火电厂CO2捕集及资源化技术

温室气体CO2的减排问题已经引起了国际社会的极大关注。针对于CO2的集中排放源,介绍了火力发电厂各种CO2分离捕集技术的发展现状。直接从火力发电厂的烟气中分离并捕集CO2,然后对其进行储存或加以利用,是目前控制和减缓温室气体排放的重要措施之一。基于经济可行性,还介绍了包括EOR在内的各种CO2资源化技术,并展望了CO2减排技术的发展前景。     

燃煤锅炉烟气CO2捕集系统经济性分析

以胜利电厂燃煤锅炉的3万t/a烟气CO2捕集系统为研究对象,对系统建设投资、运行费用(直接与间接运行费用)的组成及比例,以及经济效益进行计算分析.结果表明,系统的捕集纯化部分占总建设费用的50％以上,而存储部分仅为1/10左右;在运行费用中,直接运行费用占3/4以上,其中以电和蒸汽的费用投入最大;间接运行费用所占比例较小,且各项目费用分摊较均匀;系统投资的经济性随CO2捕集成本的增加而降低,当捕集成本达到400元/t以上时,基本无利润.胜利电厂锅炉CO2捕集系统的利润率约为15％.     

可再生能源驱动的直接空气碳捕集利用系统配置优化研究

直接空气碳捕集是实现碳中和目标过程中不可或缺的负碳排放技术,但其具有吸附剂再生能耗大、投资成本高的缺点。利用可再生能源驱动直接空气碳捕集系统,并对捕捉的CO₂进行合理利用,将成为直接空气碳捕集技术应用的重要形式。为此,针对整体系统设备种类多、特性差异大、电-热-碳多能紧密耦合以及可再生出力间歇波动的特点,提出耦合直接空气碳捕集技术的综合能源系统配置-运行联合优化方法,从而实现系统负碳、经济与稳定运行的目标。基于上海冬季、过渡季以及夏季三种季节典型日下的气象条件以及用户电、热负荷需求进行仿真,验证所提系统及配置优化策略的有效性。     

我国天然气冷热电联供系统效益分析与市场研究

介绍了天然气冷热电联供系统(CCHP)的应用背景及工作原理,考虑发电内部成本、外部成本后,分别比较了天然气发电与燃煤发电、可再生能源发电的综合效益,以及天然气CCHP相对纯天然气发电的优势,得出了天然气CCHP是继高污染燃煤发电之后、规模化成熟应用可再生能源发电之前必然广泛采用的过渡性发电方式的结论.并在深入研究市场各...     

中国将实施第一个燃煤电厂二氧化碳捕集项目

<正>华能集团公司及其西安热工研究院与澳大利亚联邦科学工业研究组织6日正式签署《关于洁净煤发电及二氧化碳捕集与处理等技术研究的合作框架》协议。根据这一协议,双方将积极开展发电厂烟气二氧化碳的捕集与处理技术研究合作,并为在华能北京热电厂建设国内第一个燃煤电厂二氧化碳捕集试验示范项目提供技术支撑。     

碳捕集、利用与封存技术专刊特约主编寄语

2020年中国向国际社会承诺“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。中国碳中和目标的提出,彰显了我国绿色低碳发展的决心,对应对气候变化和中国未来社会经济发展具有重大影响。碳中和目标实现路径的相关研究表明,中国能源转型和二氧化碳减排的速度和力度要比发达国家大得多。目前我国能源结构正在发生快速而深刻的变革,风电、光伏成为能源供应增量的主体,其波动性、不稳定性对电网稳定运行和供电安全提出重大挑战;高比例可再生能源接入后,化石能源仍将是支撑电网安全稳定运行、保证能源安全供应的压舱石,需要发展碳捕集、利用与封存(CCUS)技术来确保碳中和目标的实现。     

