碳捕捉与封存技术国内外研究现状评述及发展趋势

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碳捕集与封存技术研究

碳捕集与封存技术研究

碳捕集与封存技术研究一、引言地球温度的上升引起了全球气候变化的问题,使得碳排放成为了全球关注的热点问题之一。

碳排放从源头上控制已经成为了国际大势所趋。

碳捕集与封存技术就是由此派生出来的技术之一。

本文将深入探讨碳捕集与封存技术研究的现状与未来展望,旨在为碳捕集与封存技术的推广提供有益参考。

二、碳捕集与封存技术的定义和分类碳捕集与封存技术是指从燃烧排放的二氧化碳中分离出大量的碳,并将其存储在地下,以减缓温室效应的发展。

碳捕集和封存技术可以分为三类:第一类是通过气相传输或化学吸收来捕获二氧化碳的技术;第二类是将CO2压缩输送到沉淀可能存储二氧化碳的地下岩层或地质盆地;第三类是通过生物质将二氧化碳转化为其他有用的物质来减少CO2的排放量。

三、碳捕集与封存技术的现状1.技术成熟度碳捕集与封存技术研究的历史可以追溯到20世纪60年代,现在已经有了很大的进展,目前,该技术已经实现了可度量的大规模demo项目,能够进行大规模工程开发,并具有一定的经济效益。

2.实际应用迄今为止,全球已经有31个碳捕集与封存项目正在进行中,其中26个正在建设或者规划中,而另外5个已经开始了营运。

最大规模的项目是位于挪威的Sleipner项目,可以将每年约一百万吨二氧化碳存储在地下岩石中。

3.国际合作为了在全球范围内寻求碳排放解决方案,许多国际合作组织已确立,如加拿大的Saskatchewan区域和中国的城市和工业区域、阿拉伯国家等。

同时,还组织了一些国际研究计划,例如欧盟开展的“网络总结碳的战略研究”和美国“大西部碳捕集与地质封存研究联合计划”。

四、碳捕集与封存技术的发展趋势1.技术进步尽管碳捕集与封存技术已经成熟,但是目前仍然缺乏低成本,大规模应用于实际环境中的可行性。

因此在未来的发展中,必须通过技术创新来解决这些问题。

2.政策营造尽管政策环境的利好,但是能否实现大规模应用还有很大的挑战。

政府需要为碳捕集与封存技术创造更好的营商环境,因此政策的优惠和支持至关重要。

碳捕集 利用和封存技术发展现状及应用展望

碳捕集 利用和封存技术发展现状及应用展望

在吸收剂研发方面,研究者们致力于寻找高效、稳定的吸收剂,以实现二氧化 碳的高效吸收和低能耗分离。例如,氨基甲酸盐、碳酸钾等碱性吸收剂在低浓 度二氧化碳环境下仍能保持较高的吸收效率。此外,一些新型吸收剂如金属有 机骨架(MOFs)材料也展现出了良好的性能。
在吸附剂性能优化方面,活性炭、沸石等吸附剂因具有较高的吸附容量和选择 性能,被广泛应用于二氧化碳的吸附分离。通过改进吸附剂的孔结构、表面性 质等,可进一步提高其吸附性能。此外,研究者们还探索了复合吸附剂、负载 型吸附剂等新型吸附剂体系。
三、碳捕集、利用和封存技术的 应用展望
随着技术的不断进步和成本的逐渐降低,CCUS技术在未来将具有广阔的应用前 景。
1、电力行业:在电力行业中,CCUS技术可以用于提高发电效率并降低温室气 体排放。特别是在燃煤电厂中,CCUS技术可以有效地减少CO2排放。
2、工业部门:工业部门是温室气体排放的重要来源之一。CCUS技术可以用于 处理工业排放的废气,尤其是钢铁、化工、石油等重工业领域。通过使用CCUS 技术,这些企业可以减少对环境的影响并提高其产品的竞争力。
在地质封存方面,研究者们通过评估不同地质构造的封存潜力及安全性,实现 二氧化碳的高效注入和长久封存。例如,利用枯竭油气田或煤层作为封存场所, 可实现大量二氧化碳的长期封存。
在海洋封存方面,研究者们通过研究海洋环境及生物地球化学循环规律,实现 二氧化碳的高效溶解和海底封存。例如,将二氧化碳注入深海底部或海山区域, 可实现二氧化碳的长久封存和海洋环境修复。
在分离工艺改进方面,研究者们致力于开发高效、节能的分离工艺,以满足不 同工业过程的需求。例如,膜分离技术具有设备简单、操作方便等优点,被广 泛应用于二氧化碳的分离过程中。此外,新型分离工艺如化学循环汽化吸收法 主要是将捕获的二氧化碳转化为有价值的化学品或燃料,以实现碳 资源的循环利用。目前,碳利用技术的研究主要集中在光催化、电催化、生物 催化等领域。

碳捕捉与封存技术国内外研究现状评述及发展趋势

碳捕捉与封存技术国内外研究现状评述及发展趋势
(1. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 (成都理工大学),四川 成都 610059;2. 成都理工大学 能源学院,四川 成都 610059)
摘 要:目前碳捕捉与封存 (CCS) 技术作为一种新的温室气体减排手段受到西方发达国家热捧,然
而目前 CCS 还远未达到商业化推广阶段,其大规模实施还存在一定的不确定性。中国作为煤炭生产和
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第5期
王 众等:碳捕捉与封存技术国内外研究现状评述及发展趋势
节能与环保
温室气体大幅减排[4]。由于 CCS 技术受能源资源条件 限制较小,该技术受到工业化国家的广泛关注与密 切重视。近年来,我国工业化、城市化和现代化的 加快推进导致能源需求快速增长、CO2 排量急剧上 升,面临的减排压力日趋增大,减排形势日趋严峻。 由于我国“一次能源以煤炭为主、二次能源以煤电 为主”的基本能源结构难以迅速改变,同时拥有丰 富的煤炭资源和巨大的 CO2 封存潜力,许多学者认 为 CCS 在我国的发展前景十分广阔,政府也给予了 高度重视和支持。
1 国外研究现状评述
西方发达国家对 CCS 相关研究起步较早,美国、 加拿大、欧盟等国更是将 CCS 作为本国未来能源战 略的重要组成部分,开展了大量研究。其研究主要 集中在以下几个方面: 1.1 经济评价研究
CCS 作为一项新的减排技术,高昂的成本无疑 是其大规模推广的主要障碍之一,因此对 CCS 经济 性分析就成为早期研究的重点。早在 2000 年,文献 [5]就对整体煤气化联合循环 (IGCC)、天然气联合循 环 (NGCC) 和燃烧粉煤 (PC) 3 类电厂的 CO2 捕捉 成本进行了分析和总结,指出未来技术的进步会大 幅 降 低 捕 捉 成 本 。 在 此 基 础 上 , 文 献 [6]对 IGCC、 NGCC 和 PC 这 3 类电厂采用 CCS 技术后的 CO2 捕捉 成本及减排效率进行了比较,指出天然气价格的上 涨预期使得 NGCC 的捕捉成本高于 IGCC 和 PC,而 IGCC 和 PC 的捕捉成本主要受煤炭质量影响;文献 [7]又通过类比,利用经验曲线对 IGCC、NGCC、传 统 PC 和新式 PC 这 4 类电厂的捕捉成本下降幅度进 行了预测;此后,文献[8]分析了北美“注 CO2 提高

