二氧化碳捕集與利用的案例
二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)中4種CO2運(yùn)輸方式優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比！
、利用與封存（CCUS）技術(shù)，用以回收較難用可再生能源替代部門的CO2排放。
CCUS前沿研究-中國(guó)礦業(yè)大學(xué)陸詩(shī)建團(tuán)隊(duì)：國(guó)能錦界電廠15萬(wàn)噸/年二氧化碳捕集凈化項(xiàng)目研究與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
二氧化碳捕集、利用與封存全國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任，校青年學(xué)術(shù)帶頭人，中國(guó)能源學(xué)會(huì)副主任委員，碳中和專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，全國(guó)碳排放管理標(biāo)委會(huì)CCUS標(biāo)準(zhǔn)化工作組成員，中國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟青年學(xué)者沙龍工作組成員。從事碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用13年，先后主持了中歐國(guó)際合作項(xiàng)目1項(xiàng)，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專題2項(xiàng)，中國(guó)工程院咨詢項(xiàng)目2項(xiàng)，江蘇省“雙碳”課題2項(xiàng)，寧波市“雙碳”重大項(xiàng)目1項(xiàng)，四川省科技廳項(xiàng)目1項(xiàng)，參加國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題2項(xiàng)，承擔(dān)企業(yè)橫向技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目20余項(xiàng)，發(fā)表論文120余篇，獲專利授權(quán)63件，榮獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)12項(xiàng)。
文章來(lái)源SPT分離純化技術(shù)
展開(kāi) 2022年中國(guó)碳捕集、利用與封存（CCUS）行業(yè)洞察報(bào)告
以碳捕集環(huán)節(jié)為例，新型膜分離、新型吸收、新型吸附等技術(shù)的成熟將推動(dòng)能耗和成本降低30%以上，有望在2035年前后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用[2]。
各行業(yè)減排需求巨大，預(yù)計(jì)2050年中國(guó)CCUS產(chǎn)值規(guī)模將超3,000億元
在“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)背景下，我國(guó)煤電、水泥、鋼鐵等行業(yè)減排需求巨大，帶動(dòng)CCUS進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。根據(jù)《中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報(bào)告（2021）》，預(yù)計(jì)2030年中國(guó)各行業(yè)CCUS減排需求達(dá)0.2-4.08億噸，2060年將達(dá)10-18.2億噸。此外，在一系列政策支持及技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下，我國(guó)CCUS市場(chǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)張，預(yù)計(jì)到2050年產(chǎn)值規(guī)模將達(dá)3,300億元，2025-2050年GAGR約11.9%。
[1][2] 資料來(lái)源：《中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報(bào)告（2021）》。
文章來(lái)源：36氪
展開(kāi) 綠色技術(shù) | 新型二氧化碳化學(xué)鏈礦化利用CCUS技術(shù)
新型二氧化碳化學(xué)鏈礦化利用CCUS技術(shù)
該技術(shù)采用CO?化學(xué)鏈礦化利用技術(shù)路線，通過(guò)構(gòu)建化學(xué)鏈反應(yīng)，以專有的鹽溶液為載體，將工業(yè)尾氣中的二氧化碳和含鈣的工業(yè)固廢如電石渣、鋼渣或硅酸鹽礦石等原料，通過(guò)濕法間接礦化反應(yīng)，將各種CO?濃度的工業(yè)廢氣在常溫常壓下快速完成礦化反應(yīng)，CO?脫除率可達(dá)90%以上。同時(shí)得到具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的微米級(jí)碳酸鈣（CaCO3）產(chǎn)品，鹽溶液則在過(guò)程中可循環(huán)利用。
