二氧化碳捕捉封存技术与中国“绿色煤电”
科技成果——二氧化碳的捕集驱油及封存技术
科技成果——二氧化碳的捕集驱油及封存技术技术类别储碳技术适用范围石化、电力行业、CCUS行业现状二氧化碳的捕集驱油及封存技术（CCUS）是直接减少二氧化碳的储碳技术，该技术目前主要应用于燃煤电厂、油田等领域。
胜利油田已建成国内首个工业化规模燃煤电厂烟气CO2捕集、驱油与地下封存全流程示范工程，包括年处理4万吨烟气的CO2捕集装置，生产的CO2纯度大于99.5%，并在特低渗透油藏上进行驱油，已累计增产原油2.6万吨，地下封存CO29.8万吨。
另外，吉林油田、中原油田、延长石油靖边油田等也已建设运营了示范项目。
技术原理将燃煤电厂、煤化工等企业排放的烟气中低分压的CO2捕集纯化出来，并进行压缩、干燥等处理后，通过管道或罐车等方式输送至CO2驱油封存区块；通过CO2注入系统将CO2注入至地下，有效提高油田采收率的同时，实现CO2地下封存；通过采出气CO2捕集系统将返回至地面的CO2回收，并再次注入至地下，实现较高的CO2封存率。
关键技术（1）低分压CO2捕集工艺优化技术；（2）CO2驱油及封存耦合技术；（3）CO2气窜井化学调堵技术；（4）CO2驱注采输系统腐蚀控制技术；（5）采出气中CO2的分离纯化技术；（6）CO2封存环境监测及评价技术。
工艺流程CO2捕集→输送→注入→油藏（驱油、封存）→采油→地面集输主要技术指标1、CO2捕集能耗低于2.7GJ/tCO2；2、CO2动态封存率50%以上；3、提高采收率5%以上；4、注采输系统腐蚀速率＜0.076mm/a；5、对于CO2驱油过程中地质封存能力的评价预测误差低于10%；6、近地表在线监测系统CO2浓度测定范围为0-5000ppm，检测精度≤±5%，重现性≤±5%，信号传输距离10m；地下水中在线监测系统CO2浓度测定范围为4-1800ppm，检测精度≤±10%，重现性≤±10%，信号传输距离30m。
技术水平“大规模燃煤电厂烟气二氧化碳捕集驱油封存（CCUS）技术及应用”已通过中国石油化工股份有限公司科学技术成果鉴定；“燃煤电厂烟气CO2捕集纯化技术研发及应用”通过山东省科技成果鉴定。
二氧化碳的捕集、封存及综合利用
二氧化碳的捕集、封存与综合利用前言近年来，温室效应加剧问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。
因此，引起温室效应和全球气候变化的二氧化碳的减排技术成为各国关注的焦点，如何从源头减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳的含量成为挑战人类智慧的难题。
中国作为一个发展中国家，主要以煤炭的消费为主，主要的CO2排放源为燃煤的发电厂。
从总量上看，目前我国的二氧化碳排放量已位居世界第二，预计到2025年，我国的CO2总排放量很可能超过美国，位居世界第一。
因此，我国急需对所排放的二氧化碳进行捕获研究，以缓解我国的空气污染压力。
目前CO2的应用领域得到了广泛开拓，除了众所周知的碳酸饮料、消防灭火外，工业、农业、国防、医疗等部门都在使用CO2。
科学研究己经证明，CO2具有较高的民用和工业价值:以CO2为原料可合成基本化工原料；以CO2为溶剂进行超临界萃取；还可应用于食物工程、激光技术、核工业等尖端高科技领域；近年来开发出的新用途如棚菜气肥、保鲜、生产可降解塑料等也展现出良好发展前景。
[1]1.CO2捕集系统CO2捕获技术发展的方向是降低技术的投资费用和运行能耗。
依据捕获系统的技术基础和适用性，通常将火电厂CO2的捕集系统分为以下4种：燃烧后脱碳、燃烧前脱碳、富氧燃烧技术以及化学链燃烧技术。
1.1 燃烧后脱碳燃烧后脱碳是指采用适当的方法在燃烧设备后，如电厂的锅炉或者燃气轮机，从排放的烟气中脱除CO2的过程。
在燃烧后捕集技术中，由于烟气中CO2分压通常小于0. 15个大气压，因此需要与CO2结合力较强的化学吸收剂分离捕集CO2，用于CO2捕集的化学吸收剂主要是能与CO2反应生成水溶性复合物的有机醇胺类。
目前在CO2捕集方面研究和采用较多是醇胺法(MEA法)。
[2]燃烧后捕集技术是一种成熟的技术，这种技术的主要优点是适用范围广，系统原理简单，对现有电站继承性好。
但捕集系统因烟气体积流量大、CO2的分压小，脱碳的捕集成本较高。
燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术路线选择
燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术路线选择一、本文概述随着全球气候变化问题日益严峻，减少温室气体排放成为国际社会关注的焦点。
作为全球最大的碳排放源之一，燃煤电厂的碳排放控制和减排显得尤为重要。
近年来，燃煤电厂碳捕集、利用与封存（CCUS）技术作为一种有效降低碳排放的手段，受到了广泛关注。
本文旨在探讨燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术的不同路线，分析其技术特点、经济性、环境影响等方面，以期为我国燃煤电厂碳减排提供科学合理的决策依据。
本文首先介绍了燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术的基本原理和关键技术环节，包括碳捕集技术、碳运输技术、碳利用技术和碳封存技术。
本文详细分析了各种碳捕集技术路线的优缺点，如化学吸收法、物理吸收法、膜分离法等，并对比了各种技术的适用范围、成熟度和经济性。
