碳捕集
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-06-02
碳捕集的實(shí)例教程
本項(xiàng)目的碳捕集成本為379 元/t,相對(duì)較高,這與示范工程規(guī)模較小有關(guān),但從能耗分析來看單位能耗還有下降空間。下一步擬進(jìn)行吸收劑配方調(diào)整,將再生能耗和胺液損耗進(jìn)一步降低。同時(shí),研究吸收塔級(jí)間冷卻、富液分流、余熱梯級(jí)利用、高效填料和高效換熱器等工藝優(yōu)化手段對(duì)能耗的影響,提出碳捕集系統(tǒng)綜合節(jié)能優(yōu)化方案,以期獲得低成本碳捕集技術(shù)。另外,本示范裝置年碳捕集量僅1萬t,而常規(guī)300 MW燃煤機(jī)組的年碳排放量高達(dá)160萬~180萬t。在下一階段需要進(jìn)行中大型碳捕集技術(shù)研究,包括中大型碳捕集設(shè)備選型與設(shè)計(jì)、中大型碳捕集裝置與燃煤電廠主機(jī)系統(tǒng)耦合的研究等。在“碳達(dá)峰、碳中和”總體目標(biāo)要求下,低成本CCUS成為燃煤機(jī)組的一條必由之路,本技術(shù)還需要進(jìn)行深入研究和優(yōu)化,為將來“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供切實(shí)的技術(shù)保障。
文章來源：清潔能源CCUS
展開 SXHK CCS
碳捕集是解決全球溫室氣體水平的一個(gè)重要手段，碳捕集將在企業(yè)、國家和世界的脫碳計(jì)劃中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但我們?cè)趯?shí)施方面的進(jìn)展如何？
為了了解目前的情況，作者采訪了幾位同事，并從他們各自的專業(yè)領(lǐng)域（技術(shù)、所有權(quán)和許可）研究了此事。
具體來說，作者與來自工程和環(huán)境咨詢公司POWER Engineers（POWER）的四位專家進(jìn)行了交談。
電力公司環(huán)境部門的部門經(jīng)理Tom Rolfson在包括發(fā)電在內(nèi)的多個(gè)行業(yè)擁有多年的許可經(jīng)驗(yàn)。
空氣質(zhì)量監(jiān)管和許可專家Steven Babler最近評(píng)估了碳捕集項(xiàng)目的監(jiān)管影響。Dwight Cole是POWER發(fā)電部門項(xiàng)目管理副總裁，專門從事脫碳解決方案。
John Lagomarsino，也是POWER發(fā)電部門的高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理，為碳捕集技術(shù)的戰(zhàn)略選擇和項(xiàng)目開發(fā)提供技術(shù)咨詢。
技術(shù)、法規(guī)、經(jīng)濟(jì)和勞動(dòng)力可用性都是碳捕集狀況的因素。這些專家的多重視角將描繪出一幅更清晰的畫面，并最終回答這個(gè)問題：碳捕集是怎么回事？
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技術(shù)
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碳捕集技術(shù)的現(xiàn)狀和已知問題是什么？
Dwight Cole：碳捕集是石化行業(yè)中的一個(gè)已知過程，因此它并不是新的。然而，新的是它在捕集天然氣燃燒廢氣中的CO2排放方面的用途，以及在其他行業(yè)（如波特蘭（Portland）水泥）中的用途。
目前采用的技術(shù)是胺洗滌（下圖），該技術(shù)用于數(shù)十家發(fā)電廠和工業(yè)工廠。
展開 在生物質(zhì)能源發(fā)電廠或生物質(zhì)燃料生產(chǎn)過程中，碳捕集技術(shù)可以用于捕集和回收這些排放的二氧化碳。捕集的二氧化碳可以進(jìn)一步利用于生產(chǎn)合成燃料、化學(xué)品或其他有價(jià)值的產(chǎn)品。
5. 直接空氣碳捕集：
直接空氣碳捕集技術(shù)是一種將二氧化碳直接從大氣中捕集的方法。這種技術(shù)使用吸附劑或化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)與大氣中的二氧化碳進(jìn)行反應(yīng)，并將其分離和捕集。這種方法可以在任何地方進(jìn)行，而不僅僅局限于工業(yè)設(shè)施，因此具有廣泛的應(yīng)用潛力。直接空氣碳捕集技術(shù)可以幫助降低大氣中的二氧化碳濃度，并提供一種補(bǔ)充的碳捕集途徑。
6. 海洋碳捕集：
海洋碳捕集是利用海洋生物來吸收和儲(chǔ)存二氧化碳的過程。通過促進(jìn)海洋生物的生長和光合作用，可以增加二氧化碳的吸收量，并將其轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)。海洋生物還可以形成沉積物，在適當(dāng)?shù)臈l件下長期儲(chǔ)存二氧化碳。
7. 蓄能和地質(zhì)儲(chǔ)存：
捕集到的二氧化碳可以通過地質(zhì)儲(chǔ)存技術(shù)進(jìn)行安全儲(chǔ)存。地質(zhì)儲(chǔ)存通常是將二氧化碳注入地下鹽水層、油氣田或巖石地層。在適當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)下，二氧化碳可以長期封存，并防止其重新進(jìn)入大氣。