碳捕集及封存技术的现状及发展分析

碳捕集及封存技术的现状及发展分析

碳捕集及封存技术的现状及发展分析目前,碳捕集及封存技术的应用还相对较低,主要原因包括高成本、技术不成熟和缺乏全球合作等。

然而,随着气候变化问题的日益严重和全球对清洁能源需求的增长,碳捕集及封存技术正逐渐成为减少温室气体排放的关键领域。

在碳捕集技术方面,目前主要有三种主要方法:化学吸附、物理吸附和膜分离。

化学吸附是通过吸附剂与CO2反应而去除其高浓度的技术,物理吸附则是利用吸附剂的微孔结构在低浓度CO2中去除CO2、而膜分离则是利用膜材料的特性在CO2和其他气体分子之间进行分离。

这些技术目前还存在一些问题,包括吸附剂寿命短、能量消耗高和选择性不高等。

在碳封存技术方面,有两种主要方法:地下封存和利用CO2作为资源。

地下封存是将CO2永久储存在地下盖层中,例如深海水域或盐水层。

该方法已在一些实际项目中得到应用,但存在地质不稳定性和渗漏风险等问题。

另一种方法是利用CO2作为资源,包括用于工业生产、石油采收和培养水生物等。

这些方法虽然可以减少CO2的排放,但仍面临技术难题和经济可行性的挑战。

尽管碳捕集及封存技术仍面临很多挑战,但目前已经在一些实际项目中得到一定程度的应用。

例如,挪威的Sleipner油田项目利用地下封存技术将产生的CO2注入地下,以避免其排放到大气中。

此外,一些石油和天然气生产项目也开始尝试利用CO2作为资源,例如将CO2注入油藏以增加采收率。

这些项目的实施不仅为减少温室气体排放提供了一种选择,还为技术的进一步发展和成熟提供了宝贵的经验。

在未来,碳捕集及封存技术的发展还需要解决以下几个关键问题。

首先,需要降低成本,使技术更具商业可行性。

目前,能源转型的高成本是碳捕集及封存技术发展的主要障碍之一、其次,需要解决地质封存的安全性和渗漏问题,以保证长期封存的稳定性和可靠性。

此外,还需要加强研究和开发,以提高碳捕集和封存技术的效率和选择性。

最后,需要加强国际合作,共同推动碳捕集及封存技术的发展,分享经验和技术知识,以应对全球气候变化的挑战。

碳捕集与储存技术的现状和前景展望

碳捕集与储存技术的现状和前景展望

碳捕集与储存技术的现状和前景展望越来越多的科学家和许多政府机构都认同,减缓气候变化的最佳方法之一是减少二氧化碳等温室气体的排放。

在应对气候变化这个全球性挑战中,碳捕集与储存技术(Carbon Capture and Storage,CCS)是一个备受关注的解决方案之一。

CCS技术能够提供一种有效的方法,即通过从工业排放来源以及天然气和煤矿等能源生产来源中“捕集”二氧化碳,并将其“储存”在地下。

本文将介绍碳捕集和储存技术的现状和前景展望。

一、碳捕集技术的现状CCS技术主要包括三个步骤:捕集、输送和储存。

捕集是将从发电站、工业过程、化工生产和天然气处理设施等排放二氧化碳的来源中捕集二氧化碳的过程。

实施的方法包括后燃燃气脱碳、前燃燃气脱碳、溶剂密度法、膜分离法和生物质能捕集,等等。

目前,一些国家和地区已经开始采用碳捕集技术。

在美国,约有25个CCS项目正在实施或规划中。

在加拿大,CCS技术正在Petro-Canada Upgrader的实际应用中试验,以减少二氧化碳排放。

在欧洲,多个国家正在推动碳捕集技术的实施。

例如,挪威已经在斯塔扬格工厂和Snøhvit勘探场实施了适当的CO2捕集技术,并将其尝试放入地下。

在该地区,目前尚未出现与密度、水合物以及地震等问题有关的明显问题。

二、碳储存技术的现状储存是将二氧化碳封存在地下或利用海底地质层等地方的过程。

有三种方法可以储存二氧化碳:常规的油气意义上的气藏储存、地质封存和海底储存。

常规油气意义上的气藏储存是将二氧化碳封存在现有气藏中,其中二氧化碳替代天然气或油的存在。

地质封存是将二氧化碳封存在岩石层中,其中岩石层是沉积层和火山岩等。

海底储存是将二氧化碳封存在海底,其中,二氧化碳能够封存在水体下部的沉积物中。

在全球,地质封存技术的应用是最广泛的二氧化碳储存方法。

目前,美国、中国、澳大利亚等国家均在积极推进这项技术。

三、碳捕集与储存技术的前景碳捕集与储存技术的前景非常广阔。

碳捕集与封存技术的现状与发展分析

碳捕集与封存技术的现状与发展分析

碳捕集与封存技术的现状与发展分析引言全球气候变化已成为当今社会面临的一项重大挑战。

其中,大气中二氧化碳(CO2)的浓度不断增加是主要原因之一。

为了应对气候变化并降低CO2排放,碳捕集与封存技术被提出并逐渐发展。

本文将对碳捕集与封存技术的现状和发展进行分析。

碳捕集与封存技术的概述碳捕集与封存技术是指将二氧化碳从大气中捕集并将其封存在地下或其他储存介质中的技术。

这项技术主要包括三个步骤:碳捕集、运输和封存。

•碳捕集:碳捕集是通过使用各种技术将二氧化碳从工业排放源或直接从大气中捕集。

目前,常用的碳捕集技术包括物理吸收、气体分离和化学吸收等。

•运输:捕集到的二氧化碳需要进行运输到封存地点。

运输方式有多种选择,包括管道输送、铁路运输和船运等。

•封存:封存是将二氧化碳储存到地下地层或其他介质中,以防止其再次释放到大气中。

目前,封存技术主要包括地下注入、海洋存储和矿物碳化等。

碳捕集与封存技术的现状目前,碳捕集与封存技术在全球范围内正在逐步发展,但仍然面临一些挑战。

首先,碳捕集技术的成本依然较高。

目前大部分商业化的碳捕集项目都需要高昂的资金投入,使得这些项目难以在经济上可行的情况下进行。

此外,捕集二氧化碳所需要的能源消耗也是一个问题,会增加项目的运营成本。

其次,二氧化碳的长期储存安全性仍然存在一定的风险。

地下封存地点的选择和监测是关键因素,以确保储存的稳定性和防止泄漏。

此外,还需要解决封存过程中可能引发的地质地震等问题。

再次,社会和政治因素也对碳捕集与封存技术的发展产生影响。

公众对于碳捕集与封存技术的认可度和接受度有限,相关政策和法规也需要进一步完善。

碳捕集与封存技术的发展前景尽管碳捕集与封存技术面临一些挑战,但仍然具有广阔的发展前景。

首先,随着全球对气候变化问题日益关注,各国政府和国际组织对碳捕集与封存技术投入的资金和支持不断增加。

这将促进技术的研发和商业化。

其次,碳捕集与封存技术可以降低二氧化碳的排放量,并为工业和能源行业提供可持续发展的解决方案。

碳捕集与封存技术的现状与挑战

碳捕集与封存技术的现状与挑战

碳捕集与封存技术的现状与挑战在全球气候变化的大背景下,减少温室气体排放已成为当务之急。

碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,简称 CCS)技术作为一种重要的减排手段,近年来受到了广泛的关注。

