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桑樹勛,等:工程化CCUS全流程技術(shù)及其進(jìn)展
目前,國(guó)內(nèi)大規(guī)模(規(guī)模不小于 100×104 t/a)示范工程工業(yè)運(yùn)行案例少,中國(guó)石化建成的齊魯石化—?jiǎng)倮吞?00×104 t/a 的 CCUS 示范工程是中國(guó)目前已建成中交的唯一一項(xiàng)百萬(wàn)噸級(jí)全流程CCUS項(xiàng)目。
2) 工程化CCUS全流程技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究尚未達(dá)到CCUS集群化規(guī)模部署的水平。CCUS源匯匹配、CCUS技術(shù)集成與匹配、CCUS系統(tǒng)優(yōu)化、CCUS安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)評(píng)估與預(yù)警等集群化規(guī)模部署的技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)亟待創(chuàng)新發(fā)展。
3) 工程化CCUS全流程技術(shù)的關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)和瓶頸尚未取得實(shí)質(zhì)性突破,阻礙了CCUS技術(shù)推廣和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。當(dāng)前,工程化CCUS全流程技術(shù)面臨CO2捕集效率低、能耗高、系統(tǒng)龐大,不同應(yīng)用場(chǎng)景下 CO2經(jīng)濟(jì)輸送模式選擇和風(fēng)險(xiǎn)控制不清晰,CO2轉(zhuǎn)化利用規(guī)模小、效率低、能耗高、條件苛刻,CO2地質(zhì)封存與地質(zhì)利用有效性、安全性、經(jīng)濟(jì)性仍待提升等技術(shù)瓶頸。
4.2 技術(shù)展望
基于工程化CCUS全流程技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn),結(jié)合中國(guó)CCUS技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化實(shí)施需求,提出對(duì)中國(guó)工程化CCUS全流程技術(shù)展望。
1) 加快大規(guī)模CCUS全流程技術(shù)與集群部署的工程示范。在強(qiáng)化 CCUS 全流程技術(shù)單元之間兼容性與集成優(yōu)化基礎(chǔ)上,配套 CO2捕集、輸送與封存等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推進(jìn)中國(guó)百萬(wàn)噸級(jí)以上規(guī)模CCUS全流程技術(shù)與全鏈條產(chǎn)業(yè)示范項(xiàng)目,并前瞻部署區(qū)域性 CCUS 產(chǎn)業(yè)化集群,形成大規(guī)模 CCUS 全流程技術(shù)與集群部署的工程技術(shù)積累。
2) 強(qiáng)化CCUS集群化規(guī)模部署技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)研究。
展開 學(xué)術(shù)速遞|CCUS全流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
隨著我國(guó)錨定“雙碳”目標(biāo),國(guó)內(nèi)CCUS技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢(shì),當(dāng)前CCUS項(xiàng)目數(shù)量超過80個(gè),CO2處理能力約400萬(wàn)噸/年,但項(xiàng)目仍以工業(yè)示范和小型試驗(yàn)為主,全流程一體化的大規(guī)模項(xiàng)目?jī)H有中國(guó)石化齊魯石化—?jiǎng)倮吞锇偃f(wàn)噸級(jí)示范工程。CCUS產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展規(guī)模與發(fā)展目標(biāo)之間還存在一定差距,亟需通過探究CCUS業(yè)務(wù)的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性等,提出適宜當(dāng)前和未來各時(shí)段的CCUS業(yè)務(wù)路徑,為我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域規(guī)模化開展CCUS業(yè)務(wù)、助力達(dá)成“雙碳”目標(biāo)提供思路。
2CCUS全流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建