本文还探讨了碳捕集后二氧化碳的利用途径，如 Enhanced Oil Recovery（EOR）、化工合成、生物固定等，并分析了各种利用途径的经济性和环境影响。
在分析碳捕集、利用技术的基础上，本文进一步探讨了碳封存技术路线的选择，包括地质封存、海洋封存和矿物碳化封存等。
本文分析了各种封存技术的可行性、安全性和环境影响，并探讨了碳封存项目的风险管理。
本文结合我国燃煤电厂的实际情况，提出了适合我国国情的燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术路线选择建议，以期为我国燃煤电厂碳减排提供参考。
本文的研究成果对于推动我国燃煤电厂低碳发展、实现能源结构优化具有重要意义。
二、燃煤电厂碳排放现状及影响燃煤电厂作为能源供应的主要来源之一，在全球范围内发挥着重要作用。
其产生的二氧化碳（CO2）排放也是全球温室气体排放的主要来源。
据统计，全球约40的CO2排放来自燃煤电厂。
在我国，煤炭作为主要能源，燃煤电厂的碳排放量占据了全国碳排放总量的近一半。
这一现状不仅加剧了全球气候变化的危机，也对环境、经济和社会造成了深远影响。
燃煤电厂排放的CO2是造成全球气候变暖的主要原因之一。
二氧化碳的捕捉与封存技术
2050年，ACT Map情景和BLUE Map情景下分 部门工业二氧化碳减排分类
各地区、各国二氧化碳捕集和封存 （CCS）最新动态
在世界上大多数国家和地区， CCS被认为是一种重要的温室气体 （GHG）减排方案。许多地区的 政府，为了保障CCS的实施，正在 逐一制定相关能源和环境的政策框 架，但仍然存在许多不足。
一、二氧化碳的来源及排放
二氧化碳的来源
二氧化碳的主要排放源为化石燃料燃烧
其中，化石燃料使用所释放的的 二氧化碳量占人类活动二氧化碳的 排放量的80%以上，而人类毁林行 为和生物代谢排放的二氧化碳量占 全球温室气体排放总量的17.3%
化石燃料消费比重
化石燃料排放二氧化碳比重
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
445~490
490~535 535~590 590~710
350~400
400~440 440~485 485~570
-85~-50
-60~-30 -30~+5 +10~+60
概述
• CCS情景：ACT Map
BLUE Map
• 各地区、各国二氧化碳捕集和封存（CCS） 最新动态 • 环境公约与保护法 • 公众意识和公众支持
电力终端使 用效率 16%
全部可再生 能源, 21%
2050年相对于基准情景，ACT Map和BLUE Map情景下二氧化碳减排量在技术层面的比较
ACT Map情景
燃料转化部 门, 20%
5.1GtCO2捕集量
BLUE Map情景
10.4GtCO2捕集量
工业部门, 20%
燃料转化部 门, 26%
工业部门, 12% 电力生产部 门, 68% 电力生产部 门, 54%
二氧化碳捕集、利用与封存技术20160404
二氧化碳捕集、利用与封存技术20160404二氧化碳捕集、利用与封存技术调研报告一、调研背景为减缓全球气候变化趋势，人类正在通过持续不断的研究以及国家间合作，从技术、经济、政策、法律等层面探寻长期有效地减少以二氧化碳为主的温室气体排放的解决途径。
中国作为一个发展中国家，在自身扔面临发展经济、改善民生等艰巨情况下仍然对世界做出了到2020年全国单位国内生产总值CO2放比2005年下降40%至45%的承诺，这将会给中国的能源结构产生深渊的影响，也将会给经济发展带来一场深刻的变革。
二、CCUS技术与CCS技术对比CCS（Carbon Capture and Storage，碳捕获与封存）技术是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来，再通过碳储存手段。
潜在的技术封存方式有：地质封存（在地质构造种，例如石油和天然气田、不可开采的煤田以及深盐沼池构造），海洋封存（直接释放到海洋水体中或海底）以及将CO2固化成无机碳酸盐。
CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕集、利用与封存）技术是CCS技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。
与CCS相比，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。
中国的首要任务是保障发展，CCS技术建立在高能耗和高成本的基础上，该技术在中国的大范围推广与应用是不可取的，中国当前应当更加重视拓展二氧化碳资源性利用技术的研发。
三、二氧化碳主要捕集方法目前主流的碳捕集工艺按操作时间可分为3类———燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集（燃烧中捕集）。
三者个有优势，却又各有技术难题尚待解决，目前呈并行发展之势。
燃烧前捕集技术以煤气化联合循环（IGCC）技术为基础，先将煤炭气化呈清洁气体能源，从而把二氧化碳在燃烧前就分离出来，捕进入燃烧过程。
碳捕集与封存技术(CCS)成本及政策分析
1前言当前,减排CO2的呼声日益高涨,其主要排放源是化石燃料的使用。
根据国际能源署(IEA)的统计,2008年世界能源需求中,化石能源占到约80%的比例[1]。
由于煤炭利用的成本比石油、天然气低很多,且从全球能源储量分布情况来看煤炭资源较为丰富,因此,可以肯定未来一段时期内煤炭利用总量仍将持续增长。
特别是像中国、印度等国家煤炭比例占绝对优势,经济的快速增长及对能源安全的考虑都将促进对煤炭的利用。
