山西省二氧化碳捕集利用及封存(CCUS)技术应用选址初探

二氧化碳捕集、利用及封存(CCUS)技术广泛应用于温室气体CO_2规模减排,目前国内外已开展大量CCUS技术示范项目,其现有地质封存选址标准存在不统一和量化度不高等问题,这对于大规模推广CCUS项目产生不利影响。山西省拥有丰富的煤炭及煤层气资源,是适宜开展CO_2地质封存及驱替煤层气(CO_2-ECBM)技术的主要区域,本文主旨为山西省开展CO_2地质封存选址及建立CO_2地质封存标准及政策提供基础依据。     

燃煤电厂碳捕获与封存技术现状及其应用前景展望

现阶段及未来相当一段时间内我国能源仍将以化石燃料作为主要能源,其中燃煤电厂是CO_2的一个主要集中排放源。《巴黎气候变化协定》制定了全球应对气候变化的长期目标,我国政府也作出了实行能源消费总量和强度双控制度的承诺。降低燃煤电厂CO_2排放已被视为中国完成CO_2减排目标的关键领域。因此研究燃煤电厂CO_2的捕获与储存技术及其应用前景,探讨CO_2的资源化技术方向,对控制CO_2的减排、保护大气环境具有十分重要的意义。     

CO_2海洋封存技术国内外研究进展与启示

随着温室气体减排压力的增大以及海洋封存所特有的优势,CO_2海洋封存技术已引起广泛关注。总结了CO_2海洋封存技术的国内外研究进展,概述了CO_2海洋封存机理、运移途径、监测技术三方面的理论研究现状和技术水平,讨论了我国在CO_2海洋封存潜力和库源匹配上的优势,指出我国CO_2海洋封存在技术、法律规范和项目示范上与发达国家存在较大的差距,并给出了相应的建议。     

基于LMDI法的我国钢铁行业CO_2排放影响因素分解研究

探讨钢铁行业发展过程中CO_2排放的特征及其影响因素,并制定针对性节能减排政策是一项重要且值得深入研究的课题。依据2000—2010年我国钢铁产量相关数据,分析了我国钢铁行业CO_2排放的动态特征,发现其CO_2排放与钢铁产量的增长成正比。采用对数平均迪氏指数分解法(LMDI法)构建了CO_2排放的指数分解模型,并采用该模型将我国钢铁行业CO_2排放影响因素分解为CO_2排放系数、能源消费结构、能源强度、生产总量4项,定量分析了各因素对钢铁行业CO_2排放量变化的影响。结果表明:钢铁产量是CO_2排放量增加的最大拉动因素,能源强度是CO_2排放的最大抑制因素,能源消费结构对CO_2排放量减少有重要影响,但目前因改善力度不够,故效果尚不显著。可见,提高我国能源利用效率是实现CO_2减排的关键。     

交通领域二氧化碳和污染物协同控制效应研究

实现交通领域CO_2和大气污染物协同控制是促进区域可持续发展的重要途径。该研究以广州市为例,在分析交通领域2010-2019年排放特征基础上,采用情景分析的方法,利用减排量弹性系数和协同控制效应坐标,系统分析了交通领域16项减排措施的CO_2和大气污染物协同控制效应。研究结果表明:(1)发展水路货运、高速铁路以及公共交通等运输结构低碳化类措施具有最大的减排潜力和协同控制效应,是交通领域实现减排最重要的选择;(2)能效提升类措施能同时实现CO_2和大气污染物减排,也是实现交通领域减排的重要路径;(3)能源结构清洁化类措施中,提高电动化率措施的减排潜力和协同控制效应最好,是交通领域能源转型的主要方向;推广生物燃油和氢能措施有赖于技术的突破和大规模推广应用;推广天然气使用措施会增加CO和HC排放,不具有协同控制效应,需要配合使用大气污染物末端脱除装置。     

大气污染防治背景下京津冀地区新能源发展研究

为推动交通运输行业节能减排,针对泡沫沥青冷再生路面的建设全过程,建立其节能减排测算流程和测算模型,选定节能减排效益测算的参数和取值,并应用于实际工程测算。测算结果表明:生产1 t沥青混合料,泡沫沥青冷再生技术比沥青稳定碎石方案节约标煤28.984 kg,折合减少CO_2排放71.206 kg,CO_2减排量为沥青稳定碎石的47.1%,节能效益显著。针对温拌沥青技术提出的节能减排测算模型和参数取值可满足量化测算要求。     