本文将探讨碳捕集与封存技术的现状,并分析其面临的挑战。

一、碳捕集与封存技术的原理碳捕集与封存技术主要包括三个环节:碳捕集、碳运输和碳封存。

碳捕集是指将二氧化碳从工业排放源(如发电厂、钢铁厂、水泥厂等)中分离出来的过程。

目前主要的碳捕集技术有燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。

燃烧后捕集是在燃烧过程完成后,从烟道气中捕集二氧化碳;燃烧前捕集则是在燃料燃烧前将其转化为氢气和二氧化碳,然后分离出二氧化碳;富氧燃烧捕集是采用高浓度氧气进行燃烧,从而产生高浓度的二氧化碳,便于捕集。

碳运输是将捕集到的二氧化碳通过管道、船舶或公路槽车等方式输送到封存地点。

碳封存则是将二氧化碳注入地下深处的地质构造中,如枯竭的油气田、深部盐水层等,使其长期与大气隔离。

二、碳捕集与封存技术的现状(一)技术进展经过多年的研究和发展,碳捕集与封存技术在某些方面取得了显著的进步。

燃烧后捕集技术中的化学吸收法不断优化,提高了二氧化碳的捕集效率和降低了成本。

同时,新型的吸附材料和膜分离技术也在研发中,有望进一步提高捕集效果。

在碳运输方面,管道运输技术相对成熟,但对于长距离和大规模的运输,还需要解决一些工程和安全问题。

碳封存的地质评估和监测技术也在不断改进,以确保二氧化碳的安全封存。

(二)示范项目全球范围内已经建立了一些碳捕集与封存的示范项目。

例如,挪威的 Sleipner 项目是世界上第一个大规模的二氧化碳封存项目,自 1996 年以来,已经成功将超过 1000 万吨的二氧化碳封存在北海的海底盐水层中。

