《洁净煤技术》“CCUS大规模集成化发展”专题

首页 > 专题

《洁净煤技术》“CCUS大规模集成化发展”专题

来源：洁净煤技术

专题来自于《洁净煤技术》2024年10期，共17篇研究成果。

行业视野: 碳中和
类别; 76个
关键词; 78位
专家; 17篇
论文; 1146IP
点击量; 304次
下载量

华能集团燃煤电厂CCS规模化减排潜力

作者(Author)：刘胜男, 魏宁, 荆铁亚, 周娟, 赵文韬

摘要：CO2捕集与封存技术(CCS)是化石能源与工业低碳转型与碳中和目标实现的托底技术,而CCS项目成本、减排潜力、风险等是其商业化发展的关键挑战。以华能集团燃煤电厂实际机组数据为基础,用基于企业特征与优化后的企业尺度CCS源汇匹配系统评估模型,定量评估了燃煤电厂CCS改造的技术经济性和减排潜力。模型综合了企业排放源筛选、CO2地质利用封存场地评估、全流程CCUS技术经济评估、源汇匹配等方法,考虑全流程CCUS技术组成与成本参数、煤电机组特性、CO2封存场地性能、管道布局规划等条件,可解决企业管理者、决策者和投资者等特别关注的燃煤机组CCUS改造问题。现有技术水平仅考虑CO2强化深部咸水技术(CO2−EWR)、250km匹配距离和85%捕集率情景,华能集团燃煤电厂82%装机容量具有CCS改造条件,累计CO2减排量超过2.64亿t/a,改造后CO2排放强度低于135g/(kW·h)。煤电CCS改造平准化净减排成本均值384元/t,平准化度电增加成本均值332元/(MW·h)。华能煤电CCS低成本项目主要分布于鄂尔多斯、渤海湾、二连盆地、松辽盆地和苏北盆地,分别对典型区域煤电厂CCS改造开展详细技术经济评估,可为早期示范项目提供参考。燃煤电厂可优先部署低成本CO2−EWR示范项目,实现关键技术突破与示范,后续开展CCS集群建设。研究结果可为燃煤电厂通过CCS技术实现规模化减排与低碳转型发展提供借鉴。

免费下载

洁净煤技术

2024年第10期

88

12
玄武岩CO2矿化反应效率与封存潜力评价

作者(Author)：包琦, 赵文韬, 王春凯, 刘琦, 张敏, 荆铁亚, 叶航, 袁浩伟, 吴胜坤, 周娟

摘要：玄武岩矿化封存技术是CO2地质封存领域的重要方法,是实现安全固碳最具潜力的技术之一,可作为大规模CO2减排的重要组成。采集了海南洋浦、海口及福建漳州地区的天然玄武岩样品,采用高温高压矿化反应实验,探究了不同温度和反应时间对玄武岩矿化反应效率的影响,并利用XRD、XRF、ICP、SEM-EDS和CT-scan等表征技术对矿化反应前后岩石及溶液样品进行分析。实验结果表明,玄武岩矿化反应效率随温度升高和反应时间延长而增大,反应过程遵循典型的溶解−沉淀机制。其中,海南地区样品的矿化效果更为显著,适合开展大规模矿化封存实践。此外,基于室内矿化实验数据,构建了更加合理的封存潜力评估公式,并以海南地区为例进行了封存潜力评估,结果显示海南地区玄武岩具有较大的碳封存潜力,该潜力评价方法具有较高可信度与适用性。本研究为玄武岩矿化封存项目的开展提供了重要理论依据,以期推进“双碳”目标下的CO2矿化封存技术的发展。

