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。     

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术的文献计量分析

近年来,碳捕集、利用与封存（CCUS）技术在全球范围内受到广泛关注。本文利用文献计量方法对2000—2020年来自Web of Science数据库中CCUS相关科学文献进行了系统统计与分析。主要统计结果表明:1）美国CCUS技术领域研究较早且此后长期处于领先地位,中国发文量和H指数相对靠前,但篇均被引频次较低。全球主要机构中,美国能源部、中国科学院和伦敦帝国理工学院对CCUS技术的研究实力和投入远远高于其他机构,其出版总量占全球出版总量的10.01%。2）从国家间合作来看,美国一直是各国合作的主要对象。然而随着时间的推移,国家间合作的聚集性逐渐降低,各国在CCUS技术领域的差距有所减小,近年来,再度出现聚集性。3）从关键词随时间的变化可以看出,除CCUS技术本身外,CO2捕集、运输和封存一直是CCUS领域研究重点。近年来,CO2利用途径和利用方式的相关研究逐渐增加,在此阶段,生物能源、负排放、生物能源碳捕集与封存（BECCS）等关键词热度迅速上升,CCUS技术经济性研究热度也不断攀升。CO2利用、负排放技术及CCUS技术经济性研究将持续成为未来CCUS领域研究热点。     

“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。     

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。     

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。     

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。     

我国氢能产业发展现状及战略政策动态研究

发展氢能是实现我国减排目标的重要手段,利用可再生能源发电电解水制氢可以做到生产和消费过程二氧化碳零排放.首先从氢能的生产、储运、加注及消费几个层面对国内氢能产业的发展现状进行归纳总结;然后从国家及地方层面对氢能产业的战略政策动态进行梳理;最后对氢能发展可能面临的挑战进行分析.     

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。     

二氧化碳矿化强化混凝土再生骨料性能研究进展

碳捕集、利用与封存（CCUS）作为大规模碳减排的有效路径之一,对全球应对气候变化意义重大。在现有的CCUS技术中,CO2矿化封存技术是利用自然界或工业生产中含钙、镁的碱土金属离子矿物将CO2矿化处理形成热稳定较高的无机碳酸盐的技术。该技术在减少CO2排放的同时,实现了高性能建筑材料的生产和固体废弃物的资源化利用,是附带显著经济效益的CO2减排途径。CO2矿化强化混凝土再生骨料是基于CO2矿化封存技术,利用CO2与废弃混凝土经破碎筛分获得的再生骨料反应,制得高性能的再生骨料。在反应过程中,骨料表面附着的砂浆中含有的氢氧化钙和水化硅酸钙凝胶与CO2作用后形成碳酸钙和硅胶并填充于浆体孔隙中,使浆体整体微观结构更加致密,提高了骨料性能,可满足现阶段的工程应用需求。本文从CO2矿化封存机理、影响矿化反应速率的因素、工艺路线等方面对CO2矿化封存技术应用于再生骨料强化的进展进行论述,并对CO2矿化强化再生骨料的未来发展进行了展望。     

“十四五”规划下氢能政策与电解水制氢研究

随着“十四五”发展规划的发布,氢能在我国未来能源体系的地位进一步确定,发展氢能技术,推广氢能产业发展是国家和各省市地区都在考虑的重要事项。为此,国家部委和省市发布氢能政策支持当地氢能产业发展。制氢是氢能产业链的重要一环,而电解水制氢技术是最有前途的氢能获取方式。电解水制氢技术依然面临高成本、耐久性、运行稳定性等挑战。国内外相继开展了电解水制氢示范项目,促进制氢技术发展和商业化运营的推广。     

浅议蓄电池选购、验收、使用和维护

本文从蓄电池的选购、验收、使用和维护的角度对提高蓄电池系统安全进行探讨。     

具有智能化特征的安全稳定分析与控制决策技术

安全稳定预警与控制辅助决策是智能电网调度技术支持系统不可缺少的应用类功能。在分析安全稳定分析与控制决策计算工作特点的基础上,提出安全稳定分析与控制决策支持智能化的主要特征：自动化和自适应性。介绍了自动化的安全稳定分析计算技术,包括输入数据准备、任务执行和输出结果的自动化处理;阐述了自适应电网运行工况、外部环境和硬件运行状态的安全稳定分析技术,包括调整应用功能的输入数据和妥善处理安全稳定性交互影响,以及根据分析计算任务要求动态优化调度计算资源。这些技术已用于安全稳定综合防御系统,提高了分析结果的适应性和分析计算的效率,在电网运行规划、计划安全校核、超短期安全态势预测、调度操作安全校核和在线分析与控制等电网调度运行管理中发挥作用。     