在未来相当长的时间内,我国的一次能源仍将以煤为主。
近年来,国内用于发电的煤炭量占到煤炭消耗总量的一半以上。
燃煤发电企业作为CO2排放的重要来源之一,面临的环保压力逐年增大。
在这种形势下,国内相关企业、研究机构积极致力于燃煤发电领域各种CO2减排技术的研究,包括燃烧前碳捕集、燃烧后碳捕集及纯氧燃烧等。
其中,燃烧前碳捕集技术在电力行业中主要应用于整体煤气化联合循环(IGCC)发电厂。
IGCC发电技术被认为是目前世界上最清洁的燃煤发电技术,其粉尘、SO2、NO x等污染物接近零排放。
目前,美、欧、日均已建成IGCC示范电站,并拟在示范成功之后逐步推广。
IGCC发电技术不仅具有燃料来源广、发电效率提升空间大等优点,而且可以实现燃烧前脱除CO2,以较低的成本实现CO2减排。
在未来减排温室气体,应对全球气候变化的过程中,IGCC具有广泛的应用前景。
本文以从IGCC电站捕集CO2,并通过管道运输至油田用于强化采油为例,分析得出IGCC电站进行碳捕集与封存(CCS)的CO2减排成本,提出CCS 在中国推广应用的相关政策建议。
2案例分析2.1IGCC电站CO2减排成本在本文的案例分析中,IGCC电站设计输出功率为400MW级,整个系统主要包括空分单元、气化单元、净化单元及动力单元,所选用设备均基于现有技术,气化炉选用水煤浆气化技术,燃气轮机选用F级燃机,粗煤气净化采用湿法净化工艺,空分系统选用独立的低压空分系统。
在进行经济性估算时,假设电厂建设周期为3年,从2007年1月开始碳捕集与封存技术(CCS)成本及政策分析张建府(中国华能集团绿色煤电有限公司,北京100098)摘要当前,减排CO2的呼声日益高涨。
我国发展二氧化碳捕集与封存技术的挑战及对策建议
我国发展二氧化碳捕集与封存技术 的挑战及对策建议
甘 志霞 ，刘学 之，尚珥佟
（ 北京化工大学经济管理学院，北京 １０ ２ ０ ０９）
摘 要 ：二氧化碳捕 集与封存 （ ｓ ｃｃ ）技术 对于 以煤炭 为主的能 源结构的我 国，具 有特 殊意 义。 目前 ，
（ ｃｏｌｆ ｃｎ ｍｃ ｎ ｎｇｍ ｎ， ｅｉｇ ｎｖｒｔ ｈｍｉ ｌ ｅｈ ｏｏｙ Ｂ ｉｎ ０ ０ ９ Ｃ ｉａ Ｓ ｈｏ ｏＥ ｏ ｏ ｉ ａｄＭａａｅ ｅｔＢ ｉｎ ｉ ｓｙ ｆ ｅ ｃ ｃ ｎｌ ， ｅ ｉｇ１０ ２ ， ｈｎ ） ｓ ｊ Ｕ ｅ ｉ ｏＣ ａＴ ｇ ｊ
中国科技论坛
（０２ ４ ） ４ ２ １年 月 第 期
示范 ， 国政府 、 各 私营机构 、 高校及科研机构都在努
力推 动研究 Ｃ Ｓ 发 和商业化 可行性 。 Ｃ研
一
燃烧前捕集技术 ， 还是普通热电厂的燃烧后捕集技
术， 引入Ｃ ： Ｏ捕集环节都将造成大量的额外 资本投 入和运行维护成本 ， 从而使总体发 电成本增加。而
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｄｕ ｎ ｒ ｔ ｃｕ ｅｂ ｓ ｄｏ ｏ ｌ Ｃ Ｓ ｔｃ ｎ ｌｇ ａ ｐ ｃ ａ ｍｅ ｎ ｎ ｒ ｕ ｏ ｎ ｒ ． ｒ ｓ ｎ ， ＣＳｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｎ ｓｒ ｃ ： ｅｔ ｅ ｅ ｇ ｓｒ ｔ ｒ ａ ｅ ｎ ｃ ａ， Ｃ ｈ ｏｏ ｈ ｓｓ ｅ ｉｌ ａ ｉ ｇｆ ｒ ｕ ｔ Ａｔ ｅ ｅ ｔ Ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｓ ｏ ｙ ｕ ｅ ｙ ｏｏ ｃ ｙ ｐ ｅ ｙ ｉ ｏ ｔ ｅｓａ ｅｏ ｈ ｔｇ ｆ Ｒ＆Ｄ． ｈ ｒ ｓ ｎ ｉｔｎ ｅ ｔ ｒｅ ｓ ａｅ ｄ ｐ ｏ ｍｅ ｔ ｆ ｃｎ ｎ ｈ ｌ ｎ ｅ ｕ ｈ ａ ｉ ｈｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ｈ ｇ ｏ ｔ Ｔ ｅ ｅｉ ａｌ ｇｄ ｓａ ｃ ｌ ｇ ｃ ｌ ｅ ｌ ｙ ｎ ， ａ ｉｇ ｍａ ｙ ｃ ａｌ ｇ ｓｓ ｃ ｓｈ ｇ ｎ ｒｙ ｃ ｎ ｕ ｔ ， ｉｈ ｃ ｓ ｏ ｏａ ｅ ｏ ， ｓ ｆ ｔ ｒｂ ｅ ｔ ｎ — ｅ ｔ ｒ ｏ ｐ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ａ ｓ ｎ ｅｏ ｎ ｙａ ｄ Ｓ ｎ Ｔ ｅ ａｔ ｌ ｔ ｍｐ ｓ ｏｐ ｏ ｏ ｅｓ ｍｅ ｓ ｇ ｅ ｔ ｎ ａｅｙｐ ｏ ｌｍ，ｒ ｓ ｓ ｃ ｏ ｏ ｅ ａｉ ｎ ｂ ｅ ｃ ｆ ａ ｃ ｏ ｍｏ ｅ ｎ Ｏｏ ． ｈ ｒ ｃ ｅａｔ ｉ ｅ ｔ ｔ ｒ ｐ ｓ ｏ ｕ ｇ ｓｉ ． ｏ
燃烧前和燃烧后CO2捕集技术最新进展-二氧化碳捕集利用与封存
燃烧前和燃烧后CO2捕集技术最新进展许世森中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，北京市，102209摘要：电力行业是开展CO2捕集工作的重点领域之一，建设带CO2捕集、利用和封存(CCUS)的低碳排放发电厂，是今后电力行业发展所必须面对的课题。
本文结合华能集团在CO2捕集方面的研发工作，介绍了国内外燃烧前和燃烧后CO2捕集技术的最近进展，并重点介绍了华能IGCC电厂燃烧前CO2捕集、燃气机组CO2捕集、燃煤电厂燃烧后CO2捕集技术开发与示范项目的进展情况。
1 引言二氧化碳（CO2）等温室气体排放带来的气候变化问题越来越受到国际社会的广泛关注。
中国已成为CO2排放量最多的国家之一，减排形势日益严峻。
