摘要:到2060年力争实现碳中和目标的提出,为中长期我国应对气候变化指明了方向,确定了明确的目标,将对我国能源和经济系统产生深远影响。碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)作为具有大规模减排潜力的技术,是实现碳中和目标不可或缺的重大技术,一直以来受到全球广泛关注,同时有助于我国建立更加具有韧性和弹性的能源系统。本文初步探讨了碳中和目标对CCUS发展带来的新形势和新需求,并对我国CCUS发展的情况和存在的挑战进行了分析,在此基础上提出了近期CCUS发展应重点关注的几方面重点任务,特别是要面向碳中和目标的要求加快构建全面系统的CCUS技术体系,充分发挥其减排和负排放的作用,同时深入研究CCUS在实现碳中和目标过程中的发展路径,统筹协调好在能源部门和工业部门等发展应用的路线图。
摘要:近年来,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术在全球范围内受到广泛关注。本文利用文献计量方法对2000—2020年来自Web of Science数据库中CCUS相关科学文献进行了系统统计与分析。主要统计结果表明:1)美国CCUS技术领域研究较早且此后长期处于领先地位,中国发文量和H指数相对靠前,但篇均被引频次较低。全球主要机构中,美国能源部、中国科学院和伦敦帝国理工学院对CCUS技术的研究实力和投入远远高于其他机构,其出版总量占全球出版总量的10.01%。2)从国家间合作来看,美国一直是各国合作的主要对象。然而随着时间的推移,国家间合作的聚集性逐渐降低,各国在CCUS技术领域的差距有所减小,近年来,再度出现聚集性。3)从关键词随时间的变化可以看出,除CCUS技术本身外,CO_2捕集、运输和封存一直是CCUS领域研究重点。近年来,CO_2利用途径和利用方式的相关研究逐渐增加,在此阶段,生物能源、负排放、生物能源碳捕集与封存(BECCS)等关键词热度迅速上升,CCUS技术经济性研究热度也不断攀升。CO_2利用、负排放技术及CCUS技术经济性研究将持续成为未来CCUS领域研究热点。
摘要:化学吸收法是目前燃煤电厂CO_2捕集中最成熟和最具规模化应用潜力的技术,但该技术能耗和成本较高,吸收剂的革新是CO_2捕集技术性能提升的关键之一。本文从电厂烟气特点出发,结合对有机醇胺类吸收剂不同单体特性的分析和比较,优化设计了混合胺吸收剂的配方,利用实验室气液反应平衡和反应焓一体化测试,筛选出优选配方HNC-5吸收剂,吸收反应焓较乙醇胺(MEA)低约20%,且吸收速率更快。真实烟气条件下1 000 t/a CO_2捕集中试装置测试表明,HNC-5性能指标与实验室测试结果一致,CO_2捕集率高于90%,而再生热耗较MEA降低20%左右。12万t/a CO_2捕集示范系统连续运行结果表明,运行期间HNC-5再生热耗1 t CO_2约2.8 GJ,1 t CO_2捕集成本降低约63元,吸收剂使用寿命更长,更有利于提高捕集系统的可用性和可靠性。
摘要:硫酸盐在CO_2捕集溶剂中的富集造成了吸收剂有效成分的下降及设备的腐蚀。本文在实测电厂实际CO_2捕集过程硫酸盐富集规律的基础上,采用电渗析法探讨了吸收剂中硫酸盐的脱除效果,考察了不同电流密度下脱盐率、胺的回收率、电流效率和能耗随时间的变化。结果表明:电渗析法硫酸盐的脱除率达到90%以上,满足了CO_2捕集过程对硫酸盐浓度的控制要求。当电流密度为15 m A/cm2时,胺的回收率达到最大值为97.6%,脱除硫酸盐的能耗为20.9 kW·h/t,综合成本约为220元/t。相比于2 300元/t的溶剂购置成本,采用电渗析法脱除硫酸盐实现吸收剂的有效再生,具有更明显的成本优势。