在對(duì)CCUS全流程產(chǎn)業(yè)鏈充分調(diào)研和剖析的基礎(chǔ)上,將研究分為技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性兩個(gè)模塊先后推進(jìn),全面囊括CCUS各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)變量因素,選取符合我國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況的變量范圍,構(gòu)建出CCUS全流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系(見圖1)。
2.1技術(shù)成熟度模塊
技術(shù)成熟度模塊分別選取了捕集、運(yùn)輸、利用或封存環(huán)節(jié)中受到廣泛關(guān)注的CCUS相關(guān)技術(shù),這些技術(shù)均有CO2直接參與,且在原理上能夠?qū)崿F(xiàn)或協(xié)助實(shí)現(xiàn)碳減排。通過提出成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn),對(duì)CCUS相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分級(jí)和展望。
1)技術(shù)成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)
參照《新材料技術(shù)成熟度等級(jí)劃分及定義》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合國(guó)內(nèi)CCUS相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了由5個(gè)階段及下設(shè)的10個(gè)等級(jí)構(gòu)成的技術(shù)成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。
展開 萬(wàn)億市場(chǎng)的底層技術(shù)——CCUS全流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)深度分析
隨著我國(guó)錨定“雙碳”目標(biāo),國(guó)內(nèi)CCUS技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢(shì),當(dāng)前CCUS項(xiàng)目數(shù)量超過80個(gè),CO?處理能力約400萬(wàn)噸/年,但項(xiàng)目仍以工業(yè)示范和小型試驗(yàn)為主,全流程一體化的大規(guī)模項(xiàng)目?jī)H有中國(guó)石化齊魯石化—?jiǎng)倮吞锇偃f(wàn)噸級(jí)示范工程。CCUS產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展規(guī)模與發(fā)展目標(biāo)之間還存在一定差距,亟需通過探究CCUS業(yè)務(wù)的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性等,提出適宜當(dāng)前和未來各時(shí)段的CCUS業(yè)務(wù)路徑,為我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域規(guī)模化開展CCUS業(yè)務(wù)、助力達(dá)成“雙碳”目標(biāo)提供思路。
二、 CCUS全流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建
在對(duì)CCUS全流程產(chǎn)業(yè)鏈充分調(diào)研和剖析的基礎(chǔ)上,將研究分為技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性兩個(gè)模塊先后推進(jìn),全面囊括CCUS各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)變量因素,選取符合我國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況的變量范圍,構(gòu)建出CCUS全流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系(見圖1)。
2.1技術(shù)成熟度模塊
技術(shù)成熟度模塊分別選取了捕集、運(yùn)輸、利用或封存環(huán)節(jié)中受到廣泛關(guān)注的CCUS相關(guān)技術(shù),
這些技術(shù)均有CO?直接參與,且在原理上能夠?qū)崿F(xiàn)或協(xié)助實(shí)現(xiàn)碳減排。
通過提出成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn),對(duì)CCUS相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分級(jí)和展望。
1)技術(shù)成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)