免费下载

洁净煤技术

2024年第10期

77

23
规模化CCUS−EOR项目技术经济性分析及启示

作者(Author)：王高峰, 廖广志, 胡占群, 马占荣, 郑达, 张龙, 范伟, 郭西锋

摘要：社会各界对规模化全流程CCUS−EOR项目经济性及其他相关重要问题认识不足,不利于跨行业、跨地区、跨部门项目实施。中国CCUS/CCS项目累积注入二氧化碳量超过1000万t,积累了丰富项目运营经验;基于我国驱油类CCUS产业链技术现状和成熟度分析,认为在鄂尔多斯盆地有序开展规模化全流程CCUS项目技术可行,结合区域油藏地质特点,提出边学习经验、边工程建设、边运行项目、边认识规律、边调整方案的复杂油藏CCUS滚动建设模式;选择陕西榆林—安塞—定边地区煤化工碳源与代表性油藏,开展了基于管道输送的300万吨级CCUS项目方案设计和投资概算;用改进的全流程CCUS项目经济评价模型,分析基准收益率、财税金融政策、碳交易价格、产量不确定性等可控变量对项目经济性的影响,对比若干规模化CCUS项目的临界效益井口碳价,提出统一产业链各环节经济评价基准收益率有助于三跨型CCUS项目合作,实施绿色低息贷款可降低CCUS−EOR项目临界效益油价,采取“后CCUS项目交易、埋存量下限交易、埋存减量绿色补偿”可解决CCUS项目碳交易争议,严格CO2驱油试验选区可进一步改善项目经济性,以上核心产业政策建议有助于推进鄂尔多斯盆地CCUS技术规模化应用。

免费下载

洁净煤技术

2024年第10期

62

17
多重不确定性条件下长三角地区多行业CCUS源汇匹配模型研究与应用

作者(Author)：李吉喆, 樊静丽, 李凯, 王雅先, 王智, 张贤

摘要：随着“双碳”目标的提出,长三角地区面临一定的减排压力。合理布局规划碳捕集利用与封存(CCUS)项目对保障长三角地区能源安全,平稳实现区域“双碳”目标具有重要意义。CCUS技术的发展面临诸多不确定性因素,对CCUS未来时空部署形成巨大挑战。然而,现有CCUS源汇匹配研究多采用混合整数线性规划等方法,未充分考虑排放源、技术和政策等因素变化对CCUS减排潜力、宏观布局及成本效益的影响,导致规划结果与实际情况相比可能存在一定的偏差,给CCUS大规模部署带来较大挑战。为解决复杂不确定条件下CCUS源汇匹配问题,通过模糊可能性、随机机会约束和区间线性规划等方法,构建基于区间模糊机会约束规划方法的CCUS源汇匹配模型,应用在中国长三角地区CCUS源汇匹配的实际问题中,探究风险管理和决策支持方案。研究发现:若考虑不确定性,长三角地区CCUS项目总成本将高于确定性模型的评估结果;在违约风险为40%的情况下,长三角CCUS项目源汇匹配总成本最低,平准化减排成本低于30美元/t的排放源占筛选出排放源总数的38.5%,累计厂级碳捕集潜力56.9亿t。因此,将多重不确定性纳入模型综合考虑,探究不确定性条件下的CCUS源汇匹配部署方案,在提高项目经济性、可行性等方面具有重要的实际意义。

免费下载

洁净煤技术

2024年第10期

69

17
碳中和目标下CCUS技术部署在公正转型中的协同效益

作者(Author)：吕昊东, 鲁玺, 张贤

摘要：全球经济社会发展高度依赖化石能源,特别是在工业、交通和电力等关键领域,化石燃料仍然是主要能源来源。然而,相关能源基础设施将持续排放大量温室气体,加剧气候变化,对全球气候环境及经济社会造成严重影响。随着国际社会对气候变化问题的关注不断提升,各国面临的减排压力和减排需求与日俱增,如何在保证经济发展的同时实现二氧化碳减排,已成为全球共同面临的重大挑战。碳捕集利用与封存(CCUS)技术作为中国碳中和技术体系中不可或缺的重要组成部分,在提高生态环境综合治理能力、保障能源安全、促进绿色经济发展和提升社会公平公正方面有较好的协同效益。立足全球气候变化治理与推动碳中和目标下经济社会发展的战略决策,以CCUS技术发展为基础,系统性地探索CCUS技术部署与环境、经济、社会的协同效益。研究表明,合理部署CCUS技术可以在实现大规模减排的同时,促进经济增长和社会进步,实现多赢。CCUS技术的应用将显著降低碳排放强度,提高能源利用效率,推动相关产业升级和创新发展。同时,通过政策引导和利益分配机制优化,CCUS技术有望促进区域经济协调发展,提升社会公平性,为公正转型提供有力支撑。研究为中国CCUS部署实现多维度协同效益提供新思路,也为共同促进经济社会公正发展提供参考。

