中国水泥行业通过CCUS技术的减排潜力评估

中国水泥行业面临巨大的碳达峰与碳中和压力.CO₂捕集利用与封存（CCUS）技术是能够实现化石资源低碳利用的碳减排技术.在中国水泥企业数据基础上,采用全流程CCUS系统模型（ITEAM-CCUS）评估CCUS的碳减排潜力对水泥企业碳中和非常重要.模型从源汇匹配距离、捕集率、CCUS技术和技术水平这4个方面设置了10种情景,完成了水泥行业的企业筛选、场地筛选、CCUS技术经济评估和源汇匹配,初步回答了水泥企业结合CCUS的封存场地、减排规模、成本范围和优先项目分布等关键问题.在250 km匹配距离、85%净捕集率、CO₂-EWR技术和当前技术水平情景,44%的水泥企业可以利用CO₂强化地下水开采（CO₂-EWR）技术开展碳减排,累计年碳减排量为6.25亿t,平准化成本为290~1838元·t^-1;具有全流程CO₂-EWR早期示范优势的地区为新疆、内蒙古、宁夏、河南和河北等.水泥企业开展全流程CCUS项目技术可行,可以实现大规模CO₂减排,低成本项目具有早期示范机会.研究结果可为水泥行业低碳发展和CCUS商业化部署提供定量参考.     

“双碳”目标下江苏地区CCUS源汇匹配研究

在调研江苏地区碳排放源规模、排放类型、封存场址、封存类型及封存规模基础上,通过剖析不同类型碳源的捕集成本、不同运输方式的安全性、成本及投资,从经济和安全的角度提出了如何选择合适的碳源汇匹配和管网布局,以实现总成本最小化,提高注CO₂驱油(CCUS-EOR)项目经济效益,对促进“双碳”事业的发展具有指导意义。     

重庆市CO_2捕集利用与封存技术发展路线图

重庆作为中国西南地区唯一直辖市,同时也是第一批低碳试点省市,在高速发展经济的同时面临着巨大的减排压力,能源消费总量由2000年的2 411万t标准煤增加到2014年的7 694万t标准煤,15年内年均增长率为8.64%。通过调查发现:重庆市2014年不同行业CO_2年排放量大于0.1 Mt的集中排放源共41个,年排放总量为57.27 Mt,其中水泥行业排放量比重最大,为56.6%,这也是重庆的特色所在;重庆市CCUS减排潜力总量为17.74亿t,其中枯竭气田封存潜力最大,达9.38亿t。综合重庆市目前的碳排放及CO_2封存容量情况,初步制定重庆市CCUS技术发展路线图,总体愿景是到2030年,实现水泥、火电行业排放CO_2在天然气田的商业化应用,为重庆应对气候变化提供技术可行和经济可承受的技术选择。     

铜藻基活性炭全生命周期温室气体排放分析

运用生命周期评价(LCA)的方法,以原料生长、原料运输、活性炭制备和活性炭吸附CO_2 4个阶段为系统边界,对2种不同方法制备的铜藻基活性炭系统进行分析,计算其全生命周期温室气体(GHG)排放量。结果表明:每生产1 kg活性炭,ZnCl_2活化法活性炭(ZAC)和水热炭化-KOH活化法活性炭(HKAC)全生命周期温室气体净排放量(以CO_2-eq计)分别为5.926 kg和7.734 kg;活性炭制备阶段电力消耗带来的间接温室气体排放是最大的排放源;提高活性炭得率和活性炭中碳元素含量有利于减少制备阶段的直接温室气体排放。最后,依据计算和分析结果给出相应建议,以期对活性炭生产与应用过程的碳减排研究提供参考。     

世界封存CO_2驱油的现状与前景

"碳捕捉与封存"技术有助于减少温室气体排放和控制全球变暖,评述了世界可深层封存CO2的潜力,世界各国封存CO2提高油田采收率的现状和发展趋势,以及中国CO2驱油的前景。     

CCUS对中国粗钢生产的碳减排潜力评估

在评估2019年277个涉及粗钢生产的钢铁企业和17.6亿tCO₂排放量的基础上,采用针对钢铁行业的全流程CCUS系统评价模型（ITEAM-CCUS模型）研究了粗钢生产结合碳捕集利用与封存技术（CCUS）的CO₂减排潜力.评估设置了8种情景,初步回答了钢铁行业的粗钢生产通过规模化CCUS的减排规模、成本范围、封存场地、优先企业分布等关键问题.结果显示：粗钢企业开展全流程CCUS项目可以实现大规模的CO₂减排.在早期示范机会情景,企业全流程CO₂强化深部咸水开采（CO₂-EWR）和CO₂提高石油采收率技术（CO₂-EOR）结合项目增加67~467元/t粗钢的单位成本（60%捕集率的平准化成本低于300元/t）可以年累计减排8.7亿t规模CO₂,约占总捕集量的88%;单独EWR项目年累计驱替深部咸水10.5亿t.具有CCUS改造潜力的粗钢企业主要分布于渤海湾盆地、准噶尔盆地、江汉盆地与鄂尔多斯盆地.     

