

船载碳捕集利用与封存技术的应用及发展前景

对船运行业碳排放量持续增加,船运行业即将被纳入碳排放交易体系的问题,根据目前陆上碳捕集利用与封存技术(CCUS),简要分析船舶采用碳捕集利用与封存技术,推进船运行业减排的可行性。研究发现,CCUS技术可行性非常高、是未来船运碳减排的一种极具竞争力的关键技术,并提出了船舶采用碳捕集利用与封存技术的潜在问题及相关发展建议。

基于知识图谱的中国碳捕集、利用与封存领域研究历程

碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization,and storage,CCUS)技术是目前国际上应对气候变化的重要手段,对实现碳减排目标、促进可持续发展具有重要意义。该文首先梳理我国有关CCUS政策的发展历程,然后通过文献计量和科学知识图谱相结合的方法,基于中国知网数据库中2000年至2022年CCUS领域的研究文献(期刊论文和专利),利用VOSviewer和Excel软件统计分析论文的年度发文趋势、载文期刊、资助基金、研究机构、发文作者和研究热点以及专利的年度公开数量、主题及学科分布和发明人,并以二氧化碳吸收剂和二氧化碳驱油技术为例分析CCUS流程中的若干重点技术的发展进程和趋势。最后,针对现阶段CCUS研究存在的问题提出一定的建议。

“双碳”治理视角下碳捕集、利用与封存政策的中国样本审视

探究中国现行碳捕集、利用与封存政策的特征与不足,可为我国将来的政策制定及体系优化提供参考。以2006年2月至2022年12月中央和地方发布的143份有效政策文本为研究对象,构建基于“政策工具-目标领域-政策主体”的三维分析框架模型。结合统计学方法、结构分析法和内容分析法等研究方法,分别探究了碳捕集、利用与封存政策的演进历程、政策工具、政策目标领域、政策主体、政策力度等内容特征。结果表明,在“双碳”目标导向下,中国碳捕集、利用与封存政策正在展开布局,战略目标逐步明晰,但仍然存在专项政策缺位、政策工具结构分布不均衡、政策主体合作联系密度不高、碳捕集、利用与封存全流程技术标准不完善等问题。基于此,未来应当强化政策力度,构建面向碳中和目标的碳捕集、利用与封存专项政策;高效配置多元政策工具,构建政策工具的综合应用模式;完善碳捕集、利用与封存产业链,优化产业布局结构。

碳捕集、利用与封存技术的现状及前景

碳捕集、利用与封存(CCUS)是一种有效的碳处理技术。在碳中和背景下,中国CCUS技术将迎来万亿级产业风口。目前,CCUS技术各环节均取得了显著进展,但大规模应用仍面临诸多挑战。通过调研国内外CCUS技术文献以及全球正在运行和计划建设的CCUS项目,总结了国内外CCUS技术的发展现状和研究进展,进一步明确CCUS面临的挑战及未来发展前景。研究表明:目前碳捕集效率不足90%,碳捕集成本占CCUS项目总成本的60%~85%,碳捕集技术的研发重点应以燃烧前捕集(如乙醇、合成氨和天然气加工等行业)以及燃烧后捕集等以提高碳捕集效率、降低碳捕集成本为主;CO_(2)利用技术目前处于工业示范阶段,突破高温、高压环境瓶颈,寻找合适的催化剂提高碳利用效率是CO_(2)利用技术下一阶段的重点研究方向;CO_(2)在油气田和咸水层封存应围绕CO_(2)驱提高油气采收率和增加CO_(2)封存潜力开展进一步研究;CCUS项目需要克服实现经济盈利、技术创新、降本增效、政策补贴激励等挑战;CCUS耦合氢能、油气田地热能等新能源将成为未来CCUS推广的新模式。该研究对于准确把握CCUS技术研究方向,推动CCUS技术进步与创新,加速CCUS跨越式发展具有借鉴意义。

二氧化碳捕集及封存技术探索研究——以陕煤集团榆林化学公司为例

践行减排降碳措施,落实“双碳”目标是煤化工企业走向高端化、多元化、低碳型发展的重要转型契机。陕煤集团榆林化学有限责任公司谋划400万t/a二氧化碳捕集、运输及封存(CCS)示范项目及开展40万t/a先导试验项目助力国家碳达峰、碳中和。在借鉴神华10万t CCS示范项目经验基础上,依据已建180万t/a乙二醇项目中产生的CO_(2),设计了高纯(98.94%)和低纯(77.78%)2种超临界CO_(2)封存流程;结合对鄂尔多斯盆地东部三叠系、二叠系咸水层的认识,找寻了3套物性较好且CO_(2)封存潜力巨大的地质咸水层(刘家沟组、石千峰组、石盒子组);在深入CO_(2)储存层盖层及存储容量评估分析,认为CO_(2)在超过1000 m的咸水层封存环境最佳;通过设计4口注入封存井并结合数值模拟方法对40万t/a CO_(2)的封存运行机制进行研究分析得出理论可行;设计采用PNX测井、井下光纤传感及地表InSAR等监测方法搭建起CO_(2)从井筒到储层再到储层扩散一体化的监测监控管理平台;从CCS当前经济技术成本、产业政策发展以及机遇挑战现状展望出煤化工开展CCS非常具有潜力。

