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国际能源机构(IEA)称,到2070年,全世界实现碳中和,仅CCS/CCUS技术就需要占全球CO2减排量的约19%,其余部分则是其他清洁能源技术。
但CCS/CCUS在全球的部署一直很缓慢。全球碳捕集与封存研究院此前发布的报告显示,CCS目前在全球的装机容量约为4000万吨/年。到2050年必须增加超过一百倍才能实现净零排放。到目前为止,全球只有大约20个CCUS设施在运营,缺口巨大。
各国正在加大对CCUS项目的投入。2019年,二十国集团(G20)能源与环境部长级会议首次将CCUS技术纳入议题。自今年来,全球已经有30多个新的CCUS设施的计划相继宣布,各国政府和行业也在2020年承诺向CCUS项目提供超过45亿美元的资金。
CCUS碳捕捉的技术路线
CO2捕集主要分为燃烧后捕集、燃烧前捕集以及富氧燃烧捕集三大类,捕集能耗和成本过高是面临的共性问题。
燃烧后捕集技术相对成熟,广泛应用的是化学吸收法。我国与发达国家技术差距不大,已在燃煤电厂开展了10万吨级的工业示范。当前,制约该技术商业化应用的主要因素是能耗和成本较高。
燃烧前捕集在降低能耗方面具有较大潜力,国外5万吨级中试装置已经运行,国内6-10万吨级中试系统试验已启动。当前,该技术主要瓶颈是系统复杂,富氢燃气发电等关键技术还未成熟。
富氧燃烧技术国外已完成主要设备的开发,建成了20万吨级工业示范项目,正在实施100万吨级的工业示范;我国已建成万吨级的中试系统,正在实施10万吨级的工业级示范项目建设。新型规模制氧技术和系统集成技术是降低能耗的关键,也是现阶段该技术发展的瓶颈。
由CCUS衍生的CO2化学及生物应用
CO2化工利用是以化学转化为主要手段,将CO2和共反应物转化成目标产物,实现CO2资源化利用的过程,主要产品有合成能源、高附加值化学品以及材料三大类。
以CO2加氢催化转化制甲醇为例,CO2催化转化途径包括热催化、光催化、电催化和生物催化等,技术核心是发展高效的CO2转化催化剂。化工利用不仅能实现减排,还可以创造额外收益,对传统产业的转型升级发挥重要作用。近年来,我国CO2化工利用技术取得了较大的进展,当前合成能源燃料的CO2利用量约为10万吨/年,产值约为1亿元/年,合成高附加值化学品的CO2利用量约为10万吨/年,产值约为 4 亿元 /年,合成材料的CO2利用量约为5万吨/年,产值约为2亿元/年。
CO2生物利用是以生物转化为主要手段,将CO2用于生物质合成,实现CO2资源化利用的过程,主要产品有食品和饲料、生物肥料、化学品与生物燃料和气肥等。生物利用技术的产品附加值较高,经济效益较好。目前转化为食品和饲料的技术已实现大规模商业化。转化为食品和饲料技术的CO2利用量约为 0.1 万吨/年,产值约为 0.5 亿元 /年,转化为生物肥料技术的CO2利用量约为 5万吨 /年,产值约为 5 亿元 /年,转化为化学品技术的CO2利用量约为 1 万吨 /年,产值约为 0.2 亿元/年,气肥利用技术的CO2利用量约为 1 万吨 /年,产值约为 0.2 亿元/年。
CO2封存技术
地质封存是模仿自然界储存化石燃料的机制,把CO2封存在地层中,可经由输送管线或车船运输至适当地点后,注入特定地质条件及特定深度的地层中,如废弃的石油田,不可开采的煤田以及高盐含水层构造等。封存深度一般要在800m以下,该深度条件下CO2处于液态或超临界状态。地质构造必须满足盖层、储集层和圈闭构造等特性,方可实现安全有效埋藏。
CO2驱油是较成熟的碳封存技术应用,把CO2注入油层中以提高油田采油率的技术,在加压情况下向井中注入CO2,在700米以上的深度,CO2变成超临界状态,并作为一种很好的溶剂,从岩层中释放石油和天然气。液体CO2在得到充分气化的情况下,体积可迅速发生膨胀,膨胀的气体可有效提高蒸汽波及体积、补充地层能量、驱动原油向目的层流动。CO2驱油具有良好的驱油效果和广泛的适应性,可以实现碳捕集封存和提高原油采收率的双重目的(CCUS)。