中国重视应对气候变化工作，在2015年巴黎气候变化大会上，中国重申了减排目标：将于2030年左右使CO2排放达到峰值并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降60%－65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。
在保证经济稳步发展的前提下，中国要完成承诺的减排目标需要付出艰苦的努力。
在各类CO2排放源中，电力行业排放强度大，相对集中，依据IPCC测算，世界范围内与供电取暖相关的CO2排放量占人为排放总量的25%左右，由于中国一次能源中煤炭处于主导地位，电力工业排放的CO2 量接近中国CO2 排放总量的一半，煤电的可持续发展将面临瓶颈。
针对电力生产过程中的CO2减排可采取以下三条路径，一、提高电站发电效率，包括研发和推广高参数燃煤机组，对现役机组进行提效改造，关停小机组等方面；二、优化电源结构，采用可再生能源（水电、风能、太阳能等）和核替代化石能源发电；三、采用CO2捕集和封存技术（CCS）实现直接减排。
目前，前两种路径已得到广泛的认可和应用，国际能源署（IEA）的研究表明，要实现温室气体排放控制的总体目标，应用CCS技术也是必要的减排措施，减排的贡献将逐年增加，预计到2050年通过CCS技术手段实现的减排量将占总减排量的17%。
二氧化碳捕集
二氧化碳捕集二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集（Pre-combustion）、富氧燃烧（Oxy-fuel combustion）和燃烧后捕集（Post-combustion）。
燃烧前捕集燃烧前捕集主要运用于（整体煤气化联合循环）系统中，将煤高压富氧气化变成煤气，再经过水煤气变换后将产生CO2和（H2），气体压力和CO2浓度都很高，将很容易对CO2进行捕集。
剩下的H2可以被当作燃料使用。
该技术的捕集系统小，能耗低，在效率以及对污染物的控制方面有很大的潜力，因此受到广泛关注。
然而，IGCC发电技术仍面临着投资成本太高，可靠性还有待提高等问题。
富氧燃烧富氧燃烧采用传统燃煤电站的技术流程，但通过制氧技术，将空气中大比例的（N2）脱除，直接采用高浓度的（O2）与抽回的部分烟气（）的混合气体来替代空气，这样得到的烟气中有高浓度的CO2气体，可以直接进行处理和封存。
目前欧洲已有在小型电厂进行改造的富氧燃烧项目。
该技术路线面临的最大的难题是制氧技术的投资和能耗太高，现在还没找到一种廉价低耗的能动技术。
燃烧后捕集燃烧后捕集即在燃烧排放的烟气中捕集CO2，目前常用的CO2分离技术主要有化学吸收法（利用吸收）和物理吸收法（变温或），此外还有膜分离法技术，正处于发展阶段，但却是公认的在能耗和设备紧凑性方面具有非常大潜力的技术。
从理论上说，燃烧后捕集技术适用于任何一种火力发电厂。
然而，普通烟气的压力小体积大，CO2浓度低，而且含有大量的N2，因此捕集系统庞大，耗费大量的能源。
二氧化碳运输捕集到的二氧化碳必须运输到合适的地点进行封存，可以使用汽车、火车、轮船以及来进行运输。
一般说来，管道是最经济的运输方式。
2008年，美国约有5800千米的CO2管道，这些管道大都用以将CO2运输到，注入地下油层以提高石油采收率（Enhanced Oil Recovery，EOR）二氧化碳封存二氧化碳封存的方法有许多种，一般说来可分为地质封存（Geological Storage）和海洋封存（Ocean Storage）两类。
燃煤电厂二氧化碳捕集_利用与封存技术_许世森
1背景气候变化已成为一个世界性的热点话题。
2007年6月举行的八国集团德国海利根达姆首脑会议、9月举行的澳大利亚亚太经合组织峰会、第62届联合国大会等一系列国际会议上，气候变化成为国际外交舞台的主旋律。
此外，2007年度诺贝尔和平奖授予了致力于温室气体减排的美国前副总统戈尔与联合国政府间气候变化专家小组（IPCC）。
全球气候变化所造成的影响十分明显，这种影响是全方位的、多层面的，既包括正面影响，同时也包括负面效应。
但目前它的负面影响更受关注，因为这可能会对人类社会的生存与发展不利，特别是对一些脆弱的生态系统和社会经济的脆弱地区及部门。
IPCC预测，21世纪全球平均气温升高的范围可能在1.4℃~5.8℃之间，实际上升多少，取决于21世纪人类化石燃料的消耗量，而其中最主要是电力行业的消耗，因为其几乎占据了近一半的份额。
我国经济持续高速增长导致能源大量消耗，特别是煤炭消耗大幅提高，二氧化碳减排的形势严峻，中国政府在国际上承担遏制全球变暖的政治压力很大。
据《中国电力工业CO2排放的现状及减排的潜力评估》报告分析，我国燃煤电厂2005年排放的二氧化碳约21亿吨，而到了2007年这一数字就超过了27亿吨。
燃煤电厂二氧化碳捕集、利用与封存技术西安热工研究院有限公司许世森郜时旺摘要：结合华能集团在CO2捕集方面所开展的工作，介绍了国内外在燃煤电厂CO2捕集、利用与封存方面的技术进展。
建设附CO2捕集和封存（CCS）的低碳排放燃煤电厂，是今后燃煤发电所必须面对的课题，同时对CO2的资源化利用也应引起足够的重视。
