借助能源化工企业优势以CCUS技术方案实现脱碳

“企业开展CCS的技术水平与项目实施成本,也是在CCS竞争中获利的关键因素。在目前阶段,企业需要提前谋划和布局CCS,才能在低碳转型中获得优势。”党中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》中,强调了发展CCUS(碳捕集、利用与封存)对我国减排的重要性。

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。

碳捕集与贮存及提高油田采收率技术现状及风险分析

碳捕集与贮存及提高油田采收率(CCS-EOR)技术是节能减排的有效手段,尤其在石油行业,将CO2驱油与埋存相结合,可实现社会效益与经济效益的双赢。针对日益严重的温室效应与能源短缺问题,综述了CCS-EOR技术的发展背景与应用现状,并从CO2地下贮存、CO2提高油田成采收率、CO2沸腾液体膨胀蒸气爆炸(CO2-BLEVE)3个方面对其进行风险分析。基于地质贮存的风险来源,分析了CO2泄漏对人体、环境、生态等造成的危害。利用CO2提高油田采收率过程中,主要存在原油、液氨、液态或超临界CO2等危害物质,结合CO2-EOR的工程特殊性,对油气注入、集输、循环处理等生产工艺过程进行了风险分析。CCS-EOR技术处理的是高浓度和高压的液态超临界CO2,任何环节发生失误都可能导致BLEVE爆炸,重点探讨了CO2-BLEVE爆炸风险,分析了其可能产生的严重后果与危害。

大规模海上CCS/CCUS 集群项目研究与思考

全球碳捕集、利用与封存(CCS/CCUS)产业仍处于商业化早期阶段,近年不断加快该领域的投资布局,趋向规模化集群化发展。推动CCS/CCUS集群全产业链示范项目,开展技术、商业、政策可行性研究和评估,对我国推进规模化技术研发、示范和产业化应用,顺利实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。与“一对一”的简单模式相比,CCS/CCUS集群项目要面对更加复杂的碳排放源,需要规模更大、可靠性更高的封存场地,这给捕集净化处理及选区评价带来了极大挑战。海上项目受限于空间小、投资高、后期维护困难等因素,CO_(2)输送、封存及监测环节的技术和方案与陆上存在较大不同。现阶段我国CCS/CCUS集群项目发展面临着技术、成本、政策、法规、商业模式等诸多挑战。探讨了我国大规模海上CCS/CCUS集群项目推动过程中的关键问题,指出了碳排放源的复杂性使捕集环节难度增加,满足规模化封存需要的场址选择是关键,全产业链技术方案的可靠性和经济性是保障,推动价值链的实现是项目实施的原动力。

中国船级社签发国内首份海上油气二氧化碳捕集利用与封存系统符合证书

日前,中国船级社(CCS)为搭载于南海东部油田恩平15-1平台的二氧化碳捕集与封存系统签发了国内首份《海上油气二氧化碳捕集利用与封存系统符合证书》,这也是CCS检验发证的国内首个海上二氧化碳捕集与封存示范工程。恩平15-1平台在石油开采过程中伴随产生大量浓度高达95%的二氧化碳。

为船载碳捕集系统制定“安全锁”

2023年12月初,全球最具规模和影响力海事盛会之一、被誉为国际海事界技术发展趋势风向标的2023年中国国际海事会展在上海举办。会上,中国船级社(CCS)正式发布了《船舶应用碳捕集系统指南》。这是CCS在短短一个月时间推出的第二份与碳捕集、利用与封存(CCUS)技术相关的指南,旨在更好助力船舶行业对于碳捕集技术的应用,协助行业绿色脱碳进程的高质量发展。准确把脉近年来,航运业的减排步伐越来越快。

发达国家碳捕集、利用与封存技术及其启示

碳捕集、利用与封存(CCUS)被认为是进行温室气体深度减排最重要的技术路径之一。文章总结了当前欧美等发达国家CCUS技术发展特点,包括加强国家层面技术政策的指导和宏观协调;加大政府投入以引导私有投资开展全流程CCUS项目示范;建立跨行业、跨领域的CCUS合作平台,加速技术成果的转化和知识、经验的共享;重视法律法规、管理制度和规范、技术标准、公众接受度等技术应用"软环境"的建设等。通过对比中国CCUS技术发展现状,指出我国存在的主要不足,并提出应加强国家层面的技术政策指导和宏观协调,推动建设行业间技术合作平台,适时启动全流程示范项目计划,重视技术应用软环境建设和加强国际合作等有针对性的政策建议。

