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CCUS的减排贡献和产业目标
2013年,由中国科技部21世纪议程管理中心牵头对中国CO2利用技术进行了全方位的科学评估,并于2014年发布了首部《中国二氧化碳利用技术评估报告》,评估了中国各类利用技术的减排潜力与效益。
根据评估,从当前的政策环境及技术发展趋势来看,随着CCUS技术示范和产业化部署的加快,未来有很大的发展潜力。若加大对CCUS发展的政策扶持和投资力度,可望在更早的阶段发挥更大的减排作用,并创造更广泛的经济与社会效益。
在此基础上,CCUS技术将优先和重点应用于煤电、钢铁、水泥和煤化工产业的低碳化改造,形成跨行业有机结合的新型产业集群。
中国推进CCUS产业化的主要路径
中国碳排放源量大面广、地质条件多样、工业基础与潜力巨大,这对发展CCUS技术提供了良好的区域和行业条件。结合不同地域、行业及技术特点,通过系统规划,可形成多个技术耦合、源汇匹配优化的CCUS发展路径和新型产业集群。
高排放产业低碳化产业集群
高排放产业近零排放—石油增采—水溶性矿产资源增产:以燃煤电厂(及部分钢铁水泥企业)等排放源为对象开展CO2捕集,实施近零排放技术示范应用;捕集的CO2用于强化石油开采(EOR);同时,利用CO2注入深部咸水层或卤水层(EWR),驱替高附加值液体矿产资源(例如,锂盐、钾盐、溴素等)或开采深部水资源。
高碳能源低碳利用产业集群
煤化工—CO2驱替煤层气—CO2转化合成化学品:将CCS技术与煤制天然气等高碳能源低碳利用技术相结合,捕集高浓度二氧化碳,用于驱替煤层气(ECBM)技术示范;同时,将捕集的CO2 与焦炉气结合,推广CO2制备合成气、液体燃料、甲醇等化工利用技术的集成应用。
CO2循环利用和生态产业集群
钢铁和水泥—CO2矿化转化—微藻培育及生态农业:钢铁和水泥行业排放的低浓度二氧化碳,通过CO2矿化利用技术可以用于矿化处理大宗固体废弃物(如钢渣、磷石膏等)制备化学品和材料;另外,可以直接将其用于微藻的培育。培育的微藻是一种非常好的土壤改良肥料,特别适合中国盐碱地和沙漠土壤的生态改良,同时,通过在钢铁和水泥排放源附近,采用CO2生物气肥技术立体种植农作物和培育微藻,不仅解决了CO2的有效固定,而且有利于实现农产品增产,拉动微藻制备燃料和化学品产业的发展。
总而言之,通过CO2利用技术的研发与推广,能够实现CO2的资源化、规模化、产业化应用,如提高能源采收率、制备清洁液体燃料、增采矿产资源、合成高附加值化学产品及材料、增产生物农产品与消费品等。尽管CO2利用的主要核心技术尚处于中试放大和产业转化阶段,但是该类技术有助于保障能源安全、改善环境、缓解减排压力、提供新的经济增长点、培育战略性新兴产业、提高国家竞争力等,并且促进社会可持续发展的多重效应已经不断彰显。目前各类CO2利用技术发展水平相差较大,有的技术已经接近商业应用水平,有的技术尚处于基础研究阶段。若完全按照当前的技术研发进度,CO2利用技术能够在2030年发挥较大的减排潜力和经济效益。若加大政策扶持力度,营造更加宽松的市场环境,那么还处于示范和研发阶段的CO2利用技术则有望加速成熟并很快投入使用,产生更大的效益。
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