美国的 Petra Nova 项目采用燃烧后捕集技术,每年可捕集约 140 万吨二氧化碳,并将其用于提高石油采收率。

中国也在积极推进碳捕集与封存技术的示范项目,如神华集团在鄂尔多斯的 10 万吨/年二氧化碳捕集与封存示范项目。

全球碳捕集技术研究现状分析及展望

全球碳捕集技术研究现状分析及展望

全球碳捕集技术研究现状分析及展望随着全球气候变化日益严重和碳排放问题日益突出,碳捕集技术成为了解决全球温室气体排放的重要手段之一。

碳捕集技术是指通过各种手段将大气中的二氧化碳捕获并储存或利用,以减少温室气体的排放。

目前,全球各国纷纷加大碳捕集技术的研究和应用力度,积极寻求更加高效、经济、环保的碳捕集技术。

本文将对全球碳捕集技术的研究现状进行分析,并对未来的发展进行展望。

一、碳捕集技术的研究现状1. 化学吸收技术化学吸收技术是目前应用最为广泛的碳捕集技术之一。

其原理是通过将二氧化碳溶解在溶剂中来进行捕集,然后再通过升温或减压的方式将二氧化碳和溶剂分离。

目前应用最广泛的化学吸收技术包括胺法和氧化钙法。

胺法是指利用胺类物质与二氧化碳进行反应,形成胺盐或胺碱溶液,再通过升温或减压将二氧化碳和溶剂进行分离。

氧化钙法则是通过氧化钙与二氧化碳进行反应,形成碳酸钙并在升温后释放出二氧化碳。

这两种化学吸收技术在煤电厂、钢铁工厂等工业领域得到了广泛的应用。

2. 生物固定技术生物固定技术是近年来备受关注的碳捕集技术之一。

其原理是通过利用微生物或植物等生物体将二氧化碳转化成有机物质,从而将二氧化碳进行固定。

此技术不仅具有较高的捕集效率,而且对环境友好,被认为是一种低成本、高效率的碳捕集技术。

目前,许多国家和地区都在积极开展生物固定技术的研究和应用,取得了一定的进展。

3. 天然气水合物技术天然气水合物技术是一种利用水合物吸附和分离二氧化碳的技术。

水合物是一种在一定的压力和温度下形成的物质,具有较高的二氧化碳吸附能力。

通过将水合物与二氧化碳接触,可以将二氧化碳吸附并进行固定,从而实现碳捕集的目的。

这种技术在海底天然气开采过程中得到了广泛的应用,并取得了显著的效果。

二、碳捕集技术的未来展望随着全球气候变化日益严重和碳排放问题日益突出,碳捕集技术将会成为未来全球应对气候变化和减排的重要手段。

在未来,碳捕集技术有望向以下几个方向发展:1. 提高效率目前碳捕集技术的主要问题之一是效率不高,成本较高。

全球碳捕集技术研究现状分析及展望

全球碳捕集技术研究现状分析及展望

全球碳捕集技术研究现状分析及展望1. 引言1.1 全球碳捕集技术研究现状分析及展望全球碳捕集技术的研究已经成为减缓气候变化和实现碳中和的重要手段之一。

碳捕集技术是指将大气中的二氧化碳永久地储存或变换为其他形式的技术,以减少温室气体的排放并降低全球变暖的影响。

目前,碳捕集技术已经涵盖了多种方法和技术,包括化学吸收、物理吸收、生物吸收等多种途径。

在当前全球碳捕集技术研究现状方面,各国和科研机构纷纷投入大量资源进行相关研究,取得了一定的成果。

一些先进的碳捕集技术已经进入实验室阶段甚至工业应用阶段,但仍然存在一些技术难题和成本挑战需要克服。

未来全球碳捕集技术的发展趋势主要是向更高效、更经济、更环保的方向发展。

新兴的碳捕集技术如人工光合作用、碳纳米管技术等也将成为未来发展的重点方向。

随着碳排放问题的日益严峻,碳捕集技术的研究将成为全球科技创新的重要议题之一。

在全球碳捕集技术研究的挑战与机遇方面,我认为需要加强国际合作、加大政策支持力度、推动技术创新等方面的努力,以应对全球气候变化的挑战。

碳捕集技术在减缓气候变化中的作用也将愈发凸显,为实现全球碳中和目标发挥重要作用。

2. 正文2.1 碳捕集技术的定义和分类碳捕集技术是一种应用于减少大气中二氧化碳浓度的技术,旨在降低温室气体排放量,并减少气候变化的影响。

根据其工作原理和应用范围的不同,碳捕集技术可以分为物理吸附、化学吸收、生物固定和地质封存等几种主要类型。

物理吸附是利用固体材料(如活性炭、分子筛)吸附二氧化碳分子的方法,通过调节温度和压力来实现二氧化碳的吸附和解吸。

化学吸收则是指利用胺类溶液(如胺溶液)将二氧化碳吸收并转换成二氧化碳盐,进而进行后续的再生处理。

生物固定则是利用生物体(如藻类、细菌)吸收和固定二氧化碳,通过生物过程将其转化为有机物质。

地质封存是将捕集的二氧化碳永久封存于地下深层地层,避免其再次释放到大气中。

不同类型的碳捕集技术各有优缺点,需要根据实际情况选择合适的技术进行应用。

碳捕获与储存技术的发展现状与未来趋势

碳捕获与储存技术的发展现状与未来趋势

碳捕获与储存技术的发展现状与未来趋势近年来,随着全球变暖问题的日益严重,对于减少大气中二氧化碳排放的需求日益迫切。

碳捕获与储存技术因其在减少温室气体排放方面的潜力,成为了研究的热点。

本文将探讨碳捕获与储存技术的当前发展现状以及未来的趋势。

一、碳捕获技术的发展现状碳捕获技术指的是在工业过程中将二氧化碳从燃料气体中分离出来,以减少其排放至大气中的技术。

目前,碳捕获技术主要分为物理吸收、化学吸收和膜分离三种主要方式。

物理吸收是利用溶剂吸收二氧化碳,常用的溶剂有醇胺类和氨溶液。

这种技术在工业应用中已经相对成熟,但是溶剂的再生和能耗问题仍然是制约其广泛应用的较大难题。

化学吸收则是利用特定化学反应将二氧化碳转化为其他化合物而实现分离。

例如,利用金属有机框架材料(MOF)可以高效地吸附二氧化碳。

这种技术具有高效吸附、容易再生的优势,但是制备成本较高,仍需要大量的研究和开发。

膜分离则是利用特制的膜材料将二氧化碳分离出来。

这种技术具有分离效率高、操作简单的优点,但是由于目前可用的膜材料的选择性和稳定性问题,使得其应用范围受到限制。

二、碳储存技术的发展现状碳储存技术是将CO2捕获后,将其稳定储存在地下或其他地质储存介质中,以避免其排放至大气中。

目前,主要的碳储存技术包括地下储存、海洋储存和岩石矿化储存。

地下储存是将CO2储存在地下地层中,例如油气田或盐水层等。

这种技术相对成熟,已经有一些商业化项目实施,但是目前还面临着地层选择、监测和长期安全性等方面的挑战。

海洋储存是将CO2储存于海洋中,例如将其溶解在深海水或将其压缩为液态后储存在海底。

这种技术在理论上具有较大的容量,但是目前还存在生态环境和应对海洋酸化的问题需要解决。

岩石矿化储存是将CO2与岩石中的矿物反应,形成稳定的碳酸盐,以达到碳储存的目的。

这种技术相对较新,还需要进一步的研究和实验验证。

三、碳捕获与储存技术的未来趋势随着技术的不断进步和推广应用,碳捕获与储存技术在未来有着广阔的发展前景。

碳捕获与储存技术的研究进展与应用

碳捕获与储存技术的研究进展与应用

碳捕获与储存技术的研究进展与应用碳捕获与储存(Carbon Capture and Storage,CCS)技术是一种重要的气候变化防控手段,可以有效地减少大气中温室气体的排放。