海洋封存主要有溶解型和湖泊型两种封存方式,是指将CO2通过管道或者船舶运送并储存在深海的海洋水或者深海海床上。溶解型海洋封存即将CO2运送到深海中,让CO2自然分解然后变成自然界碳循环的组成部分;湖泊型海洋封存是指将CO2送入到地下3000米的深海里,因为海水密度比CO2的密度小,所以会在海底变成液态,成为CO2湖,进而推迟了CO2分解到环境中的程序。
国外典型的CCUS应用工程
2014年10月2日,世界上首个燃煤电站百万吨/年CO2捕集项目在加拿大边界大坝(Boundary Dam)电厂正式投入运营。该项目是加拿大萨斯克彻温电力集团SaskPower旗下CCS产业公司的边界大坝工程,该工程主要是对原有的煤炭发电厂3号机组进行改造,改造后的电厂3号燃煤机组发电能力为139MW,每年大约可以捕集100万吨CO2气体,CO2捕集率约为90%。捕获的CO2绝大部分出售给Cenovus 能源石油公司,被运输到Weyburn油田用于驱油,未出售的CO2注入盐水层,作为Aquistore项目的一部分,用于验证地下CO2封存的可能性。
美国Petra Nova 电厂CCUS工程
2017年1月10日,美国Petra Nova电厂首次投运燃烧后碳捕集项目工程,该项目每年捕获约33%(或140万吨)来自8号工厂锅炉排放的二氧化碳。该项目由NRG Energy和JX Nippon Oil共同承担建设,对其中一台锅炉进行翻新,配备燃烧后碳捕集处理系统,旨在减少从锅炉燃烧系统的碳排放问题。
该项目可以捕获到纯度为99%的二氧化碳气体,对气体压缩后,经管道运输送到约82英里外的西牧场油田,可以用于提高石油的采收率。原先,该油田每天可生产300桶石油。在通过向油田中注入新的高压二氧化碳后,油田的石油产量每天增加了50到15,000桶。当前该项目预估至少还可以再运行20年。Petra Nova项目捕集的二氧化碳最终将进入西部牧场油田Frio组的砂岩中,将被保留在地下约5,000英尺处,占地面积超过4,000英亩。
Petra Nova碳减排系统的安装成本约为10亿美元,并根据“清洁煤计划”获得了美国政府的近1.9亿美元赠款,以及日本政府提供的2.5亿美元贷款。并且随着油田采油量的增加,采收率的提高将带来更多的净收入。但是,当该项目首次提出时,油价很高(每桶100美元),而截至2017年,当前的石油价格约为每桶50美元,因此导致该油田的石油生产出现净亏损。2020年5月1日,由于COVID-19大流行导致石油价格低廉,NRG关闭了Petra Nova。
上海石洞口CCUS项目
华能国际电力股份有限公司上海石洞口第二电厂是我国首座建成2×600MW超临界机组的大型燃煤发电企业,于1992年投产。为支持2010年上海“世博会”的配套绿色电源工程,华能集团公司决定在华能上海石洞口第二电厂投资兴建二氧化碳捕集装置,这是对发展“低碳经济”城市做出的最为积极的响应。2009年12月,石洞口二厂10万吨级二氧化碳捕集项目顺利投产,这是我国第一个十万吨级燃煤电厂捕集装置。
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3月10日至11日,2025能源论坛(电力与能源工程世界论坛暨博览会)在马来西亚吉隆坡召开。本次论坛汇聚了爱丁堡大学、清华大学、浙江大学、悉尼科技大学、马来西亚国立大学、马来亚大学等全球20余所知名大学的权威专家,以及能源行业前沿企业代表。同兴科技受邀出席,并作了主题为《CCUS技术发展与工程
北极星环保网获悉,有投资者向冰轮环境提问,2024年12月27日国家能源集团山东电力有限公司与冰轮环境技术股份有限公司等六家单位签订了合作框架协议,合同总金额约21亿元。公司能为国家能源集团山东电力有限公司提供哪些技术装备支持?公司回答表示,公司有意参与国家能源集团山东蓬莱电厂系列建设项目
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北极星电力网获悉,国家能源局发布答复摘要指出,下一步,国家能源局将会同工业和信息化部、生态环境部等有关部门,积极营造有利于CCUS发展的政策环境,进一步完善顶层设计,发挥标准引领作用,推动CCUS等绿色低碳技术攻关和示范应用。对十四届全国人大二次会议第5286号建议的答复您提出的关于科学有序