泡沫沥青冷再生技术节能减排效益测算

为推动交通运输行业节能减排,针对泡沫沥青冷再生路面的建设全过程,建立其节能减排测算流程和测算模型,选定节能减排效益测算的参数和取值,并应用于实际工程测算。测算结果表明:生产1 t沥青混合料,泡沫沥青冷再生技术比沥青稳定碎石方案节约标煤28.984 kg,折合减少CO_2排放71.206 kg,CO_2减排量为沥青稳定碎石的47.1%,节能效益显著。针对温拌沥青技术提出的节能减排测算模型和参数取值可满足量化测算要求。     

农业生物质炭固碳潜力及经济效益分析——以山西省为例

随着温室气体减排和低碳发展的要求,生物质炭作为农业固碳的新型技术引起人们的关注。固碳潜力评价和经济效益分析是生物质炭规模化开发利用的基础。论文利用"生物质资源—固碳潜力—经济效益"集成评估方法,以山西省为研究区域,估算了农业生物质的固碳潜力和经济效益。结果显示:山西省3种生物质资源(农作物秸秆、禽畜粪便和作物加工副产品)的固碳总潜力为1 228.10×10~4t CO_2当量,约占2014年山西省全年碳排放总量的2.5%。在2014年碳均价和碳高价情形下,农作物秸秆和作物加工副产品实现了正效益,每t原料综合效益分别为8.09和21.79元。全年3种生物质炭固碳综合效益为0.44×10~8~2.80×10~8元,证实了山西省生物质固碳技术的经济可行性。     

燃煤电厂氨法脱硫对二氧化硫与二氧化碳协同减排效应的初探

目前,由温室气体导致的气候变化影响正在被全世界所关注,而燃煤电厂又是CO_2排放大户,燃煤电厂正面临着污染物减排和温室气体减排的双重压力。通过对氨法脱硫的特点分析其对SO_2与CO_2协同减排效应,为燃煤电厂在污染物减排和温室气体减排协同减排方面提供参考。     

非珠三角机动车尾气控制措施协同效果评估

广东非珠三角机动车保有量的大量增长带来了交通尾气污染物和CO_2的高强度、集中性排放,严重影响空气质量以及碳排放治理工作。因此,迫切需要设计更加高效可行的碳减排政策来控制交通尾气污染物以及CO_2的排放。该文基于平均行驶里程法预测了非珠三角地区2015-2020年5种污染物(CO、VOCs、NO_x、PM_(2.5)和CO_2)在不采取专门控制措施情景下的排放量,并根据现有经济、技术和政策规划设计了5种减排情景,计算不同减排情景下的减排量,定量分析了不同减排情景对多污染物的协同控制效应及其成本效益。研究表明:(1)在不采取专门的控制措施下,2015-2020年污染物排放量持续增长,2020年CO_2排放量将达到5 488.6×10~4t,相比2014年增长了141%;(2)在各类减排情景下,污染物排放量呈现不同程度的削减(VOC_S除外),其中,2020年提高燃油品质对NO_x(削减率37%)和CO(削减率41%)的削减率最高;(3)提高排放标准对CO_2和PM_(2.5)的协同控制效应最好,公交优先对CO_2和NO_x的协同控制效应最好;(4)综合考虑对各污染物的减排效果,提高排放标准成本效益最优,对空气污染物和CO_2的平均减排率为29%,平均单位成本为0.13元/g。研究显示,由于低费效比及其对多污染物的协同控制效应好,提高排放标准在研究中是最优的污染物减排措施。     

“十三五”规划碳减排目标下碳交易机制的博弈分析

基于碳排放许可值、CO_2减排技术与成本、碳交易参数的浮动性与不确定性,构建碳交易机制的区间两阶段不确定性随机规划模型(TISP),通过优化模型寻求系统净收益与CO_2排放许可的平衡点,结果表明,当μ=40%时,系统的净收益为最优,且系统的净收益在碳交易模式下高于非交易模式下的净收益;当μ40%时,燃煤电厂在碳交易模式下只需采用CS减排技术均能达到排放许可要求,在非交易模式下则同时采用CS和CA减排技术;当μ40%时,3种发电方式在保证CS减排技术的前提下,均要增加CA减排技术的处理.碳交易机制有利于减排技术的合理分配及用能权、碳排放权和排污权交易市场的建立,尽快实现市场化节能碳减排目标.     

