欧洲CCUS技术发展现状及对我国的启示

在欧盟提出2050年实现碳中和愿景的大背景下，碳捕集、利用与封存(CCUS)技术作为实现碳减排目标的关键技术手段，在欧洲迎来了重大发展机遇。汇总并讨论了欧洲的CCUS技术发展现状，包括资金激励政策、碳税政策、法律法规和技术创新政策；总结了欧洲发展CCUS技术主要面临的挑战，包括公共资金的落实、CCUS政策体系的发展以及CCUS项目责任的界定等。研究指出：欧洲的CCUS技术发展较成熟，相关法律法规、资金激励、税收扶持政策和技术创新政策等比较完善；生物质能结合碳捕集与封存(BECCS)和直接空气碳捕集与封存(DACCS)是欧洲未来实现CO₂负排放的重要手段，CO₂工业集群和运输网络的开发可以大幅减小CO₂的运输费用，形成规模化效应，从而增大CCUS的适用范围。我国于2020年提出2030年实现碳达峰、2060年前实现碳中和的“双碳”战略目标，借鉴欧洲CCUS的发展现状和相关政策，结合我国的基本国情，提出了我国目前发展CCUS技术亟需解决的若干问题，并给出相应建议。     

碳中和背景下碳捕集、利用与封存技术专利发展研究——基于知识图谱的可视化分析

碳捕集、利用与封存（CCUS）技术被认为是未来实现碳中和目标的核心技术。本文利用CiteSpace软件对德温特专利数据库中的CCUS技术专利进行计量分析,通过知识图谱的构建,探究其专利文献的时间与空间分布,整体热点技术与前沿技术,各领域CCUS技术发展,以及其各自领域的热点技术和创新性技术。结果表明:美国和中国是CCUS技术的研究大国,中国的专利权人大多是高校机构;废气处理技术和CO2驱油技术是CCUS技术专利的热点技术;碳捕集技术中,热点技术是解吸塔技术的研究,利用含钙的化合物转化CO2为无机盐后捕集的技术是新兴领域;碳利用技术中,利用CO2生成碳纤维成为热点技术,混合利用技术是创新研究方向;碳封存技术中,罐体以及释放装置的技术专利是热点技术,不同环境中的包装技术以及运输过程中的装置发明是新的研究方向。     

燃煤电厂碳捕集、利用与封存商业模式与政策激励研究

碳捕集、利用与封存（carbon capture，utilization and storage，CCUS）产业化面临成本高昂、技术安全性及公众接受性等多重挑战，但是，缺乏成熟的商业模式以及相应的政策激励，更是阻滞CCUS技术产业化发展的重要因素。因此，探索可行的CCUS商业模式，并制定相关激励政策，对于促进CCUS商业化部署、实现国家碳中和目标具有重要意义。以燃煤电厂为重点，构建系统动力学模型，从经济、技术可行性以及减排效益等层面对比分析了2种不同的CCUS商业模式，并对不同激励政策情景下系统运行效果进行评估。结果表明，垂直整合模式是目前中国最有发展潜力的CCUS商业模式，不同的激励政策会引起CCUS系统发生不同的变化。基于研究结论，本文提出制定差异化的发电配额补贴政策、积极发展碳排放权交易市场等建议。     

碳中和背景下中国碳捕集、利用与封存项目经济效益和风险评估研究

在后疫情时代全球经济复苏的关键时期,中国提出了努力到2060年实现碳中和的明确气候目标。碳捕集、利用与封存（CCUS）被认为是未来实现碳中和愿景的关键技术,为CCUS项目建立合理的商业模式是未来推动CCUS项目在中国进行大规模部署的必要环节。通过对中国现有CCUS示范项目和国际大型一体化CCUS项目的分析发现,CCUS项目未来的商业模式必须包括政府指导、配套激励政策支持、碳交易市场支持、企业联合投资或成立合资公司分担风险,以及结合具有高附加值的二氧化碳利用技术。以广东省某超超临界燃煤电厂为例,利用净现值法和@risk软件对百万吨级的碳捕集结合二氧化碳提高采收率项目进行经济效益和风险评估,结果显示,在当前油价和碳价均属于较低水平的情况下,缺乏完善商业模式的高附加值项目仍有可能实现盈利。随着全国碳市场的完善带来的碳价增长,全球经济实现复苏导致的油价上升,均有望对CCUS项目的经济效益产生积极影响,未来十年将成为CCUS发展的关键时间节点。     