8. 碳利用技術(shù)：
除了儲(chǔ)存，捕集的二氧化碳還可以通過碳利用技術(shù)轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品。例如，二氧化碳可以用作合成燃料的原料，用于化學(xué)品和材料的生產(chǎn)，或者用于增加植物生長的溫室氣體施肥。
以上是一些碳捕集的例子，涵蓋了不同的行業(yè)和領(lǐng)域。這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)于減少碳排放、應(yīng)對(duì)氣候變化以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。
展開 技術(shù)環(huán)境：我國CCUS研發(fā)能力不斷突破，但部分關(guān)鍵技術(shù)與國際先進(jìn)水平仍存在一定差距
隨著國家科技重大專項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等支持不斷，我國在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)低于美國的50.8%。賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示，2021年我國捕集規(guī)模在30萬噸/年以下的CCUS項(xiàng)目數(shù)量占比達(dá)88.9%，捕集規(guī)模超過60萬噸/年的項(xiàng)目僅占3.7%，而美國CCUS單項(xiàng)年均碳捕集規(guī)模約241.4萬噸/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?em>碳捕集、碳利用與封存是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 碳捕集和封存
碳捕集和封存（CCS）是指一系列可以通過減少CO
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排放來對(duì)抗大氣中CO
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水平的技術(shù)。這些技術(shù)在燃燒化石燃料產(chǎn)生的CO
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釋放到大氣中之前將其捕集。然后將捕集的CO
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壓縮并運(yùn)輸?shù)椒獯娴攸c(diǎn)，例如地質(zhì)構(gòu)造、空出的石油或天然氣儲(chǔ)層。
CCS也可稱為CCUS（碳捕集、利用和封存），其中捕集的CO
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用于某些下游目的，如提高石油采收率（EOR）或用于生產(chǎn)化學(xué)品。
根據(jù)國際能源暑的數(shù)據(jù)，2022年全球CO
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排放量減少了4500萬噸，主要是碳捕集、利用和封存。根據(jù)項(xiàng)目開發(fā)商的公告，預(yù)計(jì)到2030年，這一數(shù)字將上升至2.2億噸CO
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。然而，即使所有計(jì)劃項(xiàng)目都得到了實(shí)施，這也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到2030年凈零情景下的要求。圖2用黃色條顯示了這一重大的預(yù)測缺口。
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碳捕集的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
碳捕集的最新內(nèi)容
三、下游應(yīng)用與環(huán)保監(jiān)測：排放控制與碳管理
隨著全球“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)，石油企業(yè)面臨日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，在火炬氣回收、VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）排放監(jiān)測及碳捕集與封存（CCS）項(xiàng)目中，質(zhì)量流量計(jì)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測廢氣排放量，為碳足跡核算和合規(guī)報(bào)告提供數(shù)據(jù)支撐，Bronkhorst 提供適用于低流量、多組分氣體的專用傳感器，可精準(zhǔn)識(shí)別并計(jì)量復(fù)雜混合氣體中的目標(biāo)成分。
上海國際碳捕集技術(shù)展覽會(huì)暨中國 CCUS 技術(shù)發(fā)展論壇自2021 年創(chuàng)辦以來，已成為亞洲權(quán)威行業(yè)盛會(huì)。
2026第四屆上海國際碳中和科技展覽會(huì)7個(gè)月前