中国与巴西输电塔及基础设计比较与分析

介绍巴西输电塔及基础的设计特点,并从设计条件、铁塔外形、设计规范、基础型式等方面梳理分析巴西与中国杆塔及基础设计的差异及其原因,可为涉外输电工程的设计提供参考。     

温湿度远程测控系统设计与实现

针对阵地温湿度检测实际情况,设计了这套阵地温湿度远程测控智能系统,详细介绍了系统硬件和软件的设计方法。该系统能自动监视阵地温湿度变化,实时与预先设定的温湿度参数值进行比较,并驱动相关驱动设备,使阵地温湿度保持在一定的范围之内。远程测控系统使用了CAN总线技术,增强了系统的可靠性。该系统已成功应用于阵地温湿度监控,从实际应用情况来看,系统不仅在信息传输的安全性、准确性和实时性方面均能满足控制的要求,而且具有很高的可靠性。     

SXG微机消弧消谐选线及过电压保护装置

针对目前电网中性点装设消弧线圈存在的不足,四川电器有限责任公司开发出了SXG微机消弧消谐选线及过电压保护装置.……     

自主可控特高压直流控制保护系统设计与研发

针对特高压直流输电工程,本文设计并开发基于自主可控平台的特高压直流控制保护系统.首先,分别设计自主可控控制保护系统的软、硬件平台,并将平台自身特点与特高压直流输电系统要求相结合,设计可靠的冗余通信方式和完备的主机状态监视功能.然后,在自主可控平台上设计特高压直流控制保护系统,并开发功能样机.最后,在基于实际工程参数的实...     

失步、振荡对运行发电机及系统的影响及防御措施

一台并在无穷大容量电网的同步发电机受突然短路骚扰而造成失步。假定发变组外部某点处发生突然短路。短路前发电机工作点,过渡到短路时的特性曲线点上,由于发电机输出功率减少,阻力矩减少,转子开始加速,功角开始增大。当短路切除后,可是此时发电机输出功率输入功率,则转子开始减速。由于转子储藏了动能,转差率较大,故功角继续增大,功角δ随着时间不断增大,最后造成发电机失步,失步可导致系统产生振荡。     

灰渣综合治理及利用的途径和对策

燃煤电厂每年排出的大量粉煤灰，如不及时进行治理，使之成为废物造成污染，不仅影响安全发供是，还给城市环境和人民生活带来危害，同时也造成对资源的极大浪费。作为成都热电厂技改项目的嘉陵成都电厂至2000年6月投产发电后，在该厂原老厂及华能机组所排粉煤灰的基础上又随之增加约50万t位的灰渣排放量。由于地处中心城市，附近又不能同其它火电厂一样，找到合适的储灰场，每天排出的灰渣必须就地消化。因此，寻求搞好灰渣治理和综合利用可持续发展的途径和对策，是保证机组安全运行和保护环境的一件必不可少的重要课题。     

Conventional and recommended arc power and energy calculations and arc damage assessment

The costs associated with fires initiated by arcing faults depend on the extent of the damage. In some cases, costs have exceeded $100 000 000. The personal losses associated with a serious injury or fatality are incalculable. When an arcing fault occurs, qualified in-house personnel and/or professional consultants try to determine the factors involved in the fault's initiation. Investigators also serve as expert witnesses in any pending lawsuits related to the accident. In fact, the growing interest in accident investigation has led to the establishment of an IEEE workgroup in forensics. Even with sophisticated techniques like scanning electron microscopes used to provide magnified photographs of arc damage, only a limited amount of applicable technical information on arcing faults exists for reference. Much of the engineering reference information on calculating arc currents and assessing arc damage is 25-50 years old. Recent papers by the authors discussed calculating arc currents. This paper presents a method to determine the power released by a single-phase-to-ground arc and provides graphs for quick reference. Commonly used methods for calculating arc power and energy and quantifying damage are also discussed. The recommended and conventional methods are used to determine arc energy and to identify the damage threshold in a typical system and the results are compared.