該技術(shù)提供了大規(guī)模、低成本二氧化碳捕集利用與封存解決方案，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排、大宗固廢減量和資源循環(huán)利用，同時(shí)生成高附加值綠色碳酸鈣產(chǎn)品，可以廣泛應(yīng)用在建筑、塑膠、造紙、涂料等行業(yè)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性良好。
該技術(shù)已在某集團(tuán)成功完成了全球首個(gè)火電廠CO?化學(xué)鏈礦化捕集利用技術(shù)1000噸/年研究與示范項(xiàng)目，經(jīng)組織院士專家評(píng)價(jià)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該技術(shù)在全球權(quán)威技術(shù)競(jìng)賽XPRIZE Carbon Removal碳去除大賽中入圍全球TOP 60，成為全球礦化技術(shù)路線唯一入選的中國(guó)公司。
新型二氧化碳化學(xué)鏈礦化利用CCUS技術(shù)原理
技術(shù)價(jià)值
應(yīng)用范圍：
該技術(shù)應(yīng)用可適用于火電、鋼鐵、石化、水泥等行業(yè)，可為上述行業(yè)提供碳減排的技術(shù)解決方案。
解決痛點(diǎn)：
（1）解決了傳統(tǒng)的CO?礦化技術(shù)能耗高、經(jīng)濟(jì)性差、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化推廣應(yīng)用的難題；
（2）該技術(shù)無(wú)需對(duì)CO?進(jìn)行捕集提純，大幅簡(jiǎn)化了流程，降低了投資和運(yùn)營(yíng)成本；
（3）該技術(shù)易于工業(yè)放大，單體項(xiàng)目可以處理百萬(wàn)噸級(jí)以上的CO?。
展開(kāi) 
CCUS碳捕集-二氧化碳捕集技術(shù)匯總
CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術(shù)，是將CO2從電廠等工業(yè)或其他排放源分離，經(jīng)富集、壓縮并運(yùn)輸?shù)教囟ǖ攸c(diǎn)，注入儲(chǔ)層封存以實(shí)現(xiàn)被捕集的CO2與大氣長(zhǎng)期分離的技術(shù)。在此技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展出CCUS。
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(guò)運(yùn)輸投入新的生產(chǎn)過(guò)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(zhǎng)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。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，更具有現(xiàn)實(shí)操作性。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，CCUS技術(shù)即為將二氧化碳捕集起來(lái)，然后繼續(xù)再利用或者封存起來(lái)的技術(shù)。那么，二氧化碳的捕集技術(shù)有哪些呢？
1、化學(xué)吸收法
化學(xué)吸收法是指化學(xué)溶劑通過(guò)與CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)二氧化碳進(jìn)行吸收，當(dāng)外部條件如溫度發(fā)生或壓力改變時(shí)，使得反應(yīng)逆向進(jìn)行，從而達(dá)到二氧化碳的解析及吸收劑的循環(huán)再生的目的。二氧化碳捕集流程圖如下圖所示：
其基本過(guò)程為：煙氣在脫硫、脫硝后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)從底部進(jìn)入吸收塔，同時(shí)吸收液從吸收塔的頂部噴淋而下，煙氣和吸收液在吸收塔內(nèi)接觸后發(fā)生反應(yīng)。
展開(kāi) CCUS的事實(shí)有何成效？我國(guó)百萬(wàn)級(jí)CCUS項(xiàng)目梳理
齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目
2022年1月29日，我國(guó)
首個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)CCUS
（二氧化碳捕集、利用與封存）項(xiàng)目——齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目建成中交。
齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目是中國(guó)石化建設(shè)的國(guó)內(nèi)第一個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目，涵蓋碳捕集、利用和封存3個(gè)環(huán)節(jié)。
這個(gè)項(xiàng)目是以齊魯石化第二化肥廠煤制氣裝置排放的二氧化碳尾氣為原料，生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品送往勝利油田驅(qū)油與封存，覆蓋地質(zhì)儲(chǔ)量6000萬(wàn)噸，年注入能力100萬(wàn)噸。
展開(kāi) 丁仲禮院士：發(fā)展CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)是穩(wěn)健推進(jìn)中國(guó)綠色低碳發(fā)展的重要一環(huán)
導(dǎo) 讀
3月17日，第七屆碳捕集利用與封存國(guó)際論壇在北京昌平中國(guó)石油科技交流中心開(kāi)幕。來(lái)自全球10多個(gè)國(guó)家的能源界、科技界近600位政府官員、企業(yè)高管、專家學(xué)者與會(huì)，交流探討CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，政、產(chǎn)、學(xué)、研四方合力推動(dòng)CCUS產(chǎn)業(yè)體系做大做強(qiáng)，聯(lián)手促進(jìn)全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。
CCUS作為革命性的綠色低碳技術(shù)，將生產(chǎn)過(guò)程中排放的二氧化碳捕集后加以利用，可用于地下驅(qū)油、生產(chǎn)化工原料等，實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放變廢為寶。將二氧化碳大量封存地下可以緩解氣候變化。
CCUS是國(guó)際公認(rèn)的三大減碳途徑之一，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模化石能源零排放利用，CCUS也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的兜底技術(shù)，在碳達(dá)峰碳中和進(jìn)程中具有不可替代的重要作用。據(jù)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，全球利用CCUS減碳將在2030年、2035年、2050年分別達(dá)16億噸、40億噸和76億噸，分別占2020年全球碳排放總量的4.7%、11.8%和22.4%。
中國(guó)科學(xué)院院士丁仲禮指出，我國(guó)能源活動(dòng)碳排放約占全國(guó)碳排放總量的77%，能源發(fā)展轉(zhuǎn)型任務(wù)更加緊迫，必須直面碳減排這個(gè)“硬骨頭”。發(fā)展CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)，是穩(wěn)健推進(jìn)我國(guó)綠色低碳發(fā)展的重要一環(huán)。
CCUS產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展是一個(gè)多層次、跨行業(yè)的系統(tǒng)工程。不同地區(qū)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)水平仍有較大差距，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展成本依然較高。中國(guó)石油集團(tuán)董事長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士戴厚良提出，大家要攜手同行，以工程思維合力推進(jìn)，加快形成CCUS產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化經(jīng)濟(jì)利用，為此，他提出，合力破解CCUS科學(xué)技術(shù)難題、合力推進(jìn)CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉豆こ獭⒑狭?gòu)建CCUS高質(zhì)量發(fā)展良好環(huán)境。
展開(kāi) 氣體分離Science子刊：多孔有機(jī)骨架薄膜用于燃燒前捕集二氧化碳
【引言】
化石燃料的一大缺點(diǎn)就是在燃燒過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳等溫室氣體，從而加劇溫室效應(yīng)是得氣候環(huán)境進(jìn)一步惡化。然而除非可再生能源在成本上能夠合理化，在此之前化石能源依然是人類不可或缺的能量來(lái)源。因此，如何高效捕集二氧化碳就是優(yōu)化化石能源使用的當(dāng)務(wù)之急。傳統(tǒng)工業(yè)的方法較常用胺溶液的洗脫技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)廢氣中二氧化碳的消除，這一方法能量消耗巨大，設(shè)備成本高，亟需效率更高、更環(huán)保的方法進(jìn)行替代。多孔材料以其較高的氣體吸附量、易脫附以及高選擇性等特點(diǎn)成為了研究人員尋求替代方案的主要方向。