中国碳捕集、利用与封存技术研发与示范

碳捕集、利用与封存(CCUS)是一项新兴的、具有大规模减排潜力的技术,有望实现化石能源使用的CO2近零排放,被认为是进行温室气体深度减排最重要的技术路径之一。开展CCUS技术的研发和储备,将为中国未来温室气体减排提供一种重要的战略性技术选择,受到政府、企业和学术界的广泛关注。本文从CCUS技术产生和发展的背景出发,概括了该技术的特点及存在的主要问题,总结了当前中国CCUS技术政策,介绍了中国CCUS技术研发、试点示范、国际合作等的开展情况,并通过与欧美等发达国家CCUS技术发展与示范活动现状的对比,初步分析了中国CCUS技术发展方面存在的主要不足。为进一步推动我国CCUS技术的研发与示范,文章提出应加强国家层面的技术政策指导和宏观协调、引导资源有效配置;推动建设行业间的CCUS技术合作平台;重视CCUS未来技术应用软环境建设等有针对性的建议。

碳捕集与封存技术的现状与未来

全球气候变暖问题已经越来越严重,碳捕集与封存(CCS)技术被看作是最具发展前景的解决方案之一,随着研究的不断深入,CCS技术成本将进一步降低。碳捕集工艺按操作时间可分为燃烧前捕集、富氧燃烧捕集和燃烧后捕集,其中最有发展前景的是富氧燃烧捕集。CO2-EOR技术虽然不是直接针对性地封存二氧化碳,但其不仅可以解决二氧化碳的封存问题,还能提高油田采收率,近年来得到广泛应用。我国在CCS技术的研究上进行了大量工作,CCS技术已被列入"973计划"和"863计划",北京高碑店热电厂二氧化碳捕集示范工程受到国内外的关注。虽然CCS技术取得了长足的进步,但仍面临着很多问题,如二氧化碳泄漏问题、技术难点、建设和运行成本高昂等。CCS技术项目投资较大,如果没有政府在立法和税收机制上的激励与优惠措施,很难真正进入商业化应用阶段。好在种种迹象表明,随着全球气候问题的加剧,各国政府越来越重视CCS技术的研发和利用。

碳捕集与碳封存项目的经济性评价

针对碳捕集与碳封存(Carbon Capture and Storage,CCS)技术的主要环节,对CCS项目的总成本进行了估算,并根据2010年欧洲排放交易体系(EUETS)的碳当量价格,利用复利终值估价法建立总收益估算模型对项目的总收益进行了估算。提出了CCS项目经济性的评价方法,构建了CCS项目经济性评价模型,并利用一个案例验证了此方法的有效性,为CCS项目投资评估提供了依据。

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅵ)——碳捕集与封存排放目标讨论

乐观地估计，如果2050年允许中国排放二氧化碳80x108t，其中50-108t可排人大气层，剩余30×10st需要地质封存，碳捕集与封存（ccs）任务十分艰巨。预计可物理或化学利用的二氧化碳总量微乎其微，不会超过1×10st。从增产原油角度看，EOR将起到重大作用，但所占比率太小，从减排的宏观层面还应优先考虑“封存”。中国圈闭卤水层分布很广，潜在容量很大，选址相对容易，需加大适合二氧化碳地质封存的卤水层的地质选址研究。中国土壤有机碳储量仅50～100Gt碳，平均单位面积储碳量仅48．8t碳／ha，如果及时采取有效措施增加中国土壤的有机碳，今后40年应该可争取增储37Gt二氧化碳，相当于这期间累积二氧化碳排放量的1／10，可缓解碳排放的压力。岩溶对回收大气、附近地区土壤和水中的二氧化碳有明显作用，中国是名副其实的岩溶大国，宣传岩溶碳汇的作用，保护岩溶地区的地质、地貌和森林植被应该得到足够的重视。中国工业（制造业）部门排碳量太大，现在已超过欧盟。外贸输出了大量高耗能产品，净出口产品的二氧化碳排放量已占到国内二氧化碳排放量的13％～15％，这种高排碳量的外贸出口结构极不合理．调整产业结构、加大服务业的比重和增加外贸产品的科技含量有利于减少中国的二氧化碳排放量。中国目前关于CCS的文件和法规略显深度不够，执行力度不足，仍然是条块分割，划分为多个部门，各自为战，不利于CCS目标的实现。CCS工程所需资金额巨大，涉及社会、法律、教育、安全、金融等多方面工作，迫切需要政府集中力量，统筹安排，编制今后40年的CCS路线图和不同预案，纳入各时期的五年国民经济发展规划。

碳捕集与封存技术有助于提升我国的履约能力

根据国际能源署（IEA,2008）的统计数据,中国2006年能源消费导致的CO2排放量达56亿吨,占世界总量（280亿吨）的20%。而展望未来,快速的经济发展和以煤为主的能源结构将导致我国CO2排放量进一步增长,因此我国必将面临来自各方面越来越严峻的压力。