关键字：二氧化碳捕集与封存（CCS）；利用；燃煤电厂Capture,Utilization and Storage Technologyof Carbon Dioxide in Coal-fired Power PlantXu shi sen,Gao shi wangAbstract:Based on capture tasks of carbon dioxide in huaneng group,the article introduces capture,utilization and storage technology development of carbon dioxide in domestic and oversea countries.Planning to construct a low carbon emission coal-fired power plant with capture,utilization and storage technology of carbon dioxide,which is a important topic to coal-fired power plant and great attention is paid to resource utilization of carbon dioxide.Keywords:CCS(capture and storage of carbon dioxide);utilization;coal-fired power plant针对由于二氧化碳的大量排放造成的气候变化问题，国际能源署（IEA）设计了二氧化碳减排的三种情景：第一种是在目前情况下，不采取任何其他附加的变化或者说其他的干预，到2050年，石油消费将增加70%，二氧化碳排放增加130%，全球气温最少要增加6℃；第二种情景被称为ACT情景，应用现有技术，将2050年的排放量控制在现在的水平；第三种情景是被称为BLUE情景，到2050年，二氧化碳的排放量在现有基础上减少50%，根据可预计的技术水平，其中38%的减排量将来自电力行业，即大量采用低碳发电技术。
中国二氧化碳捕集利用与封存技术(CCUS)发展研究
CO2 地质利用与封存技术指通过工程技术手段将捕集的 CO2 进行地质利 用或注入深部地质储层，实现与大气长期隔绝的技术，封存方式分为陆上和离岸 两种。在地质利用与封存方面，国内外各项技术发展水平参差不齐。从全球范围 看，强化采油和浸采采矿技术发展较快，已开始商业化应用；其余技术中，除强 化深部咸水开采与封存技术正在开展工业示范以外，其他技术均处在中试及以下 阶段。我国地质利用与封存技术在近十年均有所发展，尤其是强化深部咸水开采 技术已从概念阶段发展到工业示范水平，但仍整体落后于世界先进水平；尽管驱 替 煤 层 气 技 术 略 处 于 领 先 状 态 ， 但 经 济 效 益 较 好 的 CO2 强 化 采 油 技 术 （CO2-EOR）在我国仍处于工业示范阶段，相比进入商业化应用阶段的国际水平 差距明显。
碳捕获与封存技术在煤矿工程中的应用研究
碳捕获与封存技术在煤矿工程中的应用研究煤矿工程是一个重要的能源行业，然而，燃烧煤炭会释放大量的二氧化碳，对全球气候变化产生了巨大影响。
为了减少煤矿工程对气候变化的负面影响，研究人员开始探索碳捕获与封存技术在矿场中的应用。
碳捕获与封存技术是一种将二氧化碳从燃烧排放物中分离出来并将其长期储存的方法。
在煤矿工程中，这种技术可以分为两个主要方面的应用研究，即在燃烧过程中捕获和储存二氧化碳以及在煤矿井下直接封存二氧化碳。
首先，研究人员在燃烧过程中发展了各种碳捕获技术。
其中最常用的方法是后燃烧碳捕获技术。
这种技术基于燃烧后的废气，将二氧化碳与其他废气组分分离出来。
例如，通过化学吸收剂可以将二氧化碳吸收并分离出来。
此外，膜分离、吸附等技术也在研究之中。
这些技术的研究目标是寻找高效、经济并且可持续的碳捕获方法，以减少煤矿工程对气候变化的负面影响。
其次，煤矿井下的直接封存技术也得到了广泛研究。
这些技术基于将二氧化碳直接注入煤矿井下空腔中，并将其永久储存起来，以避免其进入大气。
主要的封存方法包括地层封存和煤矿封存。
地层封存是指将二氧化碳气体储存在深层地质层中，如盐穴等地质层。
而煤矿封存则是将二氧化碳固体化，注入已经开采完毕的煤矿中，从而将其长期封存。
这些直接封存技术需要进行地质调查、注入方案设计以及监测等环节来确保安全有效地封存二氧化碳。
此外，研究人员还在寻找新的碳捕获与封存技术，并进行技术经济性和可持续性的评估。
例如，近年来，利用天然气水合物进行碳捕获和封存的研究得到了重视。
天然气水合物是一种在特定温度和压力条件下形成的天然气和水分子的复合物，其中天然气水合物可以用来捕获二氧化碳并长期储存。
这种技术的研究不仅在煤矿工程中具有潜力，还可以为其他工业领域的碳减排提供新思路。
综上所述，碳捕获与封存技术在煤矿工程中的应用研究是为了减少煤矿工程对气候变化的负面影响。
通过研究碳捕获技术，我们可以有效地将二氧化碳从煤矿工程中分离出来。
二氧化碳捕集与封存技术当前状况回望及展望
二氧化碳捕集与封存技术当前状况回望及展望二氧化碳是主要的温室气体之一，对全球气候变化和环境影响具有重要作用。
为了应对二氧化碳排放的问题，二氧化碳捕集与封存技术成为了许多国家的研究和开发的重点。
本文将回顾二氧化碳捕集与封存技术的当前状况，并展望未来的发展趋势。
当前，二氧化碳捕集与封存技术已经取得了一定的进展。
首先，二氧化碳捕集技术主要包括化学吸收法、膜分离法和吸附法等。
化学吸收法是目前应用最广泛的技术之一，通过将二氧化碳与一种吸收剂接触并吸附，然后再通过加热或降压来释放二氧化碳。
膜分离法则是利用特殊的薄膜材料实现二氧化碳的选择性分离，从而实现捕集过程。
此外，吸附法则是通过与固体吸附剂接触来捕集二氧化碳，并通过加热或压缩来释放二氧化碳。
其次，二氧化碳封存技术主要包括储存和利用两个方面。
储存技术主要有地层封存、海洋封存和矿物封存等方法。
地层封存是将捕集到的二氧化碳储存在地下的地质层中，目前已有一些商业化的项目在进行中。
