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...     

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(carboncapture,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...     

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。     

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。     

碳市场对碳捕集、利用与封存产业化发展的影响

我国统一碳市场的正式成立为碳捕集、利用与封存(CCUS)产业化发展提供了商业化机遇,对CCUS在碳市场背景下商业化机制和产业化发展的分析和评估具有重要意义.借鉴欧盟和美国碳市场发展经验,在分析我国碳市场和CCUS现状的基础上,探讨了我国碳市场与CCUS之间相互推动的关系.碳市场交易与CCUS最终目的均为碳减排,碳市场的...     

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。     

缺乏地质封存条件地区开展CCUS项目集群化建设的可行性研究:以江西省为例

碳捕集、利用与封存（CCUS）技术是我国实现碳达峰和碳中和目标的关键技术。良好的 源汇匹配条件是CCUS项目部署的重要先决条件。然而我国存在一些缺乏地质封存条件的地区,虽然区域内拥有较多工业排放源,但缺少近距离的潜在封存地,影响了企业的投资决策。CCUS项目的集群化建设可以通过共用CO2运输和封存设备,降低项目的整体成本,集群化建设能否推动缺乏地质封存条件地区CCUS项目的部署,需要进一步研究。以江西省为例,选取南昌市和萍乡市的7个公开披露碳排放信息的企业,分别开展年捕集量为 100万t的碳捕集项目,通过管网优化并选取江汉盆地为潜在封存地,建立成本分析模型 并计算单位减排成本。结果显示,虽然集群项目的运输距离长达513 km,但最终的CO2 减排成本仅为473.04元/t,而且还存在进一步下降的可能。在缺乏地质封存条件的地区开展CCUS项目的集群化建设,可以成为利用CCUS技术助力碳中和的一个重要方式。     

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。     

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,CO_(2)捕集、运输和封存一直是CCUS领域研究重点。近年来,CO_(2)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。CO_(2)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。     

双碳背景下用户侧碳计量装置及平台的研发与应用

双碳战略目标的落地实施需要实现用户侧碳排放的精确计量。现有的碳计量方法受制于客观条件的限制更多地聚焦于发电侧而忽略了社会生产消费行为对碳排放的影响。电力需求侧的能源消费行为需要颗粒度更精细的碳计量装置及平台实现碳的实时追踪与溯源。对此将碳价值的时变性与无偏性纳入到实际碳计量工作中,实现油、电、气等综合能源的碳流量的在线精确刻画。通过构建碳减排量计算模型和碳排放激励模型,形成对用户侧碳排放价值的衡量标尺。开发了一套完整的碳计量装置与平台,利用采集到的实时碳数据主动控制与引导用户选择更低碳的生产经营活动,实现低碳需求响应。经过在某企业半年多的运行监测与改造验证了所开发碳计量装置及平台的实用性。     

新型微晶炭与商品活性炭的结构与电容性能

采用X射线衍射(XRD)和N2吸附法分析了一种新型微晶炭和商品活性炭YP15的晶体结构和孔结构,并采用恒电流充放电对比研究了两者的比电容、比能量及比功率、耐电压和循环性能。结果表明:新型微晶炭的结构不同于商品活性炭,其具有小的比表面积(130.7m2/g)和更明显的晶体特性,其内部含有大量较完整的类石墨晶。微晶炭依靠电解质离子嵌入类石墨晶层间存储能量,在2.7V的电压下工作时具有高达110.6F/g的放电比电容,27.5Wh/kg的比能量和大于1.2kW/kg的比功率,均优于商品活性炭YP15。而且,新型微晶炭能够在3.5V的工作电压下保持良好的电容特性和稳定的循环性能。     

双碳背景下区域碳排放预测研究及情景分析

在双碳目标背景下,针对城市碳排放路径预测,提出了一种区域碳排放预测方法。通过马尔科夫模型与长期能源替代规划系统（LEAP）模型,实现对各行业的能源消费结构与能源需求量的预测。在此基础上,通过计算各能源的碳排放因子,并考虑能源结构优化与能源需求降低对碳排放的影响,预测不同情景下的区域碳排放量。最终,以中国某城市为例开展了区域碳排放路径预测的案例分析,结果表明,所提方法可以有效预测出区域的碳排放量及不同政策与技术发展对碳排放路径的影响。     