節(jié)能儀器設(shè)備、智能控制系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)
2.工藝改造及技術(shù)升級(jí)：再生原料應(yīng)用技術(shù)、新材料技術(shù)、鋼鐵、化工、有色等重點(diǎn)領(lǐng)域低碳工藝、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、綠色制造、綠色供應(yīng)鏈
資源循環(huán)
1.資源循環(huán)利用：固體廢棄物資源化利用、生活垃圾資源化利用、建筑垃圾資源化利用
2.循環(huán)化改造：循環(huán)化相關(guān)配套設(shè)施設(shè)備、循環(huán)化系統(tǒng)方案、
3.循環(huán)型農(nóng)業(yè)：農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)及加工、再生農(nóng)業(yè)技術(shù)、可持續(xù)養(yǎng)殖技術(shù)
碳捕集與利用
節(jié)能儀器設(shè)備、智能控制系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)
2.工藝改造及技術(shù)升級(jí)：再生原料應(yīng)用技術(shù)、新材料技術(shù)、鋼鐵、化工、有色等重點(diǎn)領(lǐng)域低碳工藝、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、綠色制造、綠色供應(yīng)鏈
資源循環(huán)
1.資源循環(huán)利用：固體廢棄物資源化利用、生活垃圾資源化利用、建筑垃圾資源化利用
2.循環(huán)化改造：循環(huán)化相關(guān)配套設(shè)施設(shè)備、循環(huán)化系統(tǒng)方案、
3.循環(huán)型農(nóng)業(yè)：農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)及加工、再生農(nóng)業(yè)技術(shù)、可持續(xù)養(yǎng)殖技術(shù)
碳捕集與利用
DAC空氣捕集提取CO2的成本
與其他碳捕集技術(shù)相比，DAC技術(shù)無地域限制，可將捕集點(diǎn)與封存點(diǎn)置于一處，降低了運(yùn)輸成本，也可解決交通、建筑行業(yè)等諸多CO2分布源的排放問題，還可避免吸附/吸收劑性能受煙氣中高濃度污染物(如NOx、SOx等)的影響，因此DAC被認(rèn)為是一項(xiàng)極具發(fā)展前景的碳捕集技術(shù)。
工業(yè)用戶：電力、石油、鋼鐵、石化、醫(yī)療、食品、市政、建筑、房地產(chǎn)、水泥、電氣、電子、煤炭、礦冶、造紙、制藥、釀酒、紡織、航空航天、船舶、機(jī)械、冶金、五金、模具、鋼結(jié)構(gòu)、鍛壓、塑料、包裝、鑄造、能源、 動(dòng)力機(jī)械、軍工企業(yè)等終端用戶 ,供暖企業(yè)、環(huán)保企業(yè)、碳捕集企業(yè)等；全國耗能大戶：百余家鋼鐵、電力、化工、制造業(yè)等耗能大戶，房地產(chǎn)開發(fā)商等；
公共綜合服務(wù)機(jī)構(gòu)：大氣監(jiān)測部門、固廢管理中心、能源公司、電力集團(tuán)
碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)既要覆蓋可再生能源、氫能等促進(jìn)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型的低碳產(chǎn)業(yè)鏈，也要兼顧對(duì)我國能源安全起托底作用的煤炭及煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，更要囊括應(yīng)對(duì)“雙碳”目標(biāo)的碳捕集、碳利用等負(fù)碳產(chǎn)業(yè)鏈。
由于其他制氫工藝在技術(shù)和成本方面仍受制約，煤制氫將是中國初期及中期階段的主要?dú)湓矗?em>碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低碳煤制氫的關(guān)鍵技術(shù)選擇。考慮到CCUS技術(shù)的額外能耗和碳捕集的不完全性等特點(diǎn)，煤制氫耦合CCUS技術(shù)全流程仍將產(chǎn)生不同程度的碳排放，但相關(guān)評(píng)估較少。
IPCC（政府間氣候變化專門委員會(huì)）關(guān)于全球變暖1.5℃的特別報(bào)告指出，CCUS（碳捕集利用與封存）技術(shù)可以有效改善全球氣候變化，并明確指出CCUS技術(shù)對(duì)于在2050年實(shí)現(xiàn)零碳排放具有重要意義。
碳捕集、利用與封存技術(shù)（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業(yè)設(shè)施中捕集提純，然后通過運(yùn)輸投入新的生產(chǎn)過程加以利用，最終實(shí)現(xiàn)有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運(yùn)輸、長期封存三個(gè)環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上增加了對(duì)二氧化碳利用的環(huán)節(jié)，目前主要利用方式包括提高采收率、食品級(jí)二氧化碳精制，以及其他工業(yè)利用方式。