海洋封存则是将二氧化碳封存在海洋中的深海或藻类等生物中。
矿物封存则是将二氧化碳与矿物反应，并将其转化为稳定的矿物形式。
而利用方面则包括将二氧化碳利用于工业生产、化学合成和燃料生产等领域，以实现资源的回收利用。
虽然二氧化碳捕集与封存技术在近年来取得了一定的进展，但仍面临一些挑战。
首先，成本仍然是一个重要的问题。
目前，二氧化碳捕集与封存技术的成本相对较高，限制了其在商业化应用的推广。
其次，安全性也是一个关注的问题。
地层封存和海洋封存等技术都涉及到与环境的长期交互作用，可能会带来环境风险。
此外，二氧化碳的长期储存和封存也需要长期监测和管理，需要建立完善的监测体系和管理机制。
未来，二氧化碳捕集与封存技术仍然有许多发展的空间和机会。
首先，技术的进一步改进和成本的降低将促进其商业化应用。
随着工业互联网和人工智能等新技术的不断发展，二氧化碳捕集与封存技术的效率和成本控制将得到显著提升。
其次，国际合作也将推动该领域的进一步发展。
二氧化碳捕集与利用关键技术及应用
二氧化碳捕集与利用关键技术及应用1. 引言嘿，大家好！今天我们来聊聊一个大家都听过，但可能不太了解的话题——二氧化碳捕集与利用。
别担心，不会让你觉得像是在听枯燥的课，咱们就像在茶馆聊天一样，轻松点。
你知道吗？二氧化碳（CO₂）可不是单纯的“坏家伙”，虽然它在气候变化中是个大角色，但如果好好利用，竟然还能变成宝贝呢！所以，今天咱们就来看看这项技术的关键点以及它的应用，走起！2. 二氧化碳捕集技术2.1 什么是二氧化碳捕集？先来搞明白，二氧化碳捕集到底是什么。
简单来说，就是把空气中的二氧化碳抓住，像抓小猫小狗一样，把它们“囚禁”起来。
想象一下，咱们的工厂、发电厂排放的二氧化碳就像是肆意奔跑的小妖怪，捕集技术就是那个勇敢的猎人，把它们一一抓回家。
这个过程有很多种方法，比如化学吸收法、物理吸附法，还有膜分离法等等。
每种方法都有自己的特点，就像不同的调料，各有各的风味。
2.2 关键技术说到技术，那可真是一门大学问。
现在最流行的方式是用一些特殊的材料来吸附二氧化碳。
比如，咱们可以用“活性炭”——这东西就像是个超级吸尘器，能把二氧化碳吸得干干净净。
还有一些新型的材料，像是金属有机框架（MOFs），它们就像海绵一样，能把二氧化碳吸收得特别彻底，真是个“顶尖高手”。
再比如，最近有个叫“直接空气捕集”的技术，听起来酷炫吧？它就是从空气中直接把二氧化碳提取出来，像是把水从河里打上来一样。
3. 二氧化碳的利用3.1 二氧化碳变废为宝咱们捕集到的二氧化碳可不能就这么放着。
要知道，它可是个宝藏！拿它来做什么呢？有些聪明的科学家把它转化成燃料，嘿，这样咱们就能用二氧化碳来发电，真是大开眼界！想象一下，家里的灯泡亮起来，背后却是二氧化碳在发光发热，感觉是不是特酷？此外，二氧化碳还可以用来制造化学品，甚至是塑料，简直是个全能选手。
3.2 应用实例在实际应用上，二氧化碳捕集与利用已经开始展现它的威力。
有些企业已经在采用这些技术，把废气变成新产品。
碳捕获与封存技术
碳捕获与封存技术（CCS）2010-01-18 11:21:51| 分类：行业研究阅读315 评论1 字号：大中小订阅目前二氧化碳在大气中的含量水平为百万分之三百八十五，而其正以每年3%的速度增长。
按这个速度发展，到2100年，空气中的二氧化碳的聚集量将达到百万分之一千一百，整个地球的气候条件将逐步接近史前年代：地球大气层和金星的大气层相类似，二氧化碳取代氮气成为主要成分;温室效应造成的高温将不适合任何动物的生存，人类社会则将在这一进程中崩溃。
造成这一切的主要原因，就在于人类的工业化进程使得碳的排放量已经远远超过了自然体系捕获碳的能力。
如何阻止这一进程发展下去是个棘手的问题。
作为补救措施之一，人类已经开始尝试将碳捕获与封存(CCS)作为一种产品推向前台，并已经在部分地区进行试点。
自然碳捕获地球形成之初，大气层的主要成分是二氧化碳和甲烷，是个不适宜居住的星球。
但自然改变了这一切。
经过数亿年的时间，大部分二氧化碳都被“蓄碳池”体系所吸收。
海水、绿色植被都是蓄碳池体系的组成部分。
现今地球的海水里充满了远古时代的碳，其总量大约有35万亿吨。
而经过数千万年的时间，地球上的原始森林也吸进了数万亿吨的二氧化碳。
被植物所捕获到的大多数二氧化碳经过数十亿年的时间，都演变成更加固定的地质形态，包括石灰石、页岩，也包括煤炭、石油和天然气等碳氢化合物。
直到大约500年前，这种自然碳捕获的过程都进行得十分顺利。
碳的循环在当时达到了一定的平衡：腐烂的植物或者火焰每排放一个二氧化碳分子，森林或海洋就会重新吸收一个同样的分子。
空气中的二氧化碳浓度为百万分之二百七十。
然而，从公元1500年开始，这种平衡被逐渐打乱。
由于农业的发展和对木材的需要耗尽了森林，地球吸进碳的能力逐步下降。
更为重要的是，对能源需求贪得无厌的工业革命引发了碳氢化合物燃烧量的骤增，从而扭转了数亿年来碳储存的平衡。
从18世纪末以来，人为的二氧化碳排放量已经从微不足道的每年1亿吨上升到每年63亿吨，大约比生物圈所能吸收的量多了一倍。
碳捕捉和封存技术
碳捕捉和封存技术
碳捕捉和封存技术是一种能够将二氧化碳气体从大气中捕集并
储存在地下层的技术。
该技术的主要目的是减少大气中的温室气体排放，缓解全球气候变化的影响。
碳捕捉和封存技术可以应用于各种行业，包括煤电、石油、天然气等能源产业，以及钢铁、水泥等工业领域。
该技术的实现过程包括三个主要步骤：碳捕集、碳运输和碳封存。
首先，在能源或工业生产过程中，使用各种技术将二氧化碳气体捕集起来。
然后，利用管道或船舶等运输工具将这些气体运输到地下储存区域。