“碳中和”背景下油气田碳捕集技术发展方向

在"碳中和""碳达峰"目标和路径下,CCUS(碳捕集、利用与封存)或CCS(碳捕集与封存)是实现二氧化碳减排的关键技术之一。碳捕集是CCUS(CCS)技术全流程中成本控制和大规模推广的关键环节。通过对油气田企业二氧化碳排放情况的分析,认为油气田企业碳源绝大多数为低压碳源。通过对碳捕集技术现状的分析,认为对于低压中浓度碳源,可采用活化MDEA(甲基二乙醇胺)溶剂为主导的化学吸收法,推广瓶颈在于溶剂解吸能耗高,未来应加强新型低能耗化学吸收溶剂的攻关和工程试验;对于低压低浓度碳源,目前尚无经济可行的成熟技术,除加大新型低能耗化学溶剂的研发力度外,还可开展膜加变压吸附或化学吸收法组合技术研究,进而降低碳捕集成本。

计及碳捕集系统的源网协调规划模型

在全球能源危机和温室效应加剧的大背景下,低碳化是电力行业的发展目标,而新建碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)或对现有火电厂进行碳捕集改造是实现这个目标的有效途径。从CO_2减排量和总成本的角度分析了碳捕集系统(carbon capture system,CCS)的减排特性和经济特性,综合考虑了CCS、电源和电网在建设和运行层面的相互关系,建立了计及CCS的动态源网协调规划模型。另外,考虑未来政策变化和负荷变动对CCS运行的影响,设置了CCS运行状态变量,以反映CCS运行的灵活性。该数学模型是一个混合整数线性规划问题,并在通用代数建模软件GAMS中实现建模,最后调用CPLEX求解器对模型进行求解,IEEE30节点系统的算例分析验证了本文所提出方法的有效性。

我国碳捕集与封存技术应用前景分析

综述了国内外碳捕集与封存(CCS)产业现状,对目前CCS商业化存在的问题进行了分析,指出我国CCS产业目前仍处在工业示范阶段,技术上尚未成熟,在政策法律和相应的商业运行机制上仍有不足。我国的CCS商业化进程应遵循成本效益原则,优先尝试高浓度二氧化碳源的处理,再应用到广大的煤、电、石化企业中。并结合未来CCS发展趋势提出了相关的建议。

商业视角下碳捕集与封存技术的研究

二氧化碳捕集与封存（CCS）技术可以减少CO2排放，而成本是CCS商业化的主要障碍。从CCS完全价值链的角度分析了CCS成本的构成，长期、稳定的融资机制是CCS项目实施的主要资金来源，不同的融资机制方式可以加速CCS商业化的进程。相关的利益相关者更关注的是CCS的安全性，完善的风险管理体系可以把风险控制在最低水平。一些国际组织和国家政府都制定了相应的研发规划，并积极地开展了CCS技术的理论、实验、示范及其应用研究。

“碳捕集”的中国式成长

二氧化碳的排放问题，是一个让世界头疼的问题。目前，各国都在积极研发控制二氧化碳排放的技术，作为其中的一种技术——碳捕集和碳封存（CCS）备受瞩目。虽然都是CCS技术，但各国对CCS的研究方向和侧重点都不一样，根据本国国情研发适合本国的CCS技术。那么，适合中国国情的CCS技术是怎样的呢？

欧洲碳捕集与封存知识共享平台的实践经验与启示

碳捕集与封存(CCS)技术是应对气候变化最有前景的手段之一。目前,CCS领域的国际合作十分普遍,在这些合作中,知识能否得到有效的共享关系到整个合作能否顺利进行并取得预期成果。欧洲CCS示范项目网络是欧盟建立的首个技术示范的知识共享平台,有力地推动了CCS知识成果和示范经验的共享与传播。文章对这一知识共享平台的运作机制进行了系统分析,总结了其实践经验,提出了跨国CCS知识共享中的可行路径,旨在为中国在CCS领域以及其他技术领域的国际合作提供知识共享的借鉴和参考。

二氧化碳捕集技术及应用分析

分析了CO2捕集技术及现状。CO2捕集是CCS的关键技术单元之一,针对不同的CO2气源,国内外研究开发了多种技术。许多CO2捕集技术已经工业化,其中燃烧后烟气中CO2的捕集技术主要是以一乙醇胺(MEA)为基础的胺法;燃烧前的CO2捕集技术主要应用于IGCC电厂,一般需要对煤气中CO进行部分变换,变换后脱碳可采用成熟技术,如Selexol(NHD)等。富氧燃烧则是在中试成功的基础上,进行更大规模的工业示范。国内外大型煤制油化工项目主要采用低温甲醇洗脱除CO2,如果设置CO2产品塔,则可以获得体积分数98%以上的CO2。天然气脱碳主要采用MDEA技术。另外还有低温法、PSA、膜分离等CO2捕集技术及化学链燃烧等一些正在研发的技术。

中石化与壳牌巴斯夫宝钢签署CCS项目

日前,中国石化与壳牌、宝钢、巴斯夫在北京完成了华东CCS(碳捕集与封存)四方合作项目联合研究协议的签署。在联合研究期间,四方将从技术、商业及政策方面共同评估在华东地区建设中国首个开放式千万吨级CCS集群项目的可行性。华东地区是中国最发达的地区之一,贡献了中国超过20%的GDP,同时该地区二氧化碳总排放量每年超过15亿t。