燃煤电厂开展大规模碳捕集的技术路线选择及经济敏感性分析

为研究燃煤电厂开展大规模碳捕集的可行性,以某100万t/a的典型碳捕集装置为例,对国内外碳捕集装置的技术路线和经济敏感性进行了分析。结果认为:我国开展大规模碳捕集示范,选择技术路线时,应以改进的化学吸收法碳捕集技术为主;选择吸收剂时,应以得到工业验证的改进型复合胺吸收剂为主,同时可适当考虑未来采用其他吸收剂体系的备用措施;选择节能工艺时,应结合投入和产出比,优先选择烟气预冷、级间冷却、贫富液分流、闪蒸压缩等成熟工艺;投资成本中设备购置费占比高达83.8%,应重点做好关键设备的优化和选型;运行成本中蒸汽和电耗成本占比达到72.8%,项目建设中应优先选择蒸汽和用电成本较低电厂;在敏感性参数波动范围为±10%时,投资成本、单位捕集能耗、蒸汽价格、电价、吸收剂单价对最终碳捕集综合成本的敏感性影响大小分别为6.2、12.4、12.5、8.3、2.0元;蒸汽价格、单位捕集能耗、电价是影响碳捕集成本的显著因素,其次是投资成本、吸收剂单价等。     

捕集并利用燃煤电厂二氧化碳生产高附加值产品的新工艺

二氧化碳矿化封存是将温室气体二氧化碳以固体碳酸盐形式永久封存起来,以减少大气中二氧化碳含量,减缓温室效应的一种新技术.文中阐述了近期矿化封存技术的最新发展情况并分析了未来发展的趋势,介绍了二氧化碳捕集与矿化一体化新工艺.二氧化碳捕集与矿化一体化新工艺可以克服以往工艺能耗高,效率低的缺点,同时还能生产有经济价值的副产品来降低CCS的成本.     

Development of Carbon Dioxide Capture Technologies in Coal-Fired Power Plants

With a particular reference to China Huaneng Group’s practices in CO_2 capture, this article presents a brief ing on the current development of CO_2 capture technologies in coal-fired power plants both in China and abroad. Sooner or later, the integration of CO_2 capture and storage (CCS) facility with coal-fired power plant will be inevitably put on the agenda of developers.     

“双碳”目标下我国碳捕集、利用与封存政策分析及建议

聚焦碳捕集、利用与封存(carbon capture, utilization and storage,CCUS)新兴低碳技术,介绍了近年来国外主要发达经济体的政策发展情况,另外着重从国家、地方政府层面入手对我国相关政策或规划进行了整理分析。过去10余年间,系列政策的适时发布有力促进了我国CCUS的布局与发展,技术目前总体处于工业示范阶段。然而,相较美国、欧盟等发达经济体,我国CCUS技术能力与项目规模仍有一定差距,并存在财税激励或补贴政策尚未出台、法律法规与标准体系建设缓慢、产业链布局不完善和国际合作话语权不强等主要不足。建议立足我国实际国情,在总结借鉴国外CCUS良好政策与实践经验的基础上,加快推动低成本、低能耗、安全可靠的CCUS关键技术研发与产业集群建设,深化国际合作,逐步建立产业发展主导优势,助力“双碳”目标实现。     

计及CLHG-SOFC碳捕集的多能源系统低碳优化调度

为了响应碳达峰、碳中和的发展目标,实现对能源的高效利用,减少CO2的排放,多能源系统引入基于化学链制氢-固体氧化物燃料电池（CLHG-SOFC）的碳捕集技术,以实现在供电供热的同时完成对CO2的捕集。首先,对CLHG-SOFC碳捕集模块的运行机理与能量流动关系进行分析,推导出其净输出功率模型和电碳特性关系。其次,建立计及基于CLHG-SOFC碳交易与碳封存成本的多能源系统低碳优化调度模型。最后,通过算例分析验证了所提模型能够在不同电碳特性运行下实现系统运行的经济性和低碳性。     

新能源为主体电力系统的需求侧资源利用关键技术及展望

能源转型背景下的电力清洁低碳化将推动传统电力系统向以新能源为主体的新型电力系统发展.新型电力系统中的电力供应保障和安全稳定运行能力将受到高比例新能源的极大挑战,传统电力系统运行模式下单靠电源侧资源已无法满足安全稳定且经济高效的电力供应要求,必须充分挖掘需求侧资源的潜力,由"源随荷动"向"源荷互动"转变.文中首先阐述了新型电力系统面临的电力安全可靠经济供应新形势,其次研究分析了国内外需求侧资源利用实践,在此基础上,提出了面向新型电力系统的需求侧资源利用关键技术,并从资源开发重点、运行管理、市场机制、政策措施、商业模式5个方面对中国新型电力系统需求侧资源利用进行了展望.     