最后，在地下深处的适当地层中封存这些二氧化碳气体，以确保其长期稳定地储存。
碳捕捉和封存技术是一项非常重要的技术，它可以帮助我们在减少温室气体排放的同时保持经济增长。
虽然该技术还面临着一些挑战，例如成本高、安全风险等问题，但是随着技术的不断发展和完善，碳捕捉和封存技术将会成为未来应对气候变化的重要手段。
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二氧化碳捕捉封存技术与中国“绿色煤电”一、气候变化的现实性和减排温室气体现状的严峻性2009年12月，联合国气候谈判会议将在哥本哈根召开。
这是继京都议定书之后，世界各国关于气候谈判最重要的一次会议。
全球气候变暖已经成为人类生存的一大威胁，是世界各国，包括发达国家和发展中国家，面临的一个亟待人类共同努力来解决的严重问题。
引发全球气候变化的主要原因是，过去一百多年间，人类一直依赖石油煤炭等化石燃料来提供生产生活所需的能源，燃烧这些化石能源排放的二氧化碳（CO2）等温室气体，使得温室效应增强。
因此，国际社会在《联合国气候变化框架公约》基础上对全球气候变化问题进行了广泛合作。
缔约国于1997年签定的《京都议定书》设定了主要工业化国家减少温室气体排放的目标。
降低碳排放从此成了全球应对气候变化共同努力的目标。
如果将全球温室气体排放量按行业统计，发电行业是最大的排放源，它还将是在2050年前增长最快的排放源。
而燃煤发电又是发电行业中碳排放的最主要来源。
全球发电行业燃煤发电占40%。
全球有大量的化石燃料电厂在运行，发展中国家如印度和中国，新建电厂仍以化石燃料为主。
这就需要找到一种针对化石燃料发电的脱碳解决方案。
在减少碳排放的过程中，发电厂所肩负的责任最为重大，而在煤电当道，替代发电无法短期内实现规模效应的情况下，就引出了本文要讨论的碳捕集和储存（Carbon Capture and Storage, CCS）技术。
二、碳捕集和储存是一种主要针对燃煤发电碳排放的解决方案CCS定义对于CCS的定义有许多，目前被广泛接受的定义是“一个从工业和能源相关的生产活动中分离二氧化碳，运输到储存地点，长期与大气隔绝的过程”。
CCS的产业链由四部分组成，即（1）捕集、（2）运输、（3）存储和监测，用于（4）增加石油采收率（EOR）。
通俗而言，CCS就是在二氧化碳排放之前就对其捕捉，然后通过管线或船舶运到封存地，最后压缩注入地下，达到彻底减排的目的。
如果技术发展成熟，CCS将成为一个可以使燃煤发电接近“零碳”排放的技术产业链。
目前实验中的CCS技术可消除85~95%的二氧化碳。
另外一些处于研发阶段的技术（化学循环）已证明可以消除99.5%的二氧化碳。
1) 捕集这是最初的一步，在化石燃料燃烧发电之前或之后将CO2分离出来。
目前正在进行试点的有三种捕集技术，每种技术适用于不同类型的发电厂：燃烧后处理（在燃烧后捕捉），能够满足常规的电厂，是最容易理解的技术。
氧化燃料（让燃料在纯氧中燃烧），理论上很有希望但现实应用较少。
如果目前试点成功，氧化燃料可能与燃烧后处理竞争市场。
燃烧前处理（在燃烧前捕捉），很有可能提供混合的电力、氢气和低碳燃料/原料。
2) 运输将CO2从排放源压缩后运输到存储地点，最可行的方式是管道，但是对于更长距离来说，需要用船运。
运输技术相对成熟。
全球大约有5600公里长的陆上CO2传输管道。
但CO2的运输过程存在一些技术和法律方面的挑战，如输送方式谈判（铺设管道的许可权）。
现有的基础设施将需要大幅增长才能满足运送CCS的容量需求。
3) 储存储存不仅包括将CO2保存在深层地下，还要对泄露进行监测。
油气田已经过深入广泛的地质分析，目前最适合储存CO2的地点是枯竭的油气田。
石油和天然气公司将天然气储存在地下深处已有数十年的经验，他们的成功也为将大量CO2存储上千年或上百万年提供了信心。
除了使用枯竭油气田（DOGF），其他可能的地点还包括盐水层（多孔岩石地层中的小孔充满了盐水，而它被无孔岩层包围），以及无法开采的煤层等。
4) 用于增加油气采收率（EOR/EGR）这是CCS产业链的最后一环，不是必须，而是可选的，并有潜在收益。
具体过程是，注入CO2，将那些开采难度大的石油或天然气“推向”生产井。
EOR/EGR商业运行证明这种方法可以将枯竭油气田寿命预期延长20年（如加拿大的Weyburn）。
当然，这一环节还需进一步检验证明CO2在地下保持不扩散。
三、CCS是一种值得继续推广的碳减排技术如前所述，高度依赖燃煤的发电模式仍将持续，而CCS是目前此种模式下已知的唯一可行的技术解决方案。
燃煤燃气发电产生的CO2经过CCS技术可以消除高达90%。
要实现从现在高碳的发电方式转变为未来零排放发电的低碳目标，CCS潜力巨大，除了可以减少排放，CCS还可以通过提高煤炭利用率，从而有助于这些国家实现更大的能源安全。
现在，行业内和各国政府对CCS技术的可行性有着越来越多的共识。
CCS自2000年起迅速发展到现在，它已成为广受重视的解决气候变化的重要技术。
国际能源机构（IEA ）在2008年世界能源展望中提出的蓝色情景分析中预测，到2050年CCS将对燃煤和燃气发电厂有重大贡献。
各国政府也对此做出响应，纷纷设立专项资金，以供发展CCS技术之用。
其中包括欧盟提供的80亿美元，澳大利亚CCS旗舰计划的20亿美元，和奥巴马政府刺激计划中用于CCS的24亿美元。
四、CCS技术推进还面临的不确定性和挑战目前CCS在世界范围内所取得的成果还只是万里长征的第一步。
根据国际能源机构的估计，到2050年，CCS要想对缓解气候变化产生显著影响，至少需要有6,000个项目。