參照《新材料技術(shù)成熟度等級(jí)劃分及定義》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合國(guó)內(nèi)CCUS相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了由5個(gè)階段及下設(shè)的10個(gè)等級(jí)構(gòu)成的技術(shù)成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。
展開 基于全流程分析的中國(guó)煤制氫耦合CCUS技術(shù)碳足跡評(píng)估
03
研究結(jié)果
3.1 煤制氫(耦合 CCUS技術(shù))全流程碳足跡
由于煤制氫耦合CCUS技術(shù)各環(huán)節(jié)的部分參數(shù)具有不確定性,故煤制氫耦合CCUS技術(shù)的碳足跡也具有不確定性。如圖3所示,從全流程來看,若不考慮CCUS技術(shù),煤制氫技術(shù)的碳足跡為 17.47~29.78 kg CO2/kg H2。若在煤制氫過程基礎(chǔ)上結(jié)合 CCUS技術(shù),其全流程的碳足跡約為 2.17~8.91 kg CO2/kg H2,具有較大的波動(dòng)范圍。煤制氫能源轉(zhuǎn)換效率對(duì)于煤制氫碳足跡的影響較大,當(dāng)應(yīng)用CCUS技術(shù)時(shí),CO2運(yùn)輸距離也會(huì)在一定程度上影響整體的碳足跡。
圖3 煤制氫及煤制氫耦合CCUS技術(shù)全流程碳足跡
為便于分析煤制氫(耦合CCUS 技術(shù))各環(huán)節(jié)的碳足跡構(gòu)成,本文對(duì)部分不確定性參數(shù)進(jìn)行了處理。煤制氫能源轉(zhuǎn)化效率取均值,即59. 5%,這與當(dāng)前主流煤制氫工藝(冷煤氣制氫)的產(chǎn)氫效率(不到60%)是基本吻合的。參考中國(guó)已建成投產(chǎn)的CCUS示范項(xiàng)目,CO2運(yùn)輸距離基本未超過100 km,故此處假定CO2運(yùn)輸距離為100 km。基于上述假設(shè),煤制氫(耦合CCUS技術(shù))的碳足跡構(gòu)成如圖4所示。
展開 
2022年中國(guó)碳捕集、利用與封存(CCUS)行業(yè)洞察報(bào)告
技術(shù)環(huán)境:我國(guó)CCUS研發(fā)能力不斷突破,但部分關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在一定差距
隨著國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等支持不斷,我國(guó)在CCUS各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)不斷突破,其中,碳捕集環(huán)節(jié)的燃燒前物理吸收法、碳利用環(huán)節(jié)的鈾礦地浸開采技術(shù)等已處于商業(yè)應(yīng)用階段。與此同時(shí),我國(guó)仍存在CCUS相關(guān)設(shè)施數(shù)量較少、項(xiàng)目規(guī)模較小等短板,部分關(guān)鍵技術(shù)落后于國(guó)際先進(jìn)水平。根據(jù)《二氧化碳捕集、封存與利用技術(shù)應(yīng)用狀況》數(shù)據(jù),中國(guó)已建成投產(chǎn)、在建及擬建的碳捕集與封存設(shè)施數(shù)量占全球總量的7.7%,占比遠(yuǎn)低于美國(guó)的50.8%。賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示,2021年我國(guó)捕集規(guī)模在30萬(wàn)噸/年以下的CCUS項(xiàng)目數(shù)量占比達(dá)88.9%,捕集規(guī)模超過60萬(wàn)噸/年的項(xiàng)目?jī)H占3.7%,而美國(guó)CCUS單項(xiàng)年均碳捕集規(guī)模約241.4萬(wàn)噸/年。
發(fā)展現(xiàn)狀
生態(tài)結(jié)構(gòu):按照產(chǎn)業(yè)流程,CCUS主要由碳排放、碳捕集、碳運(yùn)輸、碳利用與封存等環(huán)節(jié)組成
碳排放主要分為煤化工、制氫等高濃度排放和石油化工、煉鋼、燃煤、燃?xì)獾戎械蜐舛扰欧拧L疾都⑻祭门c封存是CCUS三大重點(diǎn)環(huán)節(jié),下文將詳細(xì)闡述。碳運(yùn)輸主要分為罐車運(yùn)輸、船舶運(yùn)輸和管道運(yùn)輸?shù)取F渲校捃囘\(yùn)輸和船舶運(yùn)輸已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用階段,海底管道運(yùn)輸則仍處于研究階段。
(1)碳捕集:既是CCUS的首要環(huán)節(jié),也是CCUS流程中成本主要來源。碳捕集主要從工業(yè)廢氣和大氣中捕獲,CO2濃度越高,捕集成本越低。按碳捕集與燃燒的先后順序可將碳捕集技術(shù)分為燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒捕集。燃燒前捕集成本相對(duì)較低、效率較高,但適用性不高;燃燒后捕集雖應(yīng)用較廣,但相對(duì)能耗和成本更高;富氧燃燒對(duì)操作環(huán)境要求高,目前仍處于示范階段。