中国氢燃料电池车燃料生命周期的化石能源消耗和CO2排放

氢燃料电池车(FCV)具有运行阶段高能效和零排放的优点,近年来得到快速的商业化发展.氢能生产具有多种技术路径,不同路径的能源和环境效益存在显著差异.本研究采用生命周期评价方法,运用GREET模型对不同氢燃料路径下的FCV燃料周期(WTW)的化石能源消耗和CO_2排放进行了全面评价.选取了多种制氢路径作为评价对象,建立了中国本地化的FCV燃料生命周期数据库,在此基础上分析了FCV相对传统汽油车的WTW节能减排效益,并和混合动力车和纯电动车进行比较.结果表明,使用可再生电力和生物质等绿色能源制氢供应FCV能取得显著的WTW节能减排效益,可削减约90%的化石能耗和CO_2排放.在发展相对成熟的传统能源制氢路径中,以焦炉煤气制得氢气为原料的FCV,能产生显著的节能减排效益,其化石能耗低于混合动力车,CO_2排放低于混合动力车和纯电动车.结合对资源储备和技术成熟度的考虑,我国在发展氢能及FCV过程中,近期可考虑利用焦炉煤气等工业副产物制氢,并且规划中远期的绿色制氢技术发展.     

基于煤炭消费视角的北京市以电代煤减排效益研究

基于北京市2014年煤炭消费情况,采用等效能值法具体量化了北京市及各行业实施以电代煤所能带来SO_2、NO_x与CO_2减排量,同时在此基础上,分析了同等替代比例下各行业实施以电代煤的减排贡献率.结果表明:实施以电代煤可以极大降低SO_2、NO_x与CO_2的排放量,电能每替代100万t的煤炭,SO_2、NO_x与CO_2减排量分别为5.61×10~3t、0.42×10~3t、0.57×10~6t;城镇居民生活消费实施以电代煤对SO_2减排起主要作用,贡献率达到53.11%,而NO_x与CO_2减排贡献中,工业占据主导地位,贡献率分别为94.06%和68.36%;具体煤炭消费行业的减排贡献率与各行业煤炭消费总量有关,非金属矿物制造业实施以电代煤可取得较大的工业行业减排效益,而房地产业则对服务业的减排贡献较为突出.     

功能化多孔材料对CO_2的吸附分离研究进展

功能化多孔材料拥有优越的CO_2吸附和存储性能,在燃煤电厂、玻璃炉窑、水泥厂、钢铁厂等高耗能工矿企业采用CO_2吸附技术,对CO_2减排、减缓温室效应具有重要意义。随着研究的不断深入,新型CO_2吸附材料呈现出廉价、易获取、高吸附率等趋势,当前研究重点集中在介孔硅、金属有机框架、沸石、活性炭、聚合物等的表面功能化。总结了上述典型吸附剂功能化的最新成果,重点介绍多孔吸附材料的功能化方法、吸附机理与吸附动力学的研究进展,并提出多孔材料对CO_2的吸附分离的研究空间和发展趋势。     

山西省CO2排放影响因素研究及情景分析

山西作为我国的能源大省,其碳排放强度更是持续位于全国最高水平,分析山西省CO₂排放影响因素,探究其发展模式,对于山西省的低碳发展意义重大.基于STIRPAT模型,将山西省能源CO₂排放的影响因素确定为人口、城镇化率、人均GDP、第二产业占GDP比重、能源强度.在岭回归拟合分析的基础上,利用灰色GM（1,1）模型对山西省CO₂排放驱动因素值进行预测,以提高能源CO₂排放预测的准确性,并结合情景分析方法,为山西省的CO₂减排设计了10种不同的发展情景.结果表明:①人口对山西省CO₂排放影响最大,其次是城镇化率和第二产业占GDP比重.②在当前经济发展阶段,能源强度和人均GDP等因素对山西省的CO₂排放影响不大,但能源强度对CO₂排放的抑制作用不可忽略.③山西省CO₂减排最佳的情景方案为适当控制人口数量和城镇化进程、加快产业结构的转型和技术的革新、降低第二产业占GDP比重和能源强度,并且大力推广新能源和清洁可再生能源的开发使用以优化能源消费结构.在该情景下,山西省2020年的CO₂排放量可以控制在5.16×108 t.      

