《能源环境保护》“碳中和路径” | 虚拟专题

来源：能源环境保护

为应对全球气候变化，中国承诺“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。碳中和路径设计既要逐步增加可再生能源的比重，并对化石能源的使用进行有效替代，也要持续提高化石能源的碳效率，其关键在于技术创新，应强化碳减排技术创新的投入，在能源、工业、交通等关键领域进行技术攻关。这包括提高能效、发展可再生能源、绿色氢能以及碳捕获、利用与封存（CCUS）技术等。《能源环境保护》编辑部整理了2023年已发表的22篇关于碳中和路径的论文形成虚拟专题“碳中和路径（一）（二）”，以期为相关研究人员提供参考。

行业视野: 环境保护
类别; 95个
关键词; 110位
专家; 22篇
论文; 4447IP
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甲烷燃烧催化剂研究进展

作者(Author)：蔡洁莹, 李杰, 张燕, 单文坡

摘要：甲烷是天然气的主要成分,广泛应用于电厂、天然气车和各种化学品合成等领域。但由于其具有强温室效应,使用过程中的甲烷泄露和排放会对环境造成重大影响。甲烷直接燃烧净化所需的反应温度高,常伴随高温副产物 NOx等,对环境危害较大。催化燃烧是一种更为高效清洁的处理技术,而该技术的核心是高效稳定的催化剂。文章综述了近年来国内外用于甲烷燃烧的贵金属和非贵金属催化剂研究进展。两类催化剂各有特点,其中贵金属催化剂低温活性优异,载体选择丰富,但是成本较高和易发生高温团聚成为制约其工业应用的重要原因。非贵金属催化剂成本低,热稳定性优异,但起燃温度较高,仅适用于高温工况。工业尾气中常含有大量水蒸气和微量 SO2,为了满足长期稳定的工业应用需求,无论贵金属还是非贵金属催化剂,其抗中毒能力仍需改进提升。此外,文章总结了贵金属和非贵金属催化剂活性物种、反应机理研究进展,以及工业化应用的可行性,并展望了该领域未来可能的发展方向。

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能源环境保护

2023年第02期

127

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金属基整体式二氧化碳甲烷化催化剂研究进展

作者(Author)：申芮旭, 汪紫菱, 张天雨, 王强

摘要：在碳中和的目标下,CO2甲烷化技术不仅可以解决 CO2排放带来的环境问题,还可以生产CH4以缓解能源短缺等问题。 CO2甲烷化反应目前面临的主要问题之一是反应的强放热效应容易形成热点,导致催化剂活性组分烧结失活,影响催化剂的使用寿命。因此,近年来研究者们在开发高效稳定的 CO2甲烷化催化剂的同时,也开始关注催化剂在反应过程中活性组分因高温导致烧结失活的解决方案。而金属基整体式催化剂由于拥有良好的传热性能和机械强度,在 CO2甲烷化领域引起了越来越多的关注。本文将从不同种类金属基整体式催化剂的制备方法、不同种类的金属基底的特点以及其在 CO2甲烷化反应方面的应用、金属基整体式催化剂的传热优势三个方面进行综述,系统地阐述了金属基整体式催化剂的研究现状,并对其发展前景进行了展望,以期为金属基整体式 CO2甲烷化催化剂的研发及工业化应用提供技术借鉴。

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能源环境保护

2023年第01期

152

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基于走航监测的煤矿甲烷排放量化

作者(Author)：高澜, 毛慧琴, 鲁玺

摘要：对增温贡献最大的“非二”温室气体———甲烷(CH4)排放的准确核算,是制定减排政策与检验减排效果的基础。针对“自下而上”方法对煤矿 CH4排放量化的不足,本研究系统考虑山西省晋城市某一示范煤矿区的地形、气象条件和基础设施分布,基于搭载了高精度温室气体分析仪的走航监测平台,结合移动式与下风向静止式两种监测方法,利用 AERMOD 大气扩散模型反演煤矿 CH4排放强度,并获得重点排放源的 CH4排放因子。结果表明,非生产状态下,单个风井排放速率为 763 kg / h,比正常工况下的企业排放数据低了 15.9%;在不考虑无组织排放的情况下,整个园区的 CH4排放因子为 15.09 m3 / t,比“自下而上”清单低了 13.8%,说明矿区工况对 CH4排放起到较大影响。煤矿园区的主要排放点源为 1 个风井与 2 个抽放泵站排气口,而无组织排放源为 6 个原煤仓;三者的排放因子呈现出递减变化,分别为 8.6 m3 / t(43%)、6.49 m3 / t(33%)和4.87m3 / t(24%)。传统的“自下而上” 方法由于缺少对无组织排放源的考虑,即便在非生产状态下,也会造成整个矿区甲烷排放近 24%的低估,而基于走航监测的甲烷核算方法能够弥补这一缺失。