含杂质CO2管道输送泄漏扩散的数值模拟

在全球变暖形势下,减轻温室气体排放所造成的气候变化是21世纪全人类面临的巨大挑战。碳捕获、利用与封存(CCUS)作为一项极具潜力和环境效益的应对全球气候变化的新兴技术,成为全球研究的焦点。管道中输送的含杂质CO_2流体不可预见的泄漏和扩散,会对人类和动物构成潜在的生理危害并造成巨大的经济损失。基于某油田含杂质CO_2特定管段泄漏点的扩散数值模拟研究,应用计算流体动力学(CFD)方法分析了高压CO_2流体泄漏后CO_2浓度的扩散规律和压力云图响应,在此基础上做出安全警示建议,以便定量分析与评价含杂质CO_2管道输送的安全性,为预防及解决CO_2流体泄漏问题提供理论依据。     

钢铁行业生命周期碳排放核算及减排潜力评估

钢铁行业是中国碳密集度最高的工业行业之一,为分析钢铁行业生命周期碳排放及碳减排潜力,从生命周期角度构建碳排放核算模型,以2020年为例开展实证分析,通过优化废钢使用量、化石燃料燃烧量、电力碳足迹因子以及清洁运输比例4项变量,对钢铁行业生命周期碳减排潜力作预测评估,同时使用敏感性分析确定影响钢铁生命周期碳减排因素的关键程度.结果表明,2020年中国钢铁行业全生命周期二氧化碳(CO₂)排放总量约24.04亿t,其中原料获取和加工生产阶段是钢铁行业碳排放的关键环节,占钢铁行业生命周期CO₂排放总量的98%以上.从CO₂排放源类别分析,化石燃料节约和外购电力清洁化是钢铁行业降碳的重中之重.到2025年,通过推广低碳技术、优化电力结构、增加废钢炼钢量、提高清洁方式运输比例,分别可使钢铁行业实现20%、 6%、 5%和1%的碳减排潜力.化石燃料燃烧量对钢铁行业生命周期CO₂排放的影响最显著,电力碳足迹因子和废钢炼钢使用量次之.关于钢铁行业节能低碳技术,短期内以推广轧钢工序与高炉炼铁工序低碳技术为主,未来随着电炉...     

油田绿色企业建设的探索与实践

为实现绿色低碳发展,某油田从全产业链综合考虑,优化能源消费结构、分析举升和注水系统能耗影响因素、升级改造集输系统、攻关储备CO_2驱油技术和H_2S治理技术,实现全方位降能耗、减排放、控污染,促进生态保护,取得显著成果。2019年相比"十二五"末,能耗总量、强度分别下降17.6%,5.2%,二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分别下降18.0%,84.1%,69.0%。     

基于混合生命周期分析的我国海上风电场能耗及温室气体排放研究

随着我国海上风电的快速发展,对其资源环境成本进行系统核算对于全面评价海上风电的节能减排潜力具有重要意义.本研究采用混合生命周期评价方法,对我国第一个海上风电场—上海东海大桥海上风电场(二期)的能耗和温室气体排放进行核算,并将核算结果与典型陆上风电场和其它类型的可再生能源进行比较.结果表明:该海上风电项目全生命周期发电能耗为0.51 MJ·k Wh~(-1),相应的温室气体排放量为26.47g·k Wh~(-1)(以CO_2当量计);在设备制造与运输、建设施工、运行维护、回收处置4个阶段中,设备生产与运输阶段在能耗和温室气体排放的占比最大,分别贡献了能耗的91.23%和温室气体排放量的60.48%;横向比较发现,海上风电场单位发电量的能耗和温室气体排放均高于陆上风电项目,但与光伏、生物质、地热等可再生能源发电项目相比,海上风电项目全生命周期能耗和温室气体排放依然具有一定优势.