展開 國(guó)內(nèi)外CCUS發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
2021年
國(guó)家能源集團(tuán)在陜西榆林錦界電廠建成15萬(wàn)噸/年煙氣碳捕集示范項(xiàng)目,并完成168小時(shí)試運(yùn),成為我國(guó)最大的煤電CCUS項(xiàng)目。
3月,國(guó)務(wù)院發(fā)布中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要,其中明確提出要開展CCUS重大項(xiàng)目示范。
4月,國(guó)家能源集團(tuán)泰州電廠50萬(wàn)噸/年CCUS示范項(xiàng)目正式立項(xiàng)。該項(xiàng)目計(jì)劃于2023年建成,通過驅(qū)油、加氫制甲醇和食品級(jí)銷售實(shí)現(xiàn)CO?的100%消納。
7月,中國(guó)石化勝利油田百萬(wàn)噸級(jí)CCUS全流程示范項(xiàng)目啟動(dòng)建設(shè)。該項(xiàng)目包括齊魯石化煤制氫裝置尾氣碳捕集和勝利油田二氧化碳驅(qū)油封存兩部分,已于2022年1月建成中交。
9月,中共中央國(guó)務(wù)院發(fā)布關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見。其中再次明確提出推進(jìn)規(guī)模化CCUS技術(shù)研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。同月,華能集團(tuán)甘肅隴東能源公司規(guī)劃建設(shè)150萬(wàn)噸/年CCUS項(xiàng)目,并獲得慶陽(yáng)市能源局投資項(xiàng)目備案。
展開 CCUS的事實(shí)有何成效?我國(guó)百萬(wàn)級(jí)CCUS項(xiàng)目梳理
什么是CCUS?
CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage, 碳捕獲、利用與封存)技術(shù)是CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕獲與封存)技術(shù)新的發(fā)展,是指將對(duì)大型排放源所排放的二氧化碳進(jìn)行捕集、壓縮后輸送并封存,或工業(yè)應(yīng)用的一種技術(shù)。這種技術(shù)可有效緩解溫室效應(yīng),被認(rèn)為是未來大規(guī)模減少溫室氣體排放、減緩全球變暖可行的方法。
CCUS技術(shù)及主要類型示意圖
據(jù)北極星碳管家網(wǎng)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)已有6個(gè)建成/在建/擬建中的百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目。分別由中國(guó)石化、通源石油、華能集團(tuán)、中國(guó)石油、廣匯能源、延長(zhǎng)石油建設(shè)。
華能隴東能源公司150萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目
項(xiàng)目主體工程依托華能隴東能源有限責(zé)任公司正寧電廠項(xiàng)目,同步規(guī)劃、同步建設(shè)、同步投運(yùn),建成世界最大年捕集量150萬(wàn)噸的大規(guī)模CCUS技術(shù)全流程示范項(xiàng)目,打造電力企業(yè)和石油企業(yè)合作的大規(guī)模CCUS樣板工程。
展開 CCUS產(chǎn)業(yè)化模式面臨的挑戰(zhàn)、對(duì)策及發(fā)展方向
(3)監(jiān)測(cè)方面:制定全流程CCUS項(xiàng)目CO2泄露監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn),包括碳捕集設(shè)施泄露監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、管道輸送泄露監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、罐車和船舶運(yùn)輸泄露標(biāo)準(zhǔn)、CO2地質(zhì)封存泄露環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、封存區(qū)地下水CO2泄露環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、土壤CO2泄露監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