随着全球气候变化问题的日益严重和能源需求的增长,碳捕获与储存技术得到了广泛关注和研究。

本文将探讨碳捕获与储存技术的研究进展和应用,从技术原理、发展现状、挑战与前景等方面进行阐述。

一、碳捕获技术的研究进展碳捕获技术是指从燃煤、石油、天然气等燃料中分离出二氧化碳,防止其进入大气中的过程。

目前主要的碳捕获技术包括化学吸收、吸附、膜分离和生物固定等多种方法。

1.1 化学吸收技术化学吸收技术是指利用溶剂或化学吸收剂吸收和分离二氧化碳,使之与废气分离。

常用的化学吸收剂有氨水、胺类和碱性盐溶液等。

该技术成熟且具有较高的二氧化碳捕获效率,但存在能耗大、装置复杂和后续处理困难等问题。

1.2 吸附技术吸附技术是指利用固体吸附剂将CO2分离出来。

常用的吸附材料包括活性炭、金属有机骨架材料(MOF)和氧化物等。

吸附技术具有良好的选择性和较高的分离效率,但存在吸附剂再生困难、吸附容量有限等问题。

1.3 膜分离技术膜分离技术是指利用膜对二氧化碳进行分离和浓缩。

膜分离技术具有结构简单、操作稳定和投资成本低等优点。

常用的膜材料包括聚醚酯、聚丙烯和聚硫醚等。

然而,膜分离技术的选择性和通量仍然需要提高。

1.4 生物固定技术生物固定技术是指利用生物体或特定的酶促反应将CO2转化为有机碳。

常见的生物固定技术包括微藻固定、藻类培养和气候作物种植等。

生物固定技术有利于实现碳循环和资源化利用,但规模化应用仍需进一步研究和开发。

二、碳储存技术的研究进展碳储存技术是指将捕获的二氧化碳安全地储存起来,以防止其进入大气。

目前主要的碳储存技术包括地下储存、地下注入和利用碳捕获的碳酸盐矿化等方法。

2.1 地下储存技术地下储存技术是指将二氧化碳气体封存于地下几千米的地层中。

有效的地下储存层主要包括盐岩、油气田和煤层等。

全球碳捕集技术研究现状分析及展望

全球碳捕集技术研究现状分析及展望

全球碳捕集技术研究现状分析及展望随着全球气候变化日益严重,碳排放已成为人类面临的重大环境问题。

为了减缓气候变化带来的影响,全球各国纷纷加大了对碳捕集技术的研究和发展。

碳捕集技术的发展不仅可以减少二氧化碳的排放,还可以将已经排放的二氧化碳捕集和储存,有效降低温室气体的浓度,为地球的环境和气候做出贡献。

本文将从全球碳捕集技术研究的现状出发,分析当前主流的碳捕集技术,并对未来的发展做出展望。

一、碳捕集技术研究现状1. 化学吸收技术化学吸收技术是目前应用最广泛的碳捕集技术之一。

它主要通过溶剂吸收二氧化碳,形成碳酸盐或氨基酸盐,再经过分离和脱除二氧化碳,最终得到高纯度的二氧化碳。

目前最为成熟的化学吸收技术就是酸碱吸收法,其中最典型的就是氨法和胺法。

这两种方法都能够高效地吸收二氧化碳,但是基于能耗和成本的考量,它们在工业应用中仍然存在一定的局限性。

2. 膜分离技术膜分离技术是利用半透膜对二氧化碳进行分离和捕集,其优势在于能耗低、效率高。

不同于化学吸收技术需要大量的溶剂,膜分离技术只需要利用薄膜进行分离,具有节能环保的特点。

目前,膜分离技术已经在一些领域得到了广泛应用,但是由于膜材料的性能和寿命限制,其在大规模应用中仍然面临挑战。

3. 生物捕集技术生物捕集技术是一种利用植物或微生物对二氧化碳进行捕集和固定的技术。

植物通过光合作用能够将二氧化碳转化为有机物,微生物则利用酶或其他生物催化剂将二氧化碳转化为有机物。

生物捕集技术具有无需能源投入、环境友好等优势,因此备受研究者的关注。

但是由于生物活性和生长环境的限制,其在工业应用中的可行性和效率尚待进一步验证。

二、碳捕集技术的未来展望1. 技术的集成与优化未来碳捕集技术的发展方向之一是将各种不同的捕集技术进行集成与优化。

可以将化学吸收和膜分离技术相结合,从而提高捕集效率,降低成本。

结合生物捕集技术的优势,将生物系统与化工过程相结合,形成生物化工系统,也是未来的发展方向之一。

碳捕集与封存技术研究现状与展望

碳捕集与封存技术研究现状与展望

碳捕集与封存技术研究现状与展望一、前言随着气候变化的加剧,碳捕集与封存技术(CCS)作为减少温室气体排放的重要手段,受到越来越多的关注。

为了减缓全球气候变化的影响,各国政府和企业在减排措施方面投入了大量的研发资金和人力资源。

本文将介绍CCS技术相关概念和现状,并对未来的发展进行探讨。

二、碳捕集存在的问题碳捕集与封存技术的核心是将二氧化碳从工业排放中截留并封存在地下储层中,从而达到减排的目的。

目前CCS技术的瓶颈在于高成本和低效率,这导致了其难以被大规模推广应用。

其中,碳捕集环节中的能耗和成本是主要的问题。

1. 能耗问题碳捕集环节是CCS技术的关键环节之一,其主要过程涉及酸碱中和、膜分离、吸附等多个步骤。

这些过程中需要耗费大量的能源,从而导致了碳捕集效率的降低。

2. 成本问题CCS技术的成本主要包括捕集、封存和后处理三个环节。

其中,捕集环节是最昂贵的一环,其成本占总成本的40%~80%。

由于CCS技术的高成本,其应用范围非常有限,难以实现大规模商业应用。

三、碳捕集与封存技术研究现状1. 碳捕集技术目前常用的碳捕集技术主要包括物理吸附、化学吸收、膜分离、渗透分离等多种技术。

(1) 物理吸附技术物理吸附技术是目前最成熟的碳捕集技术之一,其主要原理是利用吸附剂吸附二氧化碳分子,从而降低二氧化碳浓度。

目前常用的吸附剂包括活性炭、硅胶等。

(2) 化学吸收技术化学吸收技术是另一类常用的碳捕集技术,其主要原理是将工业排放气体通过吸收剂进行吸收,最终将二氧化碳分离出来。

目前常用的吸收剂包括胺类和氨类物质。

(3) 膜分离技术膜分离技术是一种新兴的碳捕集技术,其主要原理是利用特殊的膜材料将二氧化碳分离出来。

膜分离技术具有能耗低、操作简单、成本较低等优点。

(4) 渗透分离技术渗透分离技术是一种新兴的碳捕集技术,其主要原理是利用能量梯度将二氧化碳分离出来。

这种技术具有能耗低、成本低、操作简单等优点。

2. 封存技术封存技术主要包括地下储存、海洋封存、矿物化封存等多种方式。

碳捕集与封存技术的发展现状与未来趋势分析

碳捕集与封存技术的发展现状与未来趋势分析

碳捕集与封存技术的发展现状与未来趋势分析随着全球变暖和气候变化的威胁日益严重,碳捕集与封存技术成为了减少温室气体排放的重要手段。

碳捕集与封存技术,简称CCS,是指通过将二氧化碳从工业排放源捕集出来,并将其储存于地下或其他地方,以防止其释放到大气中。

本文将分析碳捕集与封存技术的发展现状与未来趋势。

一、碳捕集与封存技术的现状1. 技术成熟度不高目前,碳捕集与封存技术的成熟度尚不高。

虽然已经有一些CCS项目在全球范围内进行,但仍面临诸多挑战。

例如,碳捕集技术的高成本、能源消耗和技术可行性等问题限制了其大规模应用。

2. 缺乏政策支持与其他清洁能源技术相比,碳捕集与封存技术缺乏足够的政策支持。

尽管一些国家和地区出台了相关政策和法规鼓励CCS的发展,但整体来说,政策支持力度还不够。

这意味着在经济上,碳捕集与封存技术目前仍缺乏竞争力。

3. 地质封存技术的局限性碳捕集与封存技术主要依赖于地质封存技术,即将二氧化碳永久储存在地下。

然而,地质封存存在一些潜在的风险,如地下渗漏和地震等。

这些风险可能对环境和公众安全产生不利影响,因此需要加强监管和评估。

二、碳捕集与封存技术的未来趋势1. 技术创新与成本降低未来,碳捕集与封存技术将更加关注技术创新和成本降低。

随着技术的进步,碳捕集技术可能变得更加高效和经济,从而提高其可行性和可接受性。