利用基于多孔材料的薄膜來(lái)吸附分離二氧化碳具有操作簡(jiǎn)便、高效環(huán)保的特點(diǎn)，然而膜材料自身吸附選擇性差、易老化等問(wèn)題一直阻礙著相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。以多孔有機(jī)骨架（POFs）膜為例，POFs的孔徑相對(duì)較大，并且目前制備連續(xù)無(wú)缺陷膜的技術(shù)依然不成熟，致使POF基膜材料的氣體分離性能大打折扣。針對(duì)大孔的問(wèn)題，研究人員開(kāi)發(fā)了苯并咪唑單元連接的有機(jī)多孔聚合物（BILPs），這類POFs的孔徑相對(duì)狹小，不僅更易于吸收二氧化碳，而且熱和化學(xué)穩(wěn)定性也非常好。但是BILPs不溶于大多數(shù)溶劑，使得制備BILPs基薄膜變得極具挑戰(zhàn)性。荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的Jorge Gascon課題組利用室溫界面聚合（IP）的方法成功制備了無(wú)缺陷的BILPs薄膜（BILP-101x），并且這一薄膜在氫氣/二氧化碳分離方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。2018年9月21日，相關(guān)成果以題為“Facile manufacture of porous organic framework membranes for precombustion CO2 capture”在線發(fā)表在Science Advances上。
展開(kāi) 哈工大邵路課題組封面文章：金屬有機(jī)框架穿織高效二氧化碳捕集膜及納米復(fù)合界面評(píng)價(jià)新方法
【引言】
二氧化碳在空氣中的濃度已經(jīng)達(dá)到歷史最高水平，溫室效應(yīng)引發(fā)的災(zāi)害凸顯。碳排放的控制與全人類的生存息息相關(guān)，大力發(fā)展清潔能源技術(shù)的同時(shí)急需開(kāi)發(fā)有效的CO2捕集技術(shù)，二膜分離技術(shù)是一種能夠高效分離CO2的新型低碳技術(shù)。近年來(lái)，隨著膜分離技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的聚合物膜性能逐漸落后，而無(wú)機(jī)分子篩膜受限于合成難度和高成本，目前難以大規(guī)模發(fā)展，因此催生了混合基質(zhì)膜，即將多孔納米粒子填充到傳統(tǒng)的聚合物膜中，利用多孔無(wú)機(jī)材料促進(jìn)氣體在膜內(nèi)的傳輸以及改善選擇性。在眾多的多孔填料中，金屬有機(jī)框架（MOFs）由于其高度規(guī)整的次納米級(jí)孔結(jié)構(gòu)和超高的比表面積近年來(lái)備受矚目，其獨(dú)特的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化性質(zhì)使研究人員可以根據(jù)不同用途對(duì)MOF進(jìn)行多種多樣的化學(xué)修飾。對(duì)于混合基質(zhì)膜，納米填料在聚合物中的分散性對(duì)混合基質(zhì)膜的性能起決定性作用，因此通過(guò)表面修飾提高M(jìn)OF與聚合物之間的相容性的研究具有重要意義。
【成果簡(jiǎn)介】
近日哈爾濱工業(yè)大學(xué)邵路課題組采用UiO-66類型MOF作為納米填料，紫外交聯(lián)的PEO體系作為聚合物體系。通過(guò)對(duì)氨基化的UiO-66-NH2進(jìn)行氨基化，使其接枝上具有高反應(yīng)活性的烯丙基，得到可參與自由基反應(yīng)的UiO-66-MA，從而在制膜過(guò)程中能夠使UiO-66-MA與PEO大分子單體進(jìn)行聚合，以獲得良好的界面性能。結(jié)果表明UiO-66-NH2在PEO交聯(lián)膜中的分散較差，出現(xiàn)了明顯的團(tuán)聚，并且對(duì)復(fù)合膜的性能提高較少。而添加了UiO-66-MA的復(fù)合膜中，MOF顆粒分散良好，且氣體滲透性能得到了較大程度的提高，CO2的滲透通量最高可達(dá)1439 Barrer，超過(guò)了目前大部分CO2親和性分離膜。
展開(kāi) 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)
本文選自中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2021年第6期
作者：張賢，李陽(yáng)，馬喬，劉玲娜
來(lái)源：我國(guó)碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展研究[J].中國(guó)工程科學(xué),2021,23(6):70-80.