碳捕集与封存技术适用风险预防原则的理论建构与路径完善

以碳捕集与封存为典型的新兴技术在应对气候变化上的降碳功能显著,但该技术颇具不确定性。“决策于未知”成为政府规制技术风险的真实写照,如何在鼓励碳捕集与封存技术发展,助力“双碳”目标实现的同时,应对随之而来的风险挑战与安全诉求,既是国家必须肩负的义务,也是回应公众期待的内在要求。应运而生的风险预防原则作为应对气候变化的重要举措,为技术风险规制提供了合法性与正当性基础,对于碳捕获、封存技术发展与碳中和目标实现具有重要现实意义。为此,风险预防原则在技术规制中,应当整体遵循弱风险预防理念,彰显秩序、正义和效率的多元价值诉求,实现科学理性与社会理性的平衡。在此基础上,通过多手段的综合应用,开放的风险决策结构,强化风险管理的动态调试,以预防性环境行政公益诉讼为保障,将风险预防原则融汇于碳捕集与封存技术风险规制中。

二氧化碳捕集、利用与储存(CCUS)技术进展及趋势分析

通过分析CCUS技术应用现状,提出净减排量计算公式,并对地质利用封存、化工利用及生物利用技术中的能耗问题和发展前景进行分析。通过研发新技术降低生产能耗、新能源耦合利用等措施实现减排效果,同时注重封存过程中的潜在环境危害,提高安全防护技术水平。

实施碳捕集、利用与封存技术对省域碳排放效率与经济效率的影响--基于能源成本视角的研究

从能源成本角度,以我国30个省级行政区2010—2019年的经济数据为基础,以江苏、河北、甘肃为研究对象,研究采用碳捕集、利用与封存技术(CCUS)对省域碳排放效率与经济效率的影响。结果表明,CCUS的实施使三省的碳排放效率增加;采用CCUS实现相同的碳捕集比例,江苏省碳排放效率增幅及经济效率降幅均最大。采用地质利用方法,在270元/tCO_(2)捕集成本下,河北与甘肃的经济效率略有增加,而江苏省的经济效率则略有下降。CCUS的实施对各省碳排放效率和经济效率的影响与各省单位能源成本、生产总值和碳排放相关。

基于图对比学习网络的碳捕集利用与封存过程临界物性预测

针对获取化合物临界温度(T_(c))的传统实验和计算方法成本高的问题,将图对比学习(GCL)算法应用于原油组分T_(c)的预测中,结合现有的Tc数据集与补充的原油组分相关数据比较了GCL算法和传统计算模型区别。计算结果表明,GCL算法可捕捉图结构中的节点和边特征,同时对训练数据量要求较小,适用于分子性质预测;GCL算法具有更高的预测准确度,同时调整分子二维和三维结构编码可对GCL的预测性能起到提升的效果。

“铭朗环境杯”第23届全国能源化工气体净化及硫回收技术年会暨2024年碳捕集与利用(CCU)技术研讨会邀请函

各单位:为推动能源化工行业气体净化、硫回收及碳捕集、利用技术创新与进步,总结行业先进经验成果,全国气体净化信息站、全国硫与硫酸工业信息中心、《能源化工》编辑部等定于2024年5月21-23日在贵州·贵阳市召开“第23届全国能源化工气体净化及硫回收技术年会暨2024年碳捕集与利用(CCU)技术研讨会”。

《中国石油二氧化碳捕集、利用与封存大事记》出版发行

近日,由中国石油天然气集团有限公司碳中和技术研发中心(中国石油集团安全环保技术研究院有限公司低碳与节能技术研究所(环保技术研究所))负责组织编制的《中国石油二氧化碳捕集、利用与封存大事记》正式出版发行。CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)作为CO_(2)减排的有效途径,是实现“双碳”目标的兜底技术。

CO_(2)捕集和利用技术的应用与研发进展

由于CO_(2)的过度排放导致了全球严重的气候变化问题,实现碳中和已成为全球各国的共识,碳捕集、利用与封存(CCUS)是实现碳中和的必由路径之一,引起了研究者的广泛关注。中国石化南京化工研究院有限公司长期致力于CO_(2)捕集和利用技术的研发和应用推广工作,已形成低分压烟气碳捕集技术、NCMA(南化复合胺)脱碳技术和催化热钾碱脱碳技术3种成熟碳捕集技术,成功应用于多个工业项目中。同时,在新型碳捕集技术和CO_(2)利用技术领域开展了大量研究,并取得了一定的进展,部分成果达到了国内及国际先进水平。