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.

海洋碳捕集和储存(CCS)技术发展的现状、挑战和建议

海洋碳捕集和储存(CCS)技术是绿色低碳发展的关键技术之一,在减少大气中二氧化碳浓度方面具有不可替代的战略价值。本文介绍了当前国内外应用海洋CCS技术的具体实践,重点关注了储存技术的应用案例及其对碳减排的潜在贡献。海洋CCS技术应用所面临的挑战主要包括技术成本高昂、泄漏风险较高以及相关法律政策不明确等。针对上述挑战,本文提出如下建议:逐步完善支持海洋CCS技术研发和试点应用的政策体系,为海洋CCS技术的商业化落地提供保障;加大科研投入与技术创新,尤其是在二氧化碳捕集效率、安全长距离碳运输及高效碳封存技术等关键环节上,应尽量降低其对生态环境的影响;探索可盈利的商业模式,最终促进CCS一体化技术项目的商业化规模扩展,进而推动整个行业的技术进步和市场竞争力提升。

高效碳捕集、利用与封存(CCUS)技术在石油开采中的应用与优化

高效碳捕集、利用与封存(CCUS)技术在石油开采中的应用与优化是当前应对气候变化和实现碳中和目标的重要途径。本文重点探讨CCUS技术在捕集、利用和封存阶段的优化策略。通过提高捕集效率、降低捕集成本,采用安全高效的运输方式,控制运输成本,以及优化封存技术和确保封存安全性,全面提升CCUS技术的经济性和可行性,为实现大规模二氧化碳减排提供技术支持。

当前全球碳捕集与封存(CCS)技术进展及面临的主要问题

本文分析了当前全球碳捕集与封存(CCS)的最新技术进展及面临的主要问题,指出碳捕集与封存虽然被广泛认为是未来主要的碳减排技术,且当前全球的CCS示范和规划项目在不断增加,但是CCS项目仍面临诸如成本昂贵、使总能效下降、缺乏法律基础、公众难以接受等一系列问题。

碳捕集与封存技术(CCS)成本及政策分析

当前,减排CO2的呼声日益高涨。在未来相当长的时间内,我国一次能源仍将以煤为主,而用于发电的煤炭量占到煤炭消费总量的一半以上,已成为国内CO2排放的重要来源。整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术不仅具有燃料来源广、发电效率提升空间大等优点,而且能以较低的成本实现CO2减排。以IGCC碳捕集结合强化采油为例,分析碳捕集与封存(CCS)全过程CO2减排成本。结果表明,在IGCC电站进行碳捕集结合强化采油的情景下,捕集CO2的IGCC系统的发电成本低于不捕集CO2的IGCC电站的发电成本。CO2减排成本主要受井口油价及CO2利用率影响,当井口油价超过14.642美元/bbl时,CO2减排成本为负值。CCS的发展将经历示范、扩大规模和商业化三个阶段,针对不同的发展阶段,政府应分别采取相应的政策措施。在示范阶段,应加强对相关技术研究的支持,提供财政补贴;在扩大规模阶段,应重点采取财政补贴措施,并配以CCS发电配额标准和CCS电力贸易体系;在商业化阶段,政府已无需继续提供财政补贴,而CCS发电配额标准和认证贸易体系仍将是一个有效的方法。

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。

基于我国煤化工行业的碳捕集封存(CCS)系统的实施障碍分析

如何在当前的能源形势下,合理地协调产业发展与CO2排放控制之间的矛盾已经成为目前我国煤化工产业急需解决的重要问题。本文对我国煤化工产业的CO2排放现状以及所面临的问题进行了深入分析,对现有的碳捕集封存系统(CCS)的技术发展现状进行了归纳与总结,并指出目前在我国煤化工行业实施应用碳捕集封存系统(CCS)在技术、成本、安全与环境影响、法律与法规等方面所面临的障碍。

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。

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。

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。

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。

国内外大型碳捕集与封存(CCS)项目建设综述

对2012年国内外大型碳捕集与封存(CO2Capture and Storage,CCS)项目的建设与立法方面的最新进展进行了分析,概述了已投入运行的、正在建设与规划中的大型CCS项目,介绍了我国CCS项目进展概况,并阐述了CCS发展存在的问题与障碍。

“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”。

“中意碳捕集与封存(CCS)技术合作项目”第一次技术研讨会在京举行

2011年5月11日，中意碳捕集与封存（CCS）技术合作项目第一次技术研讨会在北京举行。来自科技部国际台作司、中国21世纪议程管理中心、意大利环境领土与海洋部（IMELS）、意大利国家电力公司（ENEL）、华能集团、清华大学、北京大学、中科院工程热物理研究所、北京石油大学、北京化工大学等多家单位的代表和专家共40多人参加了研讨会。

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。

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术助力碳中和实现

为实现碳达峰、碳中和目标,推动我国经济发展向绿色低碳转型,大力发展碳捕集、利用与封存(CCUS)技术势在必行。综述了碳捕集、利用与封存技术的研究进展,对CCUS技术助力我国碳中和实现的发展前景进行了分析与展望。

IPCC AR6报告解读:全球碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展评估

近年来,碳捕集利用与封存(CCUS)作为减缓气候变化的关键技术之一,得到国际社会广泛关注。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)第三工作组报告对CCUS进行了重新定位,并围绕减排潜力、减排成本、综合效益及应用前景等方面,对CCUS相关技术进行了系统全面评估。结论显示,CCUS技术是全球气候目标实现不可或缺的减排技术组合,到21世纪中叶有潜力实现累积千亿吨级减排效应,但当前CCUS技术成熟度整体处于示范阶段,成本较高,减排潜力有待进一步释放。综合考虑CCUS可以有效降低巨额资产搁浅风险、具有良好社会环境效益等因素,我国应结合自身“富煤、贫油、少气”的资源禀赋和基本国情,将CCUS作为战略性技术,统筹政策顶层设计、加速技术体系构建、探索市场激励机制、加强国际科技合作,促进CCUS技术发展。