編者按
碳捕集利用與封存是將二氧化碳從能源利用、工業(yè)過(guò)程等排放源或空氣中捕集分離，通過(guò)罐車、管道、船舶等輸送到適宜的場(chǎng)地加以利用或封存。碳捕集利用與封存技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)化石能源利用近零排放，促進(jìn)鋼鐵、水泥等難減排行業(yè)的深度減排，而且在碳約束條件下，可以增強(qiáng)電力系統(tǒng)靈活性、保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)、抵消難減排的二氧化碳和非二氧化碳溫室氣體排放，是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)不可或缺的重要技術(shù)選擇。
中國(guó)工程院李陽(yáng)院士研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2021年第6期發(fā)表《我國(guó)碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展研究》一文，對(duì)我國(guó)碳捕集利用與封存技術(shù)水平、示范進(jìn)展、成本效益、潛力需求等進(jìn)行了全面評(píng)估。文章指出，我國(guó)碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展迅速，與國(guó)際整體發(fā)展水平相當(dāng)，目前處于工業(yè)化示范階段，但部分關(guān)鍵技術(shù)落后于國(guó)際先進(jìn)水平。在工業(yè)示范方面，我國(guó)具備了大規(guī)模捕集利用與封存的工程能力，但在項(xiàng)目規(guī)模、技術(shù)集成、海底封存、工業(yè)應(yīng)用等方面與國(guó)際先進(jìn)水平還存在差距。在減排潛力與需求方面，我國(guó)理論封存容量和行業(yè)減排需求極大，考慮源匯匹配之后不同地區(qū)陸上封存潛力差異較大。
展開(kāi) 2026上海國(guó)際工業(yè)余熱回收利用技術(shù)創(chuàng)新展覽會(huì)
二、展品范圍（聚焦技術(shù)創(chuàng)新）
1.工業(yè)余熱回收技術(shù)與裝備
高效換熱器（板式、管殼式、翅片式等創(chuàng)新型換熱器）
余熱鍋爐與蒸汽回收系統(tǒng)（高效、緊湊型設(shè)計(jì)）
熱管技術(shù)與裝置（重力式、環(huán)路式等先進(jìn)熱管）
蓄熱技術(shù)與設(shè)備（相變蓄熱、顯熱蓄熱等創(chuàng)新方案）
2.ORC 低溫余熱發(fā)電技術(shù)
有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（高效渦輪、工質(zhì)創(chuàng)新）
螺桿膨脹機(jī)發(fā)電裝置（適用于中低溫余熱）
余熱發(fā)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)
3.熱泵技術(shù)與應(yīng)用
工業(yè)高溫?zé)岜茫ㄟm用于 100℃以上余熱回收）
吸收式、吸附式熱泵系統(tǒng)
熱泵與余熱回收聯(lián)合系統(tǒng)解決方案
余熱制冷與制熱技術(shù)
吸收式制冷機(jī)組（余熱驅(qū)動(dòng)）
余熱供暖系統(tǒng)（區(qū)域供暖、工業(yè)用熱）
余熱干燥設(shè)備（適用于化工、食品、建材等行業(yè)）
智能化與數(shù)字化解決方案
余熱資源監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)
4.智能控制系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)
大數(shù)據(jù)分析與 AI 優(yōu)化軟件（提升余熱利用效率）
5.其他創(chuàng)新技術(shù)
余熱制氫技術(shù)與裝備
二氧化碳捕集與利用（CCUS）結(jié)合余熱回收系統(tǒng)
新型隔熱保溫材料（減少余熱損失）
聯(lián)系我們：
感謝您對(duì)本屆展會(huì)的參會(huì)和支持，謹(jǐn)祝參展成功！
展開(kāi) 
潘繼平：『CCUS-EOR』管輸二氧化碳驅(qū)油與提高采收率問(wèn)題研究| 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)