(4)評(píng)估方面:制定全流程CCUS項(xiàng)目減排評(píng)價(jià)方法、CO2封存潛力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)封存選址評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等;研究形成封存區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境影響評(píng)估方法和標(biāo)準(zhǔn),包括封存區(qū)土壤、可飲用地下水以及封存區(qū)人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。
邦訊
05
結(jié)語(yǔ)與展望
CCUS作為一種新興、前瞻性技術(shù),在發(fā)展的過程中,需要放眼于全球,重視碳資源利用的同時(shí),樹立CO2是一種資源的理念,既要借鑒國(guó)外的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),又要立足于國(guó)情,發(fā)展革命性技術(shù)。一方面,中國(guó)應(yīng)加大CCUS技術(shù)研發(fā)投入和對(duì)CCUS技術(shù)推廣應(yīng)用力度,同時(shí)統(tǒng)籌基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、裝備研制、集成示范,推動(dòng)關(guān)鍵共性技術(shù)的聯(lián)合攻關(guān)。
展開 產(chǎn)業(yè)報(bào)告|2023CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(二)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢(shì)
歐盟宣布到2025年所有化石燃料電廠實(shí)現(xiàn)CCUS改造,并于2020年成立100億歐元基金,英國(guó)亦提供8億英鎊,用于支持CCUS。
黨的二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào)要立足我國(guó)能源資源稟賦,堅(jiān)持先立后破,而CCUS技術(shù)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源體系先立后破的關(guān)鍵。未來碳減排需求規(guī)模化增長(zhǎng),CCUS技術(shù)也將大幅商業(yè)化、規(guī)模化。根據(jù)《中國(guó)碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展路線圖》,到2030年,我國(guó)CCUS技術(shù)開始進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段并具備產(chǎn)業(yè)化能力;到2035年,部分新興技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模運(yùn)行;到2040年,CCUS系統(tǒng)集成與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)得到突破,初步建立CCUS集群;到2050年,CCUS技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣泛部署,建成多個(gè)CCUS集群。
雖然目前CCUS技術(shù)的多數(shù)細(xì)分環(huán)節(jié)仍處于研發(fā)和早期的系統(tǒng)示范階段,但在成本、能耗、安全性、可靠性方面依然有較大的發(fā)展空間。未來CCUS各類細(xì)分技術(shù)發(fā)展,以技術(shù)革新推動(dòng)降本增效。在碳捕集方面,多元化的技術(shù)路線并行發(fā)展將有效降低捕集成本;在碳運(yùn)輸方面,管道運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸和船舶運(yùn)輸四種運(yùn)輸方式結(jié)合使用將實(shí)現(xiàn)碳運(yùn)輸成本的最優(yōu)化;在碳利用方面,多樣化的碳利用方式將助力CCUS經(jīng)濟(jì)效益的提升;在碳封存方面,智能化鉆井技術(shù)和勘探技術(shù)的發(fā)展將有效降低封存成本。
目前我國(guó)CO2捕集技術(shù)發(fā)展速度較快,各技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)明顯。由于燃燒后捕集技術(shù)流程相對(duì)簡(jiǎn)單、發(fā)展相對(duì)成熟,因此應(yīng)用最為廣泛,可適用于大部分燃煤電廠、鋼鐵廠、水泥廠等老舊工廠的低碳改造。應(yīng)用較為廣泛的化學(xué)吸收法雖然吸收效率和吸收純度等方面有優(yōu)勢(shì),但其吸收劑的能耗以及對(duì)環(huán)境的影響越來越難以忽視。而物理吸附法工藝流程簡(jiǎn)單,清潔無污染,吸附技術(shù)的核心在于吸附劑的研發(fā)與使用上,隨著吸附新材料的研發(fā)和改進(jìn),物理吸附法有著廣闊的發(fā)展前景。
展開 CCUS的行業(yè)背景和發(fā)展前景
什么是CCUS?