例如,利用新材料和低能耗方法可以降低碳捕集过程的成本。

2. 多元化碳封存方法除了地质封存外,未来还可能出现更多的碳封存方法。

例如,利用生物降解材料将二氧化碳转化为有机化合物,或者将其转化为建筑材料等。

这将进一步提高碳捕集与封存技术的灵活性和可持续性。

3. 政策与国际合作的加强为了推动碳捕集与封存技术的发展,政策和国际合作将发挥重要作用。

各国政府可以提供更多的财政和税收激励,鼓励企业和机构在碳捕集与封存技术上投资。

同时,国际合作可以推动技术转让和经验分享,加速技术的发展和应用。

4. 全球碳市场的建立未来,建立全球碳市场可能成为促进碳捕集与封存技术发展的重要机制。

碳捕集与封存技术的现状与前景

碳捕集与封存技术的现状与前景

碳捕集与封存技术的现状与前景近年来,全球变暖已经成为了人类面临的最大挑战之一,气候变化带来的影响已经愈发显著,各种自然灾害的频率和影响力不断加剧。

为了应对这一严峻的挑战,许多国家和地区开始探索各种减少温室气体排放的方法,而碳捕集与封存技术就是其中一个重要的领域。

本文将就碳捕集与封存技术的现状和未来前景进行探讨。

一. 碳捕集技术的发展现状碳捕集技术的发展历史可以追溯到20世纪70年代,当时科学家们开始探索利用化学吸收物质去吸收或中和二氧化碳的方法。

而随着时间的推移,技术得到了不断地完善和提升,大规模的碳捕集项目也在中国、美国、欧洲等地展开。

目前碳捕集技术可以分为物理吸附、化学吸收、渗透膜等几个不同的分支领域。

其中,化学吸收是当今应用最广泛的技术,例如使用胺化合物去捕集二氧化碳,同时还可以使用高温分解等方式把吸收到的二氧化碳释放出来后再进行回收。

在现有的碳捕集技术中,最大的问题在于能耗过高和成本过高,往往需要高昂的投资才能实现较为完善的项目。

因此,大规模的商业化项目仍然面临着巨大的挑战。

二. 碳封存技术的现状碳封存技术又称为地下碳气封存、地下储存,是指把捕集到的二氧化碳通过管道输送至地下深处的盐水层或沉积岩层中长期贮存的技术。

目前,碳封存技术已经实现了规模化的商业化运营,例如挪威和加拿大等国家,已经开始推行碳封存项目。

这些项目能够有效地将二氧化碳永久地储存起来,从而减少其对气候的影响。

然而,碳封存技术还存在一些难以克服的问题。

首先是地质条件限制,因为只有部分地区具备适合的地质条件,才能保证封存稳定、安全。

其次,碳封存技术仍面临一定的法律和政策障碍,例如潜在的环境和人类健康风险,需要制定相关的法律和政策以确保技术的安全和可持续性。

三. 碳捕集与封存技术的前景尽管碳捕集与封存技术还处于研发和实施初期,但是其前景看好。

因为它可以为全球减少大量的温室气体排放提供一种切实可行的途径。

未来,碳捕集与封存技术将面临着巨大的机遇与挑战。

全球碳捕集技术研究现状分析及展望

全球碳捕集技术研究现状分析及展望

全球碳捕集技术研究现状分析及展望一、碳捕集技术的研究现状1. 传统碳捕集技术传统碳捕集技术主要包括吸附法、化学吸收法和压力摩擦法。

化学吸收法采用胺类溶液吸收二氧化碳,并经过脱降压脱除,成为目前工业上应用最为广泛的一种技术。

传统碳捕集技术存在高能耗、高成本和排放二氧化碳的问题,亟待改进和突破。

为了克服传统碳捕集技术的缺陷,科研人员开展了大量的研究工作,提出了一系列先进的碳捕集技术。

化学循环法、离子液体吸收法、膜分离法和固定床吸附法等技术备受关注。

这些新技术在能耗、成本和排放等方面都有显著的优势,为工业上的应用提供了新的可能性。

3. 多学科融合随着碳捕集技术的不断发展,越来越多的学科开始介入包括化学、材料、机械、电气等领域。

多学科融合的发展不仅加速了新技术的研发,也为碳捕集技术的工程化应用提供了更多的可能性。

举一反三,不断探索碳捕集技术在不同领域的应用也成为了当前研究的热点之一。

二、碳捕集技术的未来展望1. 制定更为严格的政策法规要实现碳中和,不仅需要技术上的突破,更需要政策上的支持。

各国政府应制定更为严格的环保法规和碳排放标准,推动企业加大碳捕集技术的研发和应用。

通过税收政策和补贴政策等手段,鼓励企业投入到碳捕集技术的研究和推广中去。

2. 推动产学研合作加大对碳捕集技术研究的投入,需要政府、产业界和学术界的共同努力。

产学研合作可以有效整合资源,将前沿技术转化为实际生产力,为碳捕集技术的工程化应用提供更为可靠的支撑。

3. 加强国际交流与合作气候变化是全球性问题,需要全球范围内的合作共赢。

各国应加强碳捕集技术的国际交流与合作,共同攻克技术难题,推动碳捕集技术的全球应用和推广。

建立国际碳市场,为碳捕集技术的应用提供更多的商机和发展空间。

4. 发展新兴技术目前,碳捕集技术发展的趋势是多元化、高效化、低成本化。

未来,随着新材料、新能源、人工智能等新兴技术的发展,碳捕集技术在吸附材料、能耗减少、设备智能化等方面将迎来新的突破。

二氧化碳捕集利用和封存技术发展现状与应用前景

二氧化碳捕集利用和封存技术发展现状与应用前景

二氧化碳捕集利用和封存技术发展现状与应用前景引言:近年来,随着全球变暖和气候变化的严重影响,二氧化碳捕集利用和封存技术(CCUS)在应对气候变化方面变得越来越重要。

本文将讨论CCUS技术的发展现状、应用前景以及对可持续发展的意义。

1. CCUS技术的概述CCUS技术是一种利用化学和物理方法从燃烧排放物或工业过程中捕集二氧化碳,并将其封存或利用的技术。

这种技术有助于减少大气中二氧化碳的浓度,从而减缓气候变化的速度。

2. 现有的CCUS技术目前,已经有几种主要的CCUS技术在实践中得到应用,包括碳达威和化学吸收、生物质能源和地质封存等。

碳达威技术是一种通过压缩和冷却将二氧化碳从燃烧排放物中分离的方法,以便于封存或利用。

化学吸收技术则利用溶液吸收剂将二氧化碳从燃烧排放物中捕集出来。

生物质能源是利用植物或有机废弃物进行生物能源生产的过程中,将二氧化碳捕集起来然后用于能源生产。

地质封存则将捕集到的二氧化碳封存在地下永久储存。

3. CCUS技术的发展现状尽管CCUS技术的潜力巨大,但在发展过程中仍然面临一些挑战。

首先,CCUS技术的高成本限制了其在商业应用中的推广。

其次,捕集后的二氧化碳的储存和利用方式也需要进一步完善。

此外,公众对CCUS技术的普及度也比较低,缺乏对该技术的了解和认同。

然而,近年来CCUS技术的发展取得了一些重要进展。

一些国家和地区已经开始投资并建设CCUS示范项目。

例如,加拿大、挪威和日本等国家都在积极推动CCUS技术的发展。

此外,一些关键技术尚待突破,例如更高效的二氧化碳捕集材料和更安全的地质封存方法。

4. CCUS技术的应用前景CCUS技术在可持续发展方面具有重要意义。

首先,CCUS技术可以帮助减少二氧化碳的排放量,从而有助于应对气候变化和全球变暖。

其次,封存技术可以帮助减少二氧化碳泄露和温室效应的影响。

此外,捕集后的二氧化碳可以被利用,例如用于工业生产、农业和石油开采等领域。

未来,CCUS技术的应用前景广阔。

中国碳捕集利用与封存技术应用现状及展望

中国碳捕集利用与封存技术应用现状及展望

我国碳捕集利用与封存技术应用现状及展望引言1.碳捕集利用与封存技术(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)是指利用各种技术手段从工业生产、能源利用和其他过程中捕集二氧化碳,并利用或封存这些二氧化碳,从而减少大气中的温室气体排放。