三是盡快出臺(tái)二氧化碳驅(qū)油提高采收率的經(jīng)濟(jì)支持政策，對(duì)二氧化碳驅(qū)油氣增加的油氣產(chǎn)量、封存的二氧化碳減免或抵扣有關(guān)稅費(fèi)，或者直接予以補(bǔ)貼。四是完善綠色金融政策，加大對(duì)CCUS產(chǎn)業(yè)示范項(xiàng)目融投資支持力度，降低融投資成本與風(fēng)險(xiǎn)。五是健全完善碳排放權(quán)交易定價(jià)機(jī)制、碳排放權(quán)交易市場(chǎng)體系，通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制充分體現(xiàn)二氧化碳捕集、運(yùn)輸、利用與封存的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等綜合價(jià)值。六是加大國(guó)家層面對(duì)二氧化碳捕集、管輸、驅(qū)油、封存等上中下游環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)、材料與裝備的研發(fā)支持力度，設(shè)立超臨界二氧化碳管輸技術(shù)研發(fā)等國(guó)家重大專項(xiàng)，著力攻克卡脖子技術(shù)。同時(shí)加強(qiáng)國(guó)際合作與交流，學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)營(yíng)管理的成功經(jīng)驗(yàn)。
文章來(lái)源：國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)
展開(kāi) 碳捕集、利用與封存(CCUS)價(jià)值鏈研究
圖6 Porthos項(xiàng)目:全范圍二氧化碳管理 圖源/MAN Energy Solutions
2.碳利用
CO2利用是指在工業(yè)或化工流程中直接或間接使用CO2生產(chǎn)有價(jià)值的含碳產(chǎn)品。并非所有的利用方案都能永久去除CO2，多數(shù)方案仍需要大量的可再生能源。
圖7 二氧化碳利用路徑 圖源/MAN Energy Solutions
碳封存
碳封存是將CO2儲(chǔ)存在油氣田或鹽堿含水層等地表下，該技術(shù)可追溯到20世紀(jì)70年代。
CO2的封存需要將其注入地下深層孔隙巖地質(zhì)儲(chǔ)層，如鹽堿含水層、枯竭油氣儲(chǔ)層，或含有高濃度活性鈣鎂離子的巖層并已形成穩(wěn)定的碳酸鹽。據(jù)國(guó)際能源署2020年一項(xiàng)詳細(xì)分析顯示，工業(yè)國(guó)家70%的排放量是在距離潛在儲(chǔ)存地點(diǎn)100至300公里的范圍內(nèi)釋放的。目前，至少有8000Gt的空間可用于碳封存。
圖8 MAN Energy Solutions碳捕集、利用與封存解決方案 圖源/MAN Energy Solutions
地質(zhì)封存的深度必須大于800米，以保持CO2處于稠密液體狀態(tài)。這就要求注入壓力通常保持在130至250 bar之間。氣候與能源方案中心列出了超過(guò)20處，在各種地質(zhì)背景已經(jīng)累計(jì)數(shù)十年經(jīng)驗(yàn)的封存現(xiàn)場(chǎng)。
壓縮技術(shù)
壓縮技術(shù)是實(shí)現(xiàn)CO2管道輸送或以液相注入的前提。壓縮和脫水過(guò)程在CO2捕集價(jià)值鏈的成本中占比約15%，在總能量消耗中占比約25%。
1.高效整體齒輪式壓縮機(jī)
隨著能源成本不斷增加，降低壓縮成本顯得尤為重要。壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的選擇會(huì)有影響。整體齒輪式壓縮機(jī)在效率、中冷、葉輪總數(shù)、工藝抽氣/旁路的靈活性，以及入口導(dǎo)葉流量控制等方面優(yōu)于單軸壓縮機(jī)設(shè)計(jì)。
展開(kāi) 深度解析：碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)工藝及其適用性
主流碳分離技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)分析（來(lái)源：DeepTech）
除了以上三種對(duì)化石燃料和工業(yè)過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行捕集的傳統(tǒng)CCUS捕集技術(shù)。近年來(lái)，生物質(zhì)能-碳捕集（BECCS）技術(shù)和空氣碳捕集（DACCS）技術(shù)也取得了一定的發(fā)展。生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院按照可持續(xù)發(fā)展情景估計(jì)，到2070年，生物質(zhì)能和空氣碳捕集途徑占比將進(jìn)一步上升，從2050年的19.6%上升至36.2%。
生物質(zhì)能-碳捕集與封存（BECCS）技術(shù)利用植物的光合作用，結(jié)合生物質(zhì)能和CCUS來(lái)實(shí)現(xiàn)溫室氣體負(fù)排放，將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并以植物生物質(zhì)的形式積累存儲(chǔ)下來(lái)，在長(zhǎng)期緩解二氧化碳排放方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，在全球范圍內(nèi)具有可觀的碳潛力。目前美國(guó)、英國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行了BECCS相關(guān)的示范工程，預(yù)計(jì)接下來(lái)將有更多的國(guó)家投入到這一領(lǐng)域。
生物質(zhì)能-碳捕集與封存（BECCS）示意圖