CCUS是減少二氧化碳排放的關(guān)鍵技術(shù)之一。碳捕集、利用與封存簡(jiǎn)稱CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)。
作為應(yīng)對(duì)全球氣候變化、控制溫室氣體排放的重要技術(shù)手段,CCUS通過把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行捕集提純,繼而投入新的生產(chǎn)過程進(jìn)行再利用和封存。隨著全球應(yīng)對(duì)氣候變化和碳中和目標(biāo)的提出,CCUS作為減碳固碳技術(shù),已成為多個(gè)國(guó)家碳中和行動(dòng)計(jì)劃的重要組成部分。
CCUS主要工藝流程
碳捕獲:碳捕獲是指將二氧化碳從工業(yè)生產(chǎn)、能源利用和大氣中分離出來的過程。在電力行業(yè),傳統(tǒng)的碳捕獲方式包括燃燒前捕獲、燃燒后捕獲、富氧燃燒等;在煤化工、鋼鐵、水泥等行業(yè)中二氧化碳的工業(yè)分離過程屬于燃燒前捕獲。其中,燃燒后捕獲不涉及對(duì)燃料的直接改變,原有系統(tǒng)更改較少,僅需在現(xiàn)有的燃燒裝置后增加碳捕集裝置,為當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的碳捕獲技術(shù)。
展開 歐洲CCUS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)我國(guó)的啟示/發(fā)展現(xiàn)狀/路徑規(guī)劃
借鑒歐洲在技術(shù)創(chuàng)新方 面的經(jīng)驗(yàn),我國(guó)應(yīng)設(shè)立專門的 CCUS 研發(fā)資金,為 CCUS 的全流程技術(shù)創(chuàng)新投入可持續(xù)的研發(fā)成本, 降低 CCUS 的運(yùn)營(yíng)成本,加快 CCUS 項(xiàng)目的大規(guī)模 部署。
總之,與歐洲CCUS 相關(guān)國(guó)家的政策體系相比, 我國(guó)的 CCUS 技術(shù)發(fā)展存在以下挑戰(zhàn):缺乏可執(zhí)行 的法律框架、項(xiàng)目運(yùn)作資料不足、疲軟的市場(chǎng)刺激 措施和財(cái)政補(bǔ)貼不足。為此,需要對(duì) CCUS 技 術(shù)立法,完善 CCUS 政策體系,簡(jiǎn)化相關(guān)政策制度, 提高政策的實(shí)用性,激發(fā)市場(chǎng)活力,并提供足夠的 資金支持。
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深度解析:碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)工藝及其適用性
什么是CCUS?
碳捕集、利用與封存(CCUS)是指將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的CO?分離、利用,輸送至封存地點(diǎn)并長(zhǎng)期與大氣隔絕的過程。
碳捕集、利用與封存(CCUS)流程
國(guó)際能源署(IEA)、聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)、國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)等均指出CCUS是最具潛力、最具實(shí)效的碳處理技術(shù)。作為我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)技術(shù)組合的重要組成部分,不僅是我國(guó)化石能源低碳利用的唯一技術(shù)選擇,保持電力系統(tǒng)靈活性的主要技術(shù)手段,而且是鋼鐵水泥等難減排行業(yè)的可行技術(shù)方案。
CO?捕集
CO?捕集技術(shù)是指將電力、化工等行業(yè)利用化石能源時(shí)產(chǎn)生的CO?進(jìn)行收集和分離的過程,該環(huán)節(jié)是CCUS系統(tǒng)耗能和成本產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)。按照分離流程,捕集技術(shù)可劃分為3個(gè)方向:燃燒前捕集、富氧燃燒捕集、燃燒后捕集。
傳統(tǒng)碳捕集技術(shù)(來源:DeepTech)
燃燒前捕集技術(shù)包括整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)和工業(yè)分離兩大類。
展開 一文講述我國(guó) CCUS 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、示范工程進(jìn)展、成本與效益等