CO2活化氮掺杂炭气凝胶的制备及其性能研究

以间苯二酚、甲醛、氧化石墨烯和三聚氰胺为原料,通过溶胶-凝胶法制备氮掺杂炭气凝胶,再对其进行CO₂活化。用X射线衍射光谱法（XRD）、扫描电子显微镜法（SEM）、X射线光电子光谱法（XPS）和N₂吸附等进行物理性能分析,用交流阻抗谱、恒流充放电测试等进行电化学性能测试。随着活化温度的提高,材料表面形成了密集的具有大量孔的内部相互交联的网络结构。当活化温度为900℃时,所制备的样品比表面积最高,由NCAG-4的1 194 m²/g增大到CO₂-900-NCAG-4的1 849 m²/g。在经过活化以后,CO₂-900-NCAG-4表现出了最佳的电化学性能,将其组装成超级电容器,充放电循环2 000次后电容保持率达94.31%。     

A distributed computing algorithm for electricity carbon emission flow and carbon emission intensity

The calculation of the indirect carbon emission is essential for power system policy making, carbon market development, and power grid planning. The embedded carbon emissions of the electricity system are commonly calculated by carbon emission flow theory. However, the calculation procedure is time-consuming, especially for a country with 500–1000 thousand nodes, making it challenging to obtain nationwide carbon emissions intensity precisely. Additionally, the calculation procedure requires to gather all the grid data with high classified levels from different power grid companies, which can prevent data sharing and cooperation among different companies. This paper proposes a distributed computing algorithm for indirect carbon emission that can reduce the time consumption and provide privacy protection. The core idea is to utilize the sparsity of the nodes'' flow matrix of the nationwide grid to partition the computing procedure into parallel sub-procedures executed in multiple terminals. The flow and structure data of the regional grid are transformed irreversibly for privacy protection, when transmitted between terminals. A 1-master-and-N-slave layout is adopted to verify the method. This algorithm is suitable for large grid companies with headquarter and branches in provinces, such as the State Grid Corporation of China.     

The role of carbon capture and storage in the race to carbon neutrality

Research and observable climate impacts point almost unequivocally to the need for a larger and faster climate mitigation effort that includes capturing and permanently storing CO₂ both from large sources and from the atmosphere directly. Carbon capture and storage technologies are mature and available, with considerable real-world experience, but their deployment is still limited. We examine why this is so and suggest viable path forward.     

考虑碳捕集与CVaR的电力系统低碳经济调度

碳捕集电厂能够实现高碳火电的低碳化，是降低碳排放的有效举措之一。伴随着风电渗透率的不断增加，且风电出力具有间歇性等特点，给电力系统带来巨大的调峰压力。通过综合灵活运行碳捕集电厂中的溶液存储设备进行“能量时移”，以解决系统接入大规模风电所造成的调峰问题。同时考虑到风电的随机性会增加调度运行中的风险，引入金融风险管理方法中的条件风险价值(conditional value-at-risk, CVaR)对调度运行中的风险成本进行度量，以系统运行经济性最高为目标，建立计及CVaR含碳捕集电厂与风电电力系统的综合低碳优化调度模型。通过仿真算例证明了所提模型的可行性，在有效降低系统的碳排放与运行风险的同时保证系统经济性最优。     

基于P2P的碳市场交易模型及电碳联合出清方法

围绕电力行业的低碳发展需求,针对目前电力市场和碳市场所存在未能协调运行的问题,设计一种电碳联合P2P交易机制,通过引入电力P2P交易,给予用户和发电商调动自身灵活性的空间,为火电企业提供碳减排服务的同时,促进新能源消纳,提高各参与主体的效益。同时,分析了传统电力市场以及在引入P2P交易和碳市场机制的交易模式下参与主体的效益变化情况。根据设计机制的需求,建立电碳联合市场出清模型,并通过设计算例进行模拟,分析该交易机制的可行性和有效性。