蒙古国SNG项目全流程CCUS预可行性研究

蒙古国Baganuur煤矿附近拟建设煤制天然气项目(synthetic natural gas,SNG),为了促进煤转化项目的低碳可持续发展,拟开展SNG项目全流程碳捕集,利用和封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)的预可行性研究。针对蒙古国的SNG项目特点和地质条件,采用预可行性研究框架完成了咸水层封存场地的评价与筛选、场地性能评估、全流程CCUS项目技术设计、技术经济评价等研究内容。初步的场地适宜性评估结果显示:Nyalga盆地具有大量的高适宜的CO₂-EWR封存场地和充足的封存容量,目标封存场地的储盖层性能良好。全流程CCUS项目的设计流程为工艺过程分离的高浓度CO₂直接压缩,经管道运输至临近的咸水层场地,设定CO₂总捕集量的90%用于强化深部咸水开采(CO₂enhanced the recovery of water,CO₂-EWR),10%出售给蒙古国石油企业开展提高原油采收率(CO₂enhanced the recovery of oil,CO₂-EOR)研究示范或其他用途。经过评估,20年项目周期的全流程CCUS项目的综合平准化成本为18.8USD/t CO₂,年减排规模为5Mt CO₂,年增采深部咸水5.13Mt。研究为蒙古国内开展CCUS技术提供参考,同时也为一带一路国家低碳、可持续地利用化石能源并发展工业提供参考。     

国家能源集团燃煤电厂CCUS改造的成本竞争力分析

利用二氧化碳捕集封存与利用技术(CO2capture utilizationandstorage,CCUS)对燃煤电厂进行改造是煤电低碳化和绿色化的重要机遇。研究采用企业层面的CCUS系统评估方法对国家能源集团(原神华)下属燃煤电厂开展了分析。评估方法包括电厂改造、场地适宜性评价、源汇匹配等。分析结果表明:原神华燃煤电厂72 720 MW机组中超过60%的机组具有实施CCUS改造的基础条件;在捕集率为50%(450g/(k W?h)气电标准)、250 km距离匹配、全流程CCUS项目平准化净减排成本低于50 USD/t CO2的条件下,每年可减排CO2约0.51亿吨,煤电总的减排电价约为?10.74～92.03USD/(MW?h)。尽管CO2排放强度略有不同,但部分改造电厂相对于现有燃气发电与风能发电具有一定优势;若考虑技术进步、系统优化和激励政策等变化,CCUS改造的成本将大幅度下降,煤电综合减排电价将更具成本竞争力。     

面向碳中和目标的碳捕集、利用与封存发展初步探讨

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。     

碳中和驱动下CCUS项目衔接碳交易市场的关键问题和对策分析

我国明确了努力到2060年实现碳中和的气候目标,碳交易市场作为推动低碳发展的市场化手段,在实现碳中和进程中的关键作用已得到广泛认可。碳捕集、利用与封存(carboncapture,utilizationandstorage,CCUS)被认为是大部分工业行业实现碳中和的可靠选择。目前,我国尚未有CCUS项目与碳市场进行衔接的成功案例,也缺少相关的政策法规建设。通过总结国际CCUS项目与碳交易体系衔接的成功经验,结合我国CCUS项目和碳市场的发展情况,发现在CCUS项目与碳市场衔接的过程中还可能存在CCUS项目实际减排量核算不准确、潜在的减排量双重计算、监测责任划分不清晰等问题。因此,该文提出多项建议以推动CCUS项目与碳市场进行衔接:通过确立证书制度以明确CCUS项目实际减排量的方法学,保证CCUS项目减排量核证的准确性;利用成本补贴机制和配额拍卖补贴机制激励CCUS项目发展,并可以为其他激励机制的建立提供借鉴;加快制定CCUS项目的专项监管政策,探索CCUS项目监管政策与现有法律框架进行纳入或衔接的可能。开展CCUS项目衔接碳市场的方法学研究,解决衔接过程中的关键问题,探索具体的衔接办法,将有利于提高CCUS技术和碳市场的相互推动作用,共同助力实现碳中和。     

燃煤电厂实施CCUS改造适宜性评估：以原神华集团电厂为例

燃煤电厂结合碳捕集、封存与利用技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)被视为未来实现全球2℃温升目标实施深度碳减排的必要技术路线。中国电源结构以煤电为主,评估现有燃煤电厂实施CCUS改造的技术可行性具有重要意义。研究开发了适用于企业层面的燃煤电厂开展CCUS技术改造的评估方法,提出主要评估依据及核心参数,并以原神华集团有限责任公司燃煤电厂实际运行情况为样本,开展了燃煤电厂进行全流程CCUS改造的适宜性评估。研究显示:原神华集团燃煤机组中约55.89 GW机组(约占总装机容量的77%)具备增加碳捕集装置的基础条件,其中约44.14 GW机组(约占具备捕集条件总装机容量的79%)具备CO2运输、利用与封存改造(仅考虑CO2-EOR和CO2-EWR技术)的基本条件。总体来看,约60%总装机容量的机组具备实施全流程CCUS的初步可行性。本研究将为制定国家CCUS技术发展路线图以及企业制定中长期CCUS发展规划提供参考。     

基于碳交易的碳捕集电厂不同策略研究

在低碳经济的政策环境下,实现CO2的有效减排是当前电力行业面临的突出问题.碳捕集和封存技术是实现电力低碳化发展的关键技术,本文结合碳交易的不同发展阶段,提出碳捕集电厂不同的应对策略,使碳捕集电厂达到收益最大化的目的.     