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能源环境保护

2023年第01期

209

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钢铁企业高能效低碳发展分析

作者(Author)：邢奕, 耿孟达, 叶凯航, 苏福永, 李存旺, 夏德宏, 岳涛, 苏伟

摘要：钢铁企业的低碳转型,对我国钢铁企业高能效低碳发展、实现我国“双碳”目标起着至关重要的作用。本文分析了我国钢铁企业在能源方面的利用现状和余热资源的主要分布情况以及余热资源的主要利用方式。在能源消耗方面,虽然中国重点钢铁企业吨钢综合能耗在逐年下降,但是由于大部分钢铁企业节能技术较为传统,导致近年来吨钢能耗下降幅度逐渐减小,已经呈现出几乎不变的趋势,在节能技术方面进行创新改革已势在必行。同时,各个钢铁企业技术发展水平不一,导致吨钢能耗最小值与最大值之间相差巨大。在钢铁企业余热资源利用方面,情况依旧不容乐观,虽然炼钢、热轧工序中余热资源利用程度在 40% ~ 50%之间,但是焦化、烧结、炼铁工序中余热资源利用程度不足 20%,尤其在炼铁工序中,余热资源利用程度仅仅达到 10%左右。因此,进行余热回收技术的创新,对钢铁企业降低能耗,提高余热资源利用程度至关重要。最后,本文讨论了新能源(例如生物质能、绿电等) 对传统能源的替代作用,使用新能源有助于降低钢铁企业的能耗,从而早日达成“双碳”目标。

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能源环境保护

2023年第01期

349

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面向低碳环保的生活垃圾能源化技术进展与应用

作者(Author)：陈冠益, 陈欣, 颜蓓蓓, 李健, 陶俊宇, 孙昱楠, 周生权

摘要：生活垃圾的清洁处理关乎环境保护、循环经济发展和民生福祉。现有的生活垃圾处理技术主要包括:填埋、焚烧、热解、气化、水热、(好氧)堆肥、(厌氧)消化/ 发酵等。我国生活垃圾清运量以及社会对清洁能源的需求与日俱增,生活垃圾的环境污染属性与能量迁移转化高度相关,因此生活垃圾能源化技术的发展与应用备受关注。在双碳目标下,生活垃圾能源化技术应倡导绿色、环保、低碳。既要实现生活垃圾的高效利用,又要加快降低碳排放步伐,引导创新绿色技术。本文简述了生活垃圾能源化技术分类及特征,以及主要技术的研究与应用进展,并对能源化技术的低碳环保化发展机遇与挑战进行了分析,最后展望了垃圾分类、人工智能技术、绿氢技术对生活垃圾能源化处理与绿色低碳化发展的重要作用。本文从能源转化与减污降碳的角度展开分析,为生活垃圾能源化处理技术的发展提供指导。

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能源环境保护

2023年第01期

372

269
微藻固碳耦合工业废水处理技术研究进展

作者(Author)：张亚雷, 郝泽伟, 由晓刚, 姚广磊, 贾炎, 杨黎彬, 陈家斌, 周雪飞

摘要：工业废水处理行业是我国现代化进程中不可或缺的一部分,在工业化发展历程中扮演着重要的角色,但是传统的废水处理工艺会消耗大量的资源能源,并产生温室气体,对人类和生态系统造成了严重的威胁。在当前双碳背景下,迫切需要寻求一种低碳、绿色的工业废水处理理论和技术,以进一步满足我国工业废水的绿色、低碳化处理。微藻固碳耦合工业废水处理被认为是一种绿色环保、可持续发展的低碳技术,将其应用于工业废水和燃煤烟气的处理,能够有效固定、净化污水和烟气中的碳、氮、磷等污染物质,减少碳排放,还可以获得有价值的生物质资源,为废水处理带来显著的环境效益与经济效益。因此,对微藻处理工业废水的主要作用机制、燃煤烟气的减排机理和微藻固碳的强化措施进行了系统探讨,旨在对传统污水处理工艺进行低碳化重塑,促进污水处理行业革新升级,引领污水处理向低碳化方向发展。

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能源环境保护

2023年第01期

317

194