亚太地区正在逐步参与碳捕获、利用和储存(CCUS)技术的开发,这对全球能源转型需求非常重要。然而,包括澳大利亚、中国、马来西亚和印度尼西亚在内的该地区的CCUS项目面临着重大挑战,包括高昂的捕获成本和不完善的监管框架。目前,天然气加工占计划二氧化碳捕获能力的34%,其次是燃煤发电和氢气生产
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近日,乐亭县人民政府与河钢大河能源环境科技有限公司、山东京博控股集团有限公司在石家庄燕山大酒店举行推进CCUS产业化建设合作框架协议签约仪式,副县长谷靖宇出席签约仪式。这次战略合作,标志着三方将共同聚焦CCUS产业化建设,共担低碳发展责任,实现联融共赢。乐亭县拥有强大的产业基础,并率先在
二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)是指将CO2从工业过程、能源利用或大气中分离出来,直接加以利用或注入地层以实现CO2永久减排的过程。为了实现碳中和目标,我国需要建立一个以非化石能源为主的零碳能源系统,并将经济发展与碳排放脱钩。在这个过程中,CCUS技术扮演着重要的角色,它不仅是我国化石能源低碳
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第14届国际天气气候水/地球观测/绿色经济展览会暨论坛旻生展览-商务考察团邀请函展会时间:2024年10月29-31日展会地点:俄罗斯圣彼得堡博览会论坛会展中心展会周期:两年一届中国组展:旻生展览服务(上海)有限公司(中国区独家合作伙伴)考察团报名截止日期:2024年9月15日01展会介绍俄罗斯第14届国际天
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阿布扎比国家石油公司(ADNOC)于近日宣布一个最终投资决策,将开发一个项目来提高碳捕获能力。根据ADNOC的声明,该项目旨在从Habshan天然气田每年捕获150万吨二氧化碳。这个项目将采用一种称为提高石油采收率的技术,将被捕获的二氧化碳气体注入油田以增加产量。同时,这些二氧化碳也将永久储存于地下
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4月21日报道,根据一份“联盟”计划草案,欧盟和挪威旨在共同开发基础设施,以捕获和储存二氧化碳,并扩大欧洲的可再生氢生产。该计划将于周一(4月24日)在比利时奥斯坦德举行的欧洲国家领导人和能源部长峰会上宣布,会议的重点将是使北海成为海上可再生能源和清洁工业技术的引擎。据路透社看到的一份
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9月12日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在甘肃省兰州市主持召开全面推动黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并发表重要讲话。习近平指出,要推动发展方式全面绿色转型,建设特色优势现代产业体系。毫不放松抓好粮食和重要农产品生产,强化农业科技和装备支撑,发展农业适度规模经营,
“3060”双碳目标背景下,能源系统如何有效减碳成为关键问题。多能源系统耦合运行,提升可再生能源占比是能源系统减碳的必然趋势。同时,在综合能源系统基础上,采用新型减碳技术、联合碳捕集等新装置,引入碳减排机制是当前的研究重点。(来源:中国电力作者:杨宇玄高栋梁陈一鸣周步祥陈阳臧天磊)《
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上海市黄浦区发展和改革委员会发布关于《黄浦区推动绿色低碳经济发展实施意见》征求公众意见的公告,实施意见从产业、科技、消费、场景、供应链、公共服务、管理机制共七个方面提出18项重点任务。目标到2025年,初步形成绿色低碳产业为核心,绿色低碳专业服务、绿色低碳商贸服务、绿色低碳科创服务为配
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