Theoretical study of contact-mode triboelectric nanogenerators: Analytical and numerical study for

An analytical and numerical analysis on contact-mode triboelectric nanogenerators (TENGs) was carried out in this work. Based on the analytical model, the time-dependent transferred charge and the relationship between the transferred charge and accelerated velocity were numerically analyzed. The approach used here is the general interpretation of the contact-mode TENG for the time-dependent transferred charge, which can be used as a guidance for a practical design of the TENG system.     

聚合物电解质燃料电池的研究进展

综述了聚合物电解质燃料电他(PEMFC)最新的研究进展,包括离子交换膜、膜电极结构及工艺、电催化剂、水和热管理.最后,对我国的PEMFC研究提出了意见.     

Computational study of carbon-based electronics

Graphite-related materials such as carbon nanotubes and graphene nanoribbons have been extensively studied in recent years due to their exceptional electronic, opto-electronic, and mechanical properties. To explore the physics of carbon-based devices and to find methods to improve their functionality and performance, we present a comprehensive numerical study employing the non-equilibrium Green’s function formalism, in conjunction with a tight-binding model for the band-structure. The electronic and optoelectronic properties of carbon-based devices is studied. The effect of electron-phonon interactions on the static and dynamic response of such field-effect transistors is discussed and simulation results are compared with experimental data. The results indicate that the inclusion of scattering mechanisms is essential to understand the behavior of such devices. Due to the direct and relatively narrow bandgap of carbon-based devices, they have been considered as a candidate for future infra-red photo-detectors. In this work, we analyze the efficiency of such devices.     

Dielectric study of electrolyzed rubber

Rubber was produced by placing rubber latex between two electrodes between which an external voltage was maintained. The thickness of the rubber deposited on the anode was measured as a function of time of electrolysis, voltage applied across the electrodes and distance between the electrodes. Based on the observed dielectric responses of rubber obtained through the electrolysis process, an electrical model of conductance and complex capacitance elements linked in parallel is proposed, indicating the additive nature of the individual responses in the system. Electrical representation of rubber obtained by simple drying however showed two different models. Natural rubber was found to have all the elements connected in parallel while that of vulcanized rubber was found to have a series connection of a pair of parallel connected conductance and capacitance elements     

直流输电系统网损研究

为进一步降低直流输电系统的网损,提高直流输电系统的经济性,有必要对直流输电系统的网损进行定量计算。直流换流站网损的计算是直流输电系统网损计算的难点。基于IEC 61803标准提出了换流站各电气设备损耗的计算方法,对不同运行方式下、不同负荷水平下的换流站运行损耗进行计算。计算的原理是分别计算换流站内各设备的损耗,然后总加起来得到换流站的总损耗。采用Visual Basic 6.0编制了换流站损耗的计算软件,结合实际的直流输电工程计算其换流站损耗,发现换流站的损耗主要来源于阀和换流变这2个设备,整流站的总损耗大于逆变站的总损耗。     

钛酸锶合成方法研究进展

介绍了钛酸锶的特点，综述了钛酸锶合成方法的研究进展，包括溶胶一凝胶法、化学沉淀法、高温固相法、微波方法、等离子体法和水热法，指出了用新型方法合成纳米级、多功能的钛酸锶的重要性。     

水下堆石混凝土可行性研究

本文结合堆石混凝土技术和水下不分散混凝土技术,开展水下堆石混凝土试验研究。首先根据水下浇筑混凝土的特点,设计了进行水下堆石混凝土浇筑所需要的专用自密实混凝土配合比,采用水下浇筑模拟方式,完成了尺寸为500mm×500mm×500mm的水下堆石混凝土大试块浇筑试验。试验成果说明：完成的水下堆石混凝土试块密实度好,水陆强度比大于70%,且轴心抗压强度值达到29MPa,验证水下堆石混凝土技术的可行性。本文为水下堆石混凝土技术的进一步发展奠定试验基础。     

Reliability study of phase-change nonvolatile memories

A detailed investigation of the reliability aspects in nonvolatile phase-change memories (PCM) is presented, covering the basic aspects related to high density array NVM, i.e., data retention, endurance, program and read disturbs. The data retention capabilities and the endurance characteristics of single PCM cells are analyzed, showing that data can be stored for 10 years at 110/spl deg/C and that a resistance difference of two order of magnitude between the cell states can be maintained for more than 10/sup 11/ programming cycles. The main mechanisms responsible for instabilities just before failure as well as for final device breakdown are also discussed. Finally, the impact of read and program disturbs are clearly assessed, showing with experimental data and simulated results that the crystallization induced during the cell read out and the thermal cross-talk due to adjacent bits programming do not affect the retention capabilities of the PCM cells.     

复合空心绝缘子的初步研究

通过水煮试验及吸红试验的测试，优选出了复合空心绝缘子用玻璃钢管的环氧树脂体系及玻纤类型，比较了湿法纤维缠绕管及布带浸渍管的水煮性能，从而确定了适宜复合空心绝缘子玻璃钢管的成型方法。