随着全球气候变化问题日益严重,碳捕集利用与封存技术成为减缓气候变化效果显著的重要手段之一。

现状2.我国作为全球最大的温室气体排放国,对于碳捕集利用与封存技术的研究与应用具有重要意义。

目前,我国在碳捕集利用与封存技术方面已经取得了一定的进展,主要体现在以下几个方面。

3.在碳捕集方面,我国已经建成了一批大型二氧化碳捕集工程,主要集中在燃煤发电、化工及钢铁等行业。

国电集团京唐公司二氧化碳捕捉利用一体化示范项目纳入国家“十三五”规划,该项目年捕集利用二氧化碳能力高达60万吨。

4.在碳利用方面,我国也在进行相关领域的研究与应用。

利用二氧化碳制备碳酸钙、合成氨等项目已经有所突破。

一些企业也在利用二氧化碳制造碳酸饮料、绿色建材等领域进行探索。

5.在碳封存方面,我国正在积极探索地质储存、海洋储存等技术路径,并积极推动相关示范工程建设。

我国科学院大连化学物理研究所正与鞍钢集团合作,在辽宁盘山实施地质储存二氧化碳示范项目。

展望6.随着碳捕集利用与封存技术的不断发展,我国在这一领域面临着巨大的机遇与挑战。

7.我国政府已经将碳捕集利用与封存技术列入了国家发展战略,并出台了一系列支持政策。

《关于积极推进碳捕集利用与封存技术示范应用的指导意见》等文件的出台为碳捕集利用与封存技术的发展提供了政策支持。

8.另我国在碳捕集利用与封存技术方面还面临着技术创新、成本降低、配套政策法规等诸多挑战。

未来需要以更多的研究投入、技术创新和国际合作等手段来推动碳捕集利用与封存技术的发展。

9.在未来的发展中,我国可以加强与国际组织、研究机构等的合作,吸纳国际先进经验和技术,推动碳捕集利用与封存技术的国际交流与合作。

碳捕集与碳储存技术的发展现状与未来趋势

碳捕集与碳储存技术的发展现状与未来趋势

碳捕集与碳储存技术的发展现状与未来趋势近年来,人们对气候变化的关注日益增加,研究和应用碳捕集与碳储存技术成为解决全球变暖问题的重要途径。

碳捕集技术是指将二氧化碳从大气中捕集、分离并储存起来,阻止其进入大气;碳储存技术则是指将二氧化碳长期安全地封存起来,避免其释放到大气中。

这两项技术的发展对于减缓气候变化、保护环境具有重要意义。

目前,碳捕集与碳储存技术已经取得一些突破性进展。

首先,在碳捕集技术方面,研究人员不断探索新的捕集材料和方法,以提高二氧化碳的捕集效率。

例如,利用氧化镁和氧化铁等金属氧化物捕集二氧化碳的方法得到了广泛应用。

此外,化学吸收法、生物质法和膜分离法等多种捕集技术也在不断研究和改进中。

这些技术的发展使得二氧化碳的捕集效率不断提高,有望实现规模化应用。

其次,在碳储存技术方面,地下封存是一种被广泛研究和应用的方法。

地下封存通过将二氧化碳安全地储存在地下岩层中,防止其进一步释放到大气中。

目前,已经有一些地下封存项目在全球范围内进行。

例如,挪威的斯诺韦斯塔伦(fen%2892C.2C-92Z.ful%29%29.html)项目是目前最大的二氧化碳封存项目之一,每年能够封存约100万吨二氧化碳。