免费下载

洁净煤技术

2024年第10期

50

15
不同煤电退役路径下CCUS技术的综合效益评估

作者(Author)：侯荟芸, 杨琳

摘要：碳捕集利用与封存(CCUS)技术对电力系统低碳转型至关重要,但CCUS在不同煤电退役速率下的综合效益尚不明晰。使用全球变化评估模型(GCAM)计及煤电退役速率设定3种共享社会经济路径–代表性浓度路径(SSPs-RCPs)耦合情景:SSP1-2.6(提前退煤情景)、SSP2-4.5(逐步退煤情景)、SSP5-6.0(缓慢退煤情景),基于技术学习曲线模型动态量化CCUS技术应用在电力系统低碳转型中的不同成效。结果显示:到2060年,3情景仍有5.0亿~6.5亿t的碳排放,因此需要提前部署空气捕集(DAC)负碳技术;SSP1-2.6经济代价最高,较SSP2-4.5和SSP5-6.0分别高13.54%和6.31%;总体来看,到2060年3情景CCUS将缓解21.79亿~38.24亿t水资源压力,减少6.85亿~9.25亿t的CO2,填补43.74万~191.33万因煤电退役而造成的就业缺口,但也将会增加6.39%~11.75%的能源消耗。

免费下载

洁净煤技术

2024年第10期

38

15
负碳排放技术研究现状及进展

作者(Author)：翁小涵, 韩涛, 冯玮, 徐冬

摘要：负碳排放技术是一种符合净零目标且旨在减少大气中二氧化碳浓度的创新途径,是我国碳中和技术体系的重要组成部分。负碳排放方案是一个多元复杂的体系,其中,直接空气碳捕集与封存(DACCS)和生物质能耦合碳捕集与封存(BECCS)是两类与地质封存紧密结合以实现永久减排的关键技术手段。这两类技术都依赖成熟的地质封存技术,将捕集的CO₂安全封存于地下防止其再次回到大气中,确保永久性减排。本文对快速发展的DACCS和BECCS技术的最新研究进展与应用情况进行了详述。在DACCS方面,主要介绍了直接空气捕集(DAC)中的液体吸收和固体吸附两大类技术相关的关键材料及工艺技术研究现状,分析了现有DAC技术的应用情况和经济性,归纳了国内外主要在运行规划中的DAC示范项目,展望了未来DAC技术研究的重点方向以及DAC技术更大规模化应用的可行性。在BECCS方面,介绍了BECCS技术链条的主要构成以及基本工艺流程。着重分析了各BECCS技术路径的发展现状,包括与燃料产品紧密相关的生物质热化学转化和生物质生物转化技术,以及常用于发电的生物质燃烧技术等。探讨了在不同生物质能利用场景下部署BECCS技术的可行性,汇总了现有BECCS技术的应用情况以及国内外主要的BECCS示范项目,结合绿色甲醇的生产分析了技术的经济性。结合我国生物质资源的实际情况,展望了BECCS技术未来的发展方向。

免费下载

洁净煤技术

2024年第10期

85

29
直接空气捕集选址条件专家问卷调查

作者(Author)：肖姝璇, 王钰璇, 李向前, 项小娟, 李凯

摘要：直接空气捕集技术(DAC)作为一种从空气中捕集CO2的新兴负排放技术,对实现全球气候目标越来越重要。然而,如何优化DAC选址以支撑其大规模部署亟待解决。基于现有文献资料,构建了一个广泛适用的DAC项目选址指标体系,其中,一级指标可归纳为CO2封存与运输、能源供应、环境特征、社会影响4方面,并覆盖21项二级指标。基于该指标体系,对从事相关领域的政府管理人员、科研人员和产业专家开展问卷调查,评估了各项指标影响DAC选址的重要性。结果表明,DAC选址是一个多因素决策过程,不同因素对不同技术类型的影响程度存在显著差异。针对高温吸收技术,一级指标的重要性依次为环境特征、能源供应、社会影响以及封存与运输;针对低温吸附技术,一级指标的重要性依次为环境特征、社会影响、能源供应以及封存与运输。特别地,温度对高温吸收技术选址至关重要,而土地利用和相对湿度对低温吸附技术尤为关键。此外,专家意见针对一些指标(如空气质量、核能供应)存在显著分歧,表明实际外界条件如何具体影响DAC性能研究尚不充分。未来应进一步加强多因素影响下DAC选址研究,对于实现负碳技术大规模推广具有重要意义。

免费下载

洁净煤技术

2024年第10期

31

13