每个项目每年在地下存储100万吨CO2，而目前全世界只有三个如此规模的项目。
可以说，如果CCS在未来20年不能进化为主流技术，情况将不容乐观。
目前CCS技术无法迅速得到推广的主要原因是其高昂的成本，其推广过程还存在诸多不确定因素，下面我们就对这些因素一一进行论述。
技术成本在CCS过程中，最大的成本支出在捕集阶段，主要有两个原因：部署CCS需要增加资本成本，资本的开支取决于具体的捕集技术（燃烧前，燃烧后，氧化燃料），但基本上都是将CO2从烟道中分离出来、压缩、最后运输。
初步估计，对捕集技术进行改造会增加50%~100%的成本。
长期的热效率损耗，对运营成本有持续影响。
分离和压缩CO2都需要大量能量，致使发电损耗增加约6~12%。
英国气候变化委员会对CCS成本的总体估算约为8美分/千瓦时（基于改造粉末煤电厂，85%捕集效率，英国能源和气候变化部主要矿物燃料价格假设）。
这正是国际能源机构预测未来波浪和潮汐发电所处的范围，略微高于核电7.5美分/千瓦时的上限。
长期储存的可行性CCS的一个关键问题是在地质学上审核安全长期储存CO2的场地。
根据本文技术部分的阐述，有理由认为成功存储是可行的。
国际能源机构指出，初步估计22世纪以前地球上的CCS储存总容量预计将足以满足全球人口的需求。
从长远看，没有任何已证实的方法证明储存CO2的安全性，泄露风险大量存在，如废弃的注水井，毗邻的钻井或未被发现的地震造成的岩层断裂。
因此需要采取监控措施，以保证每个CO2储存场地的选择和运营，以减少CO2泄露到大气或其他物质中的可能性。
政府法律和监管框架CCS技术到目前为止还没有一个有效的法律和法规框架，各国CCS项目缺乏统一的准则，尤其是在CO2运输和长期储存方面。
目前所存在的监管条例，大多是在处理个案的基础上针对具体项目的合同，并且仅限于那些必需解决的问题，以满足现有法规的要求。
对于法规之外的问题，比如长期储存的赔偿责任和安全要求等，并无明确规定。
这造成了长期财产权利和责任的不明确——尤其是在项目注入CO2以后的阶段。
五、政府和社会需要行动起来，应对发展和应用CCS的不确定因素以上对挑战的分析表明，推广CCS技术不可能一蹴而就，需要克服成本、技术和观念认识等一系列挑战。
因此，目前行业迫切需要政府通过金融、监管和行政等措施，以及来自社会各届的支持，应对整体碳减排技术的不确定性。
增加CCS的经济吸引力在一项具有相当潜力的技术发展的早期阶段，来自政府的资助、补贴和贷款担保至关重要。
在当前并不乐观的世界经济形势下，政府也许会由于资金不足，把对CCS的投资放在任务列表中较为靠后的位置，这种做法是可以理解的，但我们建议，由于CCS技术对解决气候变化问题的贡献可能是巨大的，各国政府和决策者应从长计议，在评估对CCS投资的价值时，把长期的社会效益考虑进来。
作为满足碳排放目标的重要技术之一，CCS将在任何长期的碳限额和交易的制度中成为有效的市场决策的成本因素。
当发电机采用CCS比支付CO2津贴更便宜时，经济临界点就出现了。
在今天碳价格为12欧元/吨的情况下，这似乎是相当遥远的未来。
但是各国正纷纷作出努力，对碳排放采取更严格的限制措施。
有效的风险管理和立法制度在CCS的产业链上，我们需要采取一种管理框架，以评估和管理运营前、运营中和后期长期作业的风险。
通过示范项目而获得的最佳实践应当为政策制定提供信息。
例如2008年澳大利亚政府颁布的海洋石油改良（温室气体存储）法案，规定了运输和储存的责任，代表该国在这一领域的重大进步。
关键是要把这些国家的努力变为一个标准化的方法。
某些机构如碳存储领导力论坛与国际能源机构正开展合作，努力建设全球性的管理风险和责任的标准。
建立公众意识公众对CCS的认知度对于技术的发展、推广与实施都起着非常重要的作用。
首先，政府用于支持CCS技术发展的投资应该得到纳税人的认可；同时，当存储地点与居民密集区较近的时候，居民对于CCS技术的了解与认同是项目得以进行的必要条件。
目前，在世界范围内，民众对于CCS的认知还非常有限，举例来讲，90%的美国人从来没有听说过CCS 。
由此可见，对公众进行CCS知识教育是一项长期的、必要的工作。
六、CCS与中国的“绿色煤电”在应对全球气候变暖的问题上，中国选择的道路和世界的选择一致。
不仅如此，在国际上，中国政府积极影响和参与国际减排计划的制定和实施。
在国内，推行低碳经济。
“十一五”规划纲要提出，单位国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。
同时规定，节能减排要写进官员考核评价体系。
在前面的CCS市场前景一节中，我们提到欧洲、北美和澳大利亚市场有可能率先实现规模发展，引领技术发展。
由于CCS技术的诸多不确定性，中国对此持比较谨慎的态度，目前还没有大规模开展CCS示范活动。
但中国在应对气候变化和减缓温室气体排放方面所付出的努力，并不在发达市场国家之后。
在CCS 方面，中国对于CCS技术的了解和关注程度非常高。
同时，作为以煤为主要能源的国家，面对国内火电装机的比例达到了四分之三的事实，中国不仅密切关注CCS等前沿脱碳技术的发展，同时，更加务实地采取了一条以IGCC（整体煤气化联合循环发电系统）为主导的“绿色煤电”路线图。
发展“绿色煤电”是中国电力工业未来的重要战略选择中国以燃煤为主的发电结构在未来长时间内不会改变。
预计到2020年，煤电仍将占中国发电结构的60%左右，未来中国控制燃煤发电污染物排放的任务将更加艰巨。
因此为了使煤电得到可持续发展，中国有必要探索煤电二氧化碳的减排技术和开发煤基氢能技术，这是中国电力工业重要任务之一。