中国钢铁行业CO2减排技术及成本研究

钢铁行业是我国主要的能源消费及CO₂排放行业,推动钢铁行业低碳绿色发展已成为实现我国碳达峰、碳中和的重要环节。为此,研究围绕能源结构调整、工艺结构优化、节能减排技术推广和CCUS技术应用4方面,通过设置基础情景、稳定发展情景和强化减排情景3类情景,利用边际减排成本曲线对我国钢铁行业34项减排技术的减排成本和减排潜力进行分析。结果表明:在稳定发展情景下,我国钢铁行业平均减排成本为433元/tCO₂,所有技术的总减排成本为2100亿元,总减排潜力为4.9亿t。在各项减排技术中,废铁-电弧炉炼钢具有较高的减排经济效益,其以较低的单位减排成本贡献了钢铁行业近50%的碳减排量。未来,我国应加快推进长流程炼钢向短流程炼钢的发展,推动钢铁行业生产工艺的结构性调整。     

废气量减排控制技术需求方向分析

目前,我国PM2.5污染加重,灰霾天气频发,对环境和人民生活造成了极大危害,而废气量减排是控制灰霾污染的重要途径之一。通过介绍国内外现有的废气量减排措施,从废气循环及废气阶梯利用两方面,提出了我国水泥、钢铁及其他工业行业的废气量减排技术需求。研究表明,通过废气减排技术的实施,我国废气量、SO2、NOx以及烟粉尘的排放量可显著减少,这对于我国灰霾污染的治理将起到积极的作用。建议对全国相关行业进行废气量减排技术可行性分析,鼓励开展废气量循环与梯度利用技术的研究与示范。     

重庆市CO_2捕集利用与封存技术发展路线图

重庆作为中国西南地区唯一直辖市,同时也是第一批低碳试点省市,在高速发展经济的同时面临着巨大的减排压力,能源消费总量由2000年的2 411万t标准煤增加到2014年的7 694万t标准煤,15年内年均增长率为8.64%。通过调查发现:重庆市2014年不同行业CO_2年排放量大于0.1 Mt的集中排放源共41个,年排放总量为57.27 Mt,其中水泥行业排放量比重最大,为56.6%,这也是重庆的特色所在;重庆市CCUS减排潜力总量为17.74亿t,其中枯竭气田封存潜力最大,达9.38亿t。综合重庆市目前的碳排放及CO_2封存容量情况,初步制定重庆市CCUS技术发展路线图,总体愿景是到2030年,实现水泥、火电行业排放CO_2在天然气田的商业化应用,为重庆应对气候变化提供技术可行和经济可承受的技术选择。     

温室气体CO_2的控制和处理研究进展

根据世界经济发展的进程计算,由燃烧化石燃料排放CO_2到下一世纪将从1990年的60亿吨碳增加到200亿吨碳。其结果将使大气中CO_2浓度水平比工业化前的280ppm提高3倍。地球表面变暖,其后果是使下一世纪内气候发生强烈变化,为了限制气候变化引起的风险,必须减少CO_2排放量。减少CO_2向大气中的排放量有各种方案。可以应用各种工艺从烟道气中回收CO_2,如化学吸收、提取CO_2、膜技术分离C0_2以及利用双气体汽轮机和蒸汽与CO_2气体气轮机循环等方法回收CO_2。另一个重要的研究方面是将CO_2气体作为资源加以利用,将CO_2转换为汽油、甲醇、合成液态碳氢化合物等。利用CO_2提高油收率是地下贮存CO_2的一项积极措施,它既回收了有价资源——石油,又为CO_2的最终归宿提供了一条有效的处置途径。海洋处置CO_2的技术方案目前尚处于实     

秸秆替代煤高炉喷吹的能源消耗及环境影响比较

以秸秆替代部分煤进行高炉喷吹,对收集、运输、破碎和喷吹等过程进行了能源消耗和环境影响的差异性比较。考虑到碱负、荷对高炉顺行的影响,秸秆在煤中的混入比最大应在10%左右。秸秆喷吹的能耗较高,与煤相比,原煤消耗量增加了1倍以上,原油消耗量增加了4倍左右。从秸秆的收集到破碎,污染物排放量都比煤高,尤其在破碎过程,各种污染物的排放量是煤的7倍左右。在高炉喷吹利用过程中,秸秆与煤的CO_2、CO和高炉渣的排放量相差不大。由于秸秆生物质的碳循环特点,冶炼1 t铁水可减少CO_2排放量23kg。根据我国排污费标准和国际CO_2排放指标交易市场价,用秸秆替代煤喷吹,生产1t铁水可降低环境成本2.23元。对于一座2 500 m³高炉,每年可减排CO_2 5.63万t,总环境成本可以降低550万元。