直接空氣碳捕捉（DACCS），指利用化學(xué)反應(yīng)，將空氣中的碳提取出來(lái)，當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)裝有液體溶劑或固體吸附劑（均為常見(jiàn)的化學(xué)品）的裝置時(shí)，二氧化碳會(huì)留在溶劑或吸附劑中，而其他成分則離開(kāi)裝置回到空氣中。當(dāng)溶劑或吸附劑“裝滿”了二氧化碳后，對(duì)充滿二氧化碳的溶劑或吸附劑進(jìn)行加熱脫碳，溶劑或吸附劑得以循環(huán)利用，而脫出的二氧化碳被注入并封存在地層，或者被直接利用。至今技術(shù)最成熟的幾個(gè)公司分別是Climeworks, Carbon Engineering和Global Thermostat。
展開(kāi) 綠色礦山創(chuàng)建為何頻頻“爆雷”？礦山生態(tài)修復(fù)如何做？這篇文章梳理清楚了
最后，開(kāi)采技術(shù)與管理水平落后，仍未擺脫傳統(tǒng)發(fā)展路徑依賴，導(dǎo)致舊賬未了又添新賬，“一年綠、二年黃、三年退化嚴(yán)重”現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。
礦山修復(fù)下的綠色礦山應(yīng)有之義。全面推動(dòng)綠色發(fā)展是生態(tài)文明建設(shè)的治本之策，有效推動(dòng)綠色礦山建設(shè)是經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的題中之義。
首先，“綠色”是礦山環(huán)境治理修復(fù)的底色。自2008年12月國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)實(shí)施《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2008—2015年）》正式提出“綠色礦山”概念以來(lái)，綠色礦山已不單純指礦區(qū)綠化或復(fù)綠、給礦山穿一件“綠衣裳”，而是指在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)全過(guò)程中，實(shí)施科學(xué)有序開(kāi)采，對(duì)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)在可控范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境生態(tài)化、開(kāi)采方式科學(xué)化、資源利用高效化、企業(yè)管理規(guī)范化和礦區(qū)社區(qū)和諧化，完成礦山地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定、損毀土地復(fù)墾利用、生態(tài)系統(tǒng)功能改善等目標(biāo)。
其次，既要“綠底”，更要“綠芯”。一方面，礦山修復(fù)是涵蓋資源合理開(kāi)發(fā)利用、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、礦地和諧、源頭管控等在內(nèi)能夠進(jìn)行自我維護(hù)、運(yùn)行良好的完整生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)，礦山生態(tài)修復(fù)不僅是綠色礦山建設(shè)的重要內(nèi)容，也是評(píng)價(jià)綠色礦山建設(shè)的重要指標(biāo)。另一方面，礦山修復(fù)不僅需要從源頭控制、過(guò)程治理，嚴(yán)守生態(tài)“綠底”，還需要在修復(fù)治理中為其注入“綠芯”，才能持續(xù)激發(fā)綠色發(fā)展新動(dòng)能，順應(yīng)人民群眾對(duì)藍(lán)天、碧水、綠樹(shù)、藍(lán)綠交織的高品質(zhì)生活新期待。
再次，既要復(fù)綠，更要“富”綠。綠色礦山是未來(lái)礦山轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路和建設(shè)礦業(yè)強(qiáng)國(guó)的有力支撐。大力推進(jìn)廢棄礦山生態(tài)環(huán)境治理和礦地綜合利用，加快推進(jìn)CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用，在強(qiáng)減排條件下實(shí)現(xiàn)行業(yè)低碳持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。通過(guò)生態(tài)修復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)完整的植被覆蓋可實(shí)現(xiàn)碳源向碳匯轉(zhuǎn)換，對(duì)固碳釋氧、緩沖氣候變化影響、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作用巨大。
走好綠色礦山生態(tài)發(fā)展的路徑。
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