全球處于建設(shè)階段或運(yùn)行階段的大規(guī)模 CCUS 項(xiàng)目共有 31 個(gè),分布在美國(guó)(13 個(gè))、中國(guó)(5 個(gè))、加拿大(4 個(gè))、歐洲(4 個(gè))、中東(3 個(gè))、澳大利亞(1 個(gè))、巴西(1 個(gè));2021 年新建了多個(gè)千萬(wàn)噸級(jí) CCUS 產(chǎn)業(yè)集群,其中最大的是“休斯頓航道 CCUS 創(chuàng)新區(qū)”,旨在利用多個(gè) CCUS 工業(yè)碳源并在墨西哥灣近海地層每年封存 1×108 t CO2;處于開發(fā)后期或運(yùn)行中的 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群數(shù)量達(dá)到 24 個(gè),分布在美國(guó)(6 個(gè))、英國(guó)(6 個(gè))、荷蘭(4 個(gè))、希臘(1 個(gè))、挪威(1 個(gè))、丹麥(1 個(gè))、加拿大(1 個(gè))、中國(guó)(1 個(gè))、中東(1 個(gè))、澳大利亞(1 個(gè))、巴西(1 個(gè))。CCUS 產(chǎn)業(yè)集群體現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng),通過提高壓縮、脫水、管道和封存規(guī)模來大幅降低碳減排的單位成本。我國(guó)新疆 CCUS 產(chǎn)業(yè)中心計(jì)劃建設(shè)規(guī)模為 2×105 ~3×106 t CO2/a。
二是尚未開展百萬(wàn)噸級(jí)全流程集成示范。目前,國(guó)內(nèi)多數(shù)項(xiàng)目都是針對(duì) CCUS 單一技術(shù)環(huán)節(jié),與擁有多個(gè)全流程 CCUS 技術(shù)示范項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距明顯。截至 2021 年 10 月,美國(guó)在建和運(yùn)行中的百萬(wàn)噸級(jí)以上的商業(yè)化全流程集成運(yùn)營(yíng)設(shè)施有 5 個(gè),加拿大有 3 個(gè);美國(guó)、英國(guó)、荷蘭、挪威、阿聯(lián)酋等國(guó)家建設(shè)的 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群,不僅重視 CCUS 全鏈條技術(shù)環(huán)節(jié)的集成,而且通常涉及電力、石油、鋼鐵等多個(gè)工業(yè)行業(yè),統(tǒng)籌考慮跨產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
三是 CO2 離岸封存技術(shù)示范滯后。我國(guó)目前還沒有海底封存示范項(xiàng)目運(yùn)行和建設(shè)。
展開 CCUS新技術(shù):我國(guó)碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展研究丨中國(guó)工程科學(xué)
全球處于建設(shè)階段或運(yùn)行階段的大規(guī)模 CCUS 項(xiàng)目共有 31 個(gè),分布在美國(guó)(13 個(gè))、中國(guó)(5 個(gè))、加拿大(4 個(gè))、歐洲(4 個(gè))、中東(3 個(gè))、澳大利亞(1 個(gè))、巴西(1 個(gè));2021 年新建了多個(gè)千萬(wàn)噸級(jí) CCUS 產(chǎn)業(yè)集群,其中最大的是“休斯頓航道 CCUS 創(chuàng)新區(qū)”,旨在利用多個(gè) CCUS 工業(yè)碳源并在墨西哥灣近海地層每年封存 1×108 t CO2;處于開發(fā)后期或運(yùn)行中的 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群數(shù)量達(dá)到 24 個(gè),分布在美國(guó)(6 個(gè))、英國(guó)(6 個(gè))、荷蘭(4 個(gè))、希臘(1 個(gè))、挪威(1 個(gè))、丹麥(1 個(gè))、加拿大(1 個(gè))、中國(guó)(1 個(gè))、中東(1 個(gè))、澳大利亞(1 個(gè))、巴西(1 個(gè))。CCUS 產(chǎn)業(yè)集群體現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng),通過提高壓縮、脫水、管道和封存規(guī)模來大幅降低碳減排的單位成本。我國(guó)新疆 CCUS 產(chǎn)業(yè)中心計(jì)劃建設(shè)規(guī)模為 2×105 ~3×106 t CO2/a。