Organic Fuel Synthesis from Atmospheric Carbon Dioxide and Hydrogen Produced from Water by Electrolysis

Synthesis of organic fuels from cain dioxide and hydrogen is analysed, in terms of energy recovery efficiency, and the required energy input for electrolysis of water. This electrical energy is related to the thermal energy required in a power station. A method is described to recover heat from energy-producing reactions in the fuel synthesis process, which can then be used to reduce the electrical energy requirement for electrolysis. By co-locating the fuel synthesis plant with a thermal power station, primary (thermal) energy can be used to produce high temperature steam, with a lower electrical requirement for electrolytic production of hydrogen. This can make more efficient use of the primary energy than a thermodynamic engine. Comparison is made with alternative fuels, in terms of energy budget, sustainability, carbon dioxide emissions, etc. The energy security benefits of advanced fuel synthesis are also identified.     

二氧化碳动力循环在太阳能热利用的应用分析

在太阳能热利用领域,以二氧化碳为工质的动力循环主要有跨临界朗肯循环和超临界布雷顿循环。在太阳能集热器温度为200~1000℃和二氧化碳工质压力在10~40 MPa的范围内,采用MATLAB软件编程,计算和比较这两种循环的热效率。在较高温度下,随工质压力升高,两种循环热效率均增大;但在较低温度下,两种循环热效率的变化却相反;并且在一定温度以上,超临界布雷顿循环热效率总是高于跨临界朗肯循环。通过拟合得到两种循环热效率相等的关联式。结合实际条件,太阳能集热器温度为350℃以上时应采用超临界布雷顿循环;而在350℃以下,宜采用跨临界朗肯循环。     

碳捕集电厂不同运行方式的电碳特性分析

碳捕集电厂具有成为未来重要电源建设选项的巨大可能性。在深入考察碳捕集电厂的技术原理、工作流程与能量流关系的基础上,深入研究了碳捕集系统内部各个功能环节的协调关系以及灵活运行的机理,从本质上定义并分析了碳捕集电厂的各类典型运行方式,包括基准运行、烟气分流、富液分流、溶液存储以及综合灵活运行方式。针对每一类典型的运行方式,深入分析了碳捕集电厂所对应的电碳特性。最后,以一台典型碳捕集电厂为实证对象构建算例,验证了所得出的研究结论。     

燃煤电厂碳排放典型计算及分析

2015年9月25日,中美双方共同发表了《中美元首气候变化联合声明》。根据声明,中国计划于2017年启动全国碳排放交易体系（ETS）,而准确核算碳排放量是制定ETS的基础。为使企业掌握自身碳排放量情况,增加企业碳排放领域的知识储备,使企业熟悉并掌握电力行业碳排放量数据核算方法,以内蒙古自治区某电厂为例,介绍了碳排放量的数据源收集和计算过程,计算得出了该电厂燃料活动水平、燃料排放因子及碳排放量等数据;定量研究了CO₂排放总量与供电量之间的对应关系,用于评价电厂碳排放水平的优劣。     

计及碳排放约束的电力综合资源规划模型与模拟分析

从综合资源规划的角度,建立了碳税政策下计及碳排放约束的电力综合资源规划模型,对给定排放约束目标值下的不同碳税税率情景进行了模拟分析。结果表明,碳税政策下的电力综合资源规划模型在满足系统可靠性的同时,可以有效降低系统总装机容量及发电量,从而显著减少CO2的排放量:在低税率情况下,减排效果并不明显,随着税率的升高,减排效果逐渐明显。