此外,还有一些研究正在进行,以探索更加安全有效的地下封存技术。

然而,碳捕集与碳储存技术目前还面临许多挑战与问题。

首先,成本问题是目前最大的难题之一。

碳捕集和碳储存技术的研究、建设和运维成本较高,限制了其规模化应用。

因此,降低成本是未来发展的关键任务之一。

其次,监测和验证二氧化碳封存的长期安全性也是一个重要问题。

要确保封存二氧化碳不会泄漏,需要建立严格的监测体系,提高封存的可靠性和稳定性。

此外,公众对碳捕集与碳储存技术的认知度较低,需要加强科学普及,增强公众的接受度和支持度。

未来,碳捕集与碳储存技术仍有巨大的发展潜力。

首先,在碳捕集技术方面,研究人员可以继续寻找新的捕集材料和方法,提高二氧化碳的捕集效率。

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1 国外研究现状评述
西方发达国家对 CCS 相关研究起步较早,美国、 加拿大、欧盟等国更是将 CCS 作为本国未来能源战 略的重要组成部分,开展了大量研究。其研究主要 集中在以下几个方面: 1.1 经济评价研究
CCS 作为一项新的减排技术,高昂的成本无疑 是其大规模推广的主要障碍之一,因此对 CCS 经济 性分析就成为早期研究的重点。早在 2000 年,文献 [5]就对整体煤气化联合循环 (IGCC)、天然气联合循 环 (NGCC) 和燃烧粉煤 (PC) 3 类电厂的 CO2 捕捉 成本进行了分析和总结,指出未来技术的进步会大 幅 降 低 捕 捉 成 本 。 在 此 基 础 上 , 文 献 [6]对 IGCC、 NGCC 和 PC 这 3 类电厂采用 CCS 技术后的 CO2 捕捉 成本及减排效率进行了比较,指出天然气价格的上 涨预期使得 NGCC 的捕捉成本高于 IGCC 和 PC,而 IGCC 和 PC 的捕捉成本主要受煤炭质量影响;文献 [7]又通过类比,利用经验曲线对 IGCC、NGCC、传 统 PC 和新式 PC 这 4 类电厂的捕捉成本下降幅度进 行了预测;此后,文献[8]分析了北美“注 CO2 提高
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第5期
王 众等:碳捕捉与封存技术国内外研究现状评述及发展趋势
节能与环保
温室气体大幅减排[4]。由于 CCS 技术受能源资源条件 限制较小,该技术受到工业化国家的广泛关注与密 切重视。近年来,我国工业化、城市化和现代化的 加快推进导致能源需求快速增长、CO2 排量急剧上 升,面临的减排压力日趋增大,减排形势日趋严峻。 由于我国“一次能源以煤炭为主、二次能源以煤电 为主”的基本能源结构难以迅速改变,同时拥有丰 富的煤炭资源和巨大的 CO2 封存潜力,许多学者认 为 CCS 在我国的发展前景十分广阔,政府也给予了 高度重视和支持。
社会公众对 CCS 的接受程度也直接决定了 CCS 日后大规模实施的可能性,该领域也是 CCS 研究的
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节能与环保
能源技术经济
第 23 卷
重点之一。许多学者就本国或本地区公众对 CCS 的 认知度及接受程度进行了调查和研究: 在英国就 “CCS 在未来能源生产系统中所扮演的角色”问题进 行了调研,绝大部分受访者认为 CCS 应是低碳能源 系统的组成部分[16];此后,又将调研范围扩展至整个 欧 洲 , 绝 大 多 数 受 访 者 认 为 CCS 对 深 度 减 排 CO2 “十分”和“比较”必要,同时超过半数的受访者认 为 CCS 的风险较小,并认为最大的风险来自于“能 源损失”以及同新能源争夺发展资源[17]。对荷兰进行 的调研结果表明,认为普通公众的认知程度是影响 CCS 接受度的一个重要因素 。 [18] 法国的公众尽管对 CCS 的认知程度还相当低,但并没有表现出明显的 反对[19]。中国 2009 年的调研结果同 2006 年的调研结 果以及欧洲地区的调研结果相比,表明中国的投资 者对于 CCS 更加谨慎,同时也指出中国发展 CCS 最 大的障碍来自于对能源安全的担忧和气候政策的不 确定,最大的动力应该来自于市场机制 。 [20] 除此之 外,文献[21]针对 CCS 的作用、发展潜力及不确定 性,对 24 位 CCS 领域的专家进行了访谈,指出正是 由于 CCS 目前还没有具体的标准,尚有大量协商余 地,使得绝大部分研究人员对 CCS 前景持乐观态度。 1.4 法律及政策研究
采收率 (EOR)”项目的经济性,指出在当前的高油 价背景下,EOR 项目的盈亏平衡点价格高于 CO2 捕 捉价格,同时也指出大部分油藏的年封存量远小于 目前单个排放源 (大型电厂) 的排放量,因此 EOR 只是 CCS 的早期机会。除此之外,文献[9]对日本 CO2 封存的成本和潜力进行了总结,表明日本实施 CCS 的成本很大程度决定于 CO2 的运输距离和单井 注入率。 1.2 封存潜力及风险评价研究
节能与环保
第 23 卷 5 月 能 源 E技nergy T术echnolo经gy and济Economics
Vol .23 No. 5
Ma第y 220311卷
文 章 编 号 :1674-8441(2011)05-0042-06
碳捕捉与封存技术国内外研究现状评述 及发展趋势
王 众 1,2, 张哨楠 1,2, 匡建超 2
(1. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 (成都理工大学),四川 成都 610059;2. 成都理工大学 能源学院,四川 成都 610059)
摘 要:目前碳捕捉与封存 (CCS) 技术作为一种新的温室气体减排手段受到西方发达国家热捧,然
而目前 CCS 还远未达到商业化推广阶段,其大规模实施还存在一定的不确定性。中国作为煤炭生产和
然而目前 CCS 技术还远未达到商业化推广阶段, 高昂的成本、潜在的技术及环境风险、模糊的法律 框架、较低的公众认知度都使得推广 CCS 技术还存 在一定的争议,其大规模实施还存在诸多不确定性。 随着“后京都时代”的到来,对 CCS 技术进行深入 研究就显得十分重要也十分迫切。本文将对国内外 CCS 技术的相关研究进行综述和总结,并对下一步 研究提出展望,以期能促进我国 CCS 研究工作。
中图分类号: TK09;X5
文献标志码: A
Review on Status Quo and Research Trend of Carbon Dioxide Capture and Storage Technology in China and the World
WANG Zhong1,2, ZHANG Shaonan1,2, KUANG Jianchao2
CCS 目前基本还处于研发和示范阶段,各环节 都存在较大风险,特别是封存环节。由于 CO2 封存 潜力大小及持久性直接关系到 CCS 的成功实施,封 存地的确认及封存潜力评估一直是 CCS 研究的焦点。 文献[10]对全球 CO2 排放源及封存点识别、封存潜力 评估等研究工作进行了评述,指出排放源和封存地 的匹配是下一步的研究重点。此后,美国地质调查 局于 2009 年提出了一种新的 CO2 封存潜力及安全性 的评价方法,该方法将物理圈闭和含水层构造看作 整体,综合考虑地层的地质特征,结合以往油气资 源评价的经验,评价结果更加综合、全面 。 [11] 文献 [12]以中国渤海盆地为研究对象,指出胜利油田和开 滦煤矿可封存的 CO2 潜力可观,但是由于断层及低 渗透性,CO2 的注入面临挑战;济阳凹陷的深部含水 层由于数据缺乏,其封存潜力还存在不确定性。随 着研究的深入和示范项目的逐步展开,封存环节的 风险逐渐成为人们关注的热点,研究人员相应开发 出一些适合 CCS 的风险评价方法和风险管理框架。 文献[13]对 CO2 封存可能存在的健康、安全和环境风 险进行了总结,指出地下封存风险 (泄漏、地震等) 相对于地面风险更难监测和管理,亟须建立一套完 整的风险管理框架。文献[14]从环境风险的角度运用 生命周期评价法对电厂 CO2 的捕捉技术进行了分析, 指出 CCS 对环境的影响很大程度上取决于电厂所选 择的捕捉技术。文献[15]针对 CCS 系统的不确定性提 出一种基于模块化和概率分析的逻辑树风险评价方 法,该方法将整个风险评价过程分解成了可管理的 部分 (模块),有助于识别关键风险因素。 1.3 公众认知及接受度评价研究
由于 CCS 是一个较新的研究领域,在其发展过 程中难免会出现法律监管的真空,明确的政府政策 与法律框架也会带给投资者信心,推动 CCS 发展, 因此对 CCS 相关法律及政策的设想也是目前研究的 重点。文献[22]指出欧盟现行的法律框架对 CCS 的实 施构成了挑战,表明只有对 CCS 相关活动做出明确 的界定,才能提升透明度和政策稳定性,推动 CCS 的有效实施。文献[23]探讨了欧盟范围内促进 CCS 大 规模实施的政策工具,并对各种政策工具进行了评 价,指出欧盟层面的行政命令或低碳标准有利于 CCS 在欧洲的大规模实施,也有利于环保组织进一 步接受 CCS。文献[24]以加拿大 Alberta 省为例,对 该省和该国的相关法律法规进行了总结,指出对现 有法律进行补充和完善即可应对 CCS 的相关活动, 目前迫切需要解决的是 CCS 实施后,诸如对地下 CO2 的管辖、所有权、监管和责任等问题的法律法规 建设。文献[25]认为为推动 CCS 发展,美国应尽快建 立统一的法律框架,而争议主要集中在对地下储集
(1. Key State Laboratory for Geological Study and Exploitation of Oil and Gas Reserves (Chengdu University of Technology), Chengdu 610059, China; 2. College of Energy Resources, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China)
0 引言
随着全球经济的快速发展以及对化石能源消费 的迅猛增长,污染物和温室气体大量排放,近 50 年 来全球极端气候事件频繁发生,对环境造成了显著
收稿日期:2011-02-25
负面影响[1]。如何有效应对全球气候变化,控制温室 气体排放,实现可持续发展,已成为各界关注的焦 点[2- 3]。考虑到艰巨的减排 任 务 以 及 清 洁 能 源 的 发 展 现状,政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 于 2005 年特别推荐了碳捕捉与封存技术 (CCS),以期实现
消费大国,CO2 减排形势相当严峻,对 CCS 进行深入研究就显得十分重要和迫切。由于我国在该领域 的研究刚刚起步,为促进我国 CCS 的研究工作,对国内外的研究现状进行了综述,从研究领域、研究
角度和研究方法总结了发展趋势,并指出了目前研究中还需要进一步加强的领域。
关键词:碳捕捉与封存;研究现状;发展趋势
Abstract: As a new means of emission reduction, carbon dioxide capture and storage (CCS) has become very popular in western countries. However, the technology has yet to reach the commercialization stage, and there are some uncertainties in its implementation on large scale. As one of the largest producers and consumers of coal in the world, China is facing great challenges in CO2 emission mitigation, and therefore far-reaching research on CCS is both important and urgent. Considering that China’s research in this field is still in its initial stage, this paper summarizes the present status of the study of CCS at home and abroad, studies its trend in terms of specific fields of inquiry, perspectives taken in research, and research methodology, and finally points out the areas where further intensive studies are needed. Keywords: carbon dioxide capture and storage; study status; research trend
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