二是尚未開展百萬(wàn)噸級(jí)全流程集成示范。目前,國(guó)內(nèi)多數(shù)項(xiàng)目都是針對(duì) CCUS 單一技術(shù)環(huán)節(jié),與擁有多個(gè)全流程 CCUS 技術(shù)示范項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距明顯。截至 2021 年 10 月,美國(guó)在建和運(yùn)行中的百萬(wàn)噸級(jí)以上的商業(yè)化全流程集成運(yùn)營(yíng)設(shè)施有 5 個(gè),加拿大有 3 個(gè);美國(guó)、英國(guó)、荷蘭、挪威、阿聯(lián)酋等國(guó)家建設(shè)的 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群,不僅重視 CCUS 全鏈條技術(shù)環(huán)節(jié)的集成,而且通常涉及電力、石油、鋼鐵等多個(gè)工業(yè)行業(yè),統(tǒng)籌考慮跨產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
三是 CO2 離岸封存技術(shù)示范滯后。我國(guó)目前還沒有海底封存示范項(xiàng)目運(yùn)行和建設(shè)。
展開 一文講述我國(guó) CCUS 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、示范工程進(jìn)展、成本與效益等
全球處于建設(shè)階段或運(yùn)行階段的大規(guī)模 CCUS 項(xiàng)目共有 31 個(gè),分布在美國(guó)(13 個(gè))、中國(guó)(5 個(gè))、加拿大(4 個(gè))、歐洲(4 個(gè))、中東(3 個(gè))、澳大利亞(1 個(gè))、巴西(1 個(gè));2021 年新建了多個(gè)千萬(wàn)噸級(jí) CCUS 產(chǎn)業(yè)集群,其中最大的是“休斯頓航道 CCUS 創(chuàng)新區(qū)”,旨在利用多個(gè) CCUS 工業(yè)碳源并在墨西哥灣近海地層每年封存 1×108 t CO2;處于開發(fā)后期或運(yùn)行中的 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群數(shù)量達(dá)到 24 個(gè),分布在美國(guó)(6 個(gè))、英國(guó)(6 個(gè))、荷蘭(4 個(gè))、希臘(1 個(gè))、挪威(1 個(gè))、丹麥(1 個(gè))、加拿大(1 個(gè))、中國(guó)(1 個(gè))、中東(1 個(gè))、澳大利亞(1 個(gè))、巴西(1 個(gè))。CCUS 產(chǎn)業(yè)集群體現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng),通過提高壓縮、脫水、管道和封存規(guī)模來大幅降低碳減排的單位成本。我國(guó)新疆 CCUS 產(chǎn)業(yè)中心計(jì)劃建設(shè)規(guī)模為 2×105 ~3×106 t CO2/a。
二是尚未開展百萬(wàn)噸級(jí)全流程集成示范。目前,國(guó)內(nèi)多數(shù)項(xiàng)目都是針對(duì) CCUS 單一技術(shù)環(huán)節(jié),與擁有多個(gè)全流程 CCUS 技術(shù)示范項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距明顯。截至 2021 年 10 月,美國(guó)在建和運(yùn)行中的百萬(wàn)噸級(jí)以上的商業(yè)化全流程集成運(yùn)營(yíng)設(shè)施有 5 個(gè),加拿大有 3 個(gè);美國(guó)、英國(guó)、荷蘭、挪威、阿聯(lián)酋等國(guó)家建設(shè)的 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群,不僅重視 CCUS 全鏈條技術(shù)環(huán)節(jié)的集成,而且通常涉及電力、石油、鋼鐵等多個(gè)工業(yè)行業(yè),統(tǒng)籌考慮跨產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
三是 CO2 離岸封存技術(shù)示范滯后。我國(guó)目前還沒有海底封存示范項(xiàng)目運(yùn)行和建設(shè)。
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