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南方能源建设
南方电网数字传媒科技有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
南方能源建设

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季刊

2095-8676

南方能源建设/Journal Energy Construction
正式出版
收录年代

    二氧化碳利用路径气候效益与经济可行性评估

    梁希余晓洁夏菖佑刘牧心...
    1-14页
    查看更多>>摘要：[目的]碳利用技术可以将CO2转化为燃料、化学品和建材等有价值产品,是一种减缓气候变化、促进资源循环利用的创新科技手段.气候效益和经济性评估是目前碳利用技术分析的难点,也是其技术发展和推广的关键.[方法]文章从背景分析、基准线选择、边界划分及指标计算等角度,综合构建了一个用于量化分析碳利用减排效益和经济性的方法学.并利用该方法学对4种典型CO2利用技术的单位减排量、平准化减排成本和单位减排收益等关键指标进行了分析.[结果]研究表明:CO2强化石油开采(CO2-EOR)的单位减排量为1.62～5.85 tCO2/t油.当桶油价格在390元左右时,不同注采比条件下CO2-EOR的单位减排收益为2～1152元/t CO2.CO2加绿氢制甲醇的单位减排量为4.89 t CO2/t甲醇,单位减排收益为负值,即仍需18～833元/tCO2的补贴或同等碳价格水平的支持才能实现减排的盈亏平衡.CO2钢渣固碳技术用于生产建筑材料的单位减排量为0.94 t CO2/t钢渣微粉,单位减排收益为36～164元/t CO2;CO2养殖微藻用于生产生物柴油的单位减排量为0.36t CO2/t微藻粉,其单位减排收益可达3万～9万元/tCO2.除文章重点研究的指标外,实际的项目决策还需考虑技术稳定性、市场环境和资源条件等因素对经济性的影响.[结论]不同碳利用技术在不同情景下的减排效果和适用性各异,为确保发挥其积极减排作用,需完善制度建设,推动其融入碳市场,并评估其实际气候影响,以支持具备气候效益的技术.

    碳利用CCU(碳捕捉、利用)减排效益经济性方法学

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    碳中和背景下直接空气捕碳(DAC)的技术发展和经济性评估

    张柠涛王茹洁汪黎东
    15-25页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在探讨面向碳中和背景下直接空气捕碳(Direct Air Capture,DAC)技术的发展现状、应用案例及其经济性评估,以期为我国实现碳减排目标提供参考.[方法]文章综述了 DAC技术的工作原理、类型、运用案例,并分析了其在国内外的发展情况.通过比较不同研究中的成本数据,评估了 DAC技术的经济性,并讨论了当前面临的挑战与可能的解决措施.[结果]研究发现,DAC技术能有效从空气中捕集CO2,具有布置灵活、可与可再生能源结合等优点.但其商业化应用仍受到高成本、高能耗和大规模部署的技术挑战的限制.国内外的案例分析揭示DAC技术在实际应用中的效率和成本问题亟待解决,同时也显示了通过技术改进和政策支持可能实现的优化潜力.[结论]尽管存在挑战,DAC技术仍是实现碳中和目标的潜在储备技术,尤其对中国等面临严峻碳减排压力的国家具有重要意义.需要集中研究力量开发更高效、低成本的吸收/吸附剂,改进系统设计,降低能源消耗,并积极探索与可再生能源的结合使用.政府的政策支持和社会的广泛认可也是实现DAC技术商业化的关键因素.通过这些措施可以推动DAC技术的发展和应用,助力实现碳减排和环境保护的双重目标.

    直接空气捕碳碳中和碳捕集和封存可再生能源二氧化碳负碳排放技术

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    浙江省碳捕集利用与封存技术研究进展

    侯成龙来振亚陈嘉映吕洪坤...
    26-36页
    查看更多>>摘要：[目的]能源安全前提下的绿色低碳转型与工业结构调整是浙江省"碳达峰碳中和"工作面临的严峻挑战.由于浙江省煤电发电量占比较高,碳捕集利用与封存技术(CCUS)有望在浙江省能源与工业等领域的双碳技术体系中扮演重要角色,是实现化石能源大规模低碳利用的重要技术选择.[方法]从CO2捕集、输送、利用与封存方面综述了浙江省CCUS技术的研究进展,介绍了浙江省CCUS工程示范项目的开展情况;总结了 CCUS全链条各环节主要技术的特点,简要分析了当前CCUS技术发展的问题;展望了 CCUS技术在浙江省的发展前景,并提出了发展建议.[结果]浙江省在CCUS各环节,特别是CO2捕集方面拥有良好的技术储备.省内全流程示范项目工艺路线多样,捕集侧包括燃烧前和燃烧后捕集,利用与封存侧涵盖生物、矿化、化工利用及地质封存,各环节技术成熟度差异化较明显.项目规模较小,初投资和运行成本普遍较高,空间分布分散,不利于形成产业集群.[结论]需准确把握浙江省重点领域CCUS潜力和源汇条件,因地制宜推广CCUS集成项目,持续开展技术研发,并在激励机制、政策法规、商业模式等方面予以保障.

    CO2捕集CO2利用地质封存CCUS碳达峰碳中和

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    变压吸附捕集CO2技术研究进展及其在石化行业应用案例分析

    刘强肖金于航罗海中...
    37-49页
    查看更多>>摘要：[目的]作为 CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)中重要的碳捕集手段,变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA)捕集CO2技术受到广泛应用.但过高的捕集能耗和运行成本制约了技术的推广和落地,如何精准地依据实际情况选择合适的捕集技术并降低捕集能耗尤为重要.[方法]针对国内外变压吸附技术的基础研究与技术应用进行了讨论,并以某石化企业采用PSA技术捕集CO2的实际应用案例,分析了该技术在石化行业应用的经济性和前景.[结果]在文章案例中,采用PSA吸附捕集CO2技术的项目对煤制氢装置净化单元、低温甲醇洗单元产出的约80万t中浓度碳源进行捕集封存,针对73.9％浓度的CO2原料气,装置实现了 96％的CO2回收率以及98％的捕集纯度,在杂质气体方面,H2S、CH4及CH3OH均控制在0.015％以下,可实现约56kWh/t CO2的捕集电耗.研究发现,变压吸附技术具备吸附剂再生能耗低、压阻低、工艺连续及吸附剂稳定性强的优势,表现出技术与经济可行性.由于变压吸附以物理吸附为主,因此PSA对于低浓度的原料气CO2处理可能会面临能耗较高且富集浓度不足的问题.[结论]综上,PSA捕集CO2技术适宜用于中浓度碳源的处理,在未来石化、水泥等行业中排放的尾气处理上具有潜力.

    碳捕集变压吸附CO2中浓度碳源石化

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    二氧化碳加氢合成甲醇工艺系统分析

    翟云楚金丽艳谢佳家张杰...
    50-56页
    查看更多>>摘要：[目的]二氧化碳捕集、利用和封存是实现全球温室气体净零排放的重要举措.二氧化碳加氢催化合成甲醇是碳的有效利用方式之一,将二氧化碳转化为重要燃料、化工产品甲醇,还可与电解水制氢结合,将产物甲醇作为氢气的储存载体.[方法]通过Aspen Plus模拟软件构建二氧化碳加氢催化制甲醇工艺模型,对于30万t/a的甲醇生产规模,考虑氢源来自电解水制氢,详细分析了温度、压力、二氧化碳/氢气进料比对甲醇产量的影响.[结果]模拟计算结果表明:合成温度为250 ℃,二氧化碳/氢气进料比为7.33时,甲醇产量最高;考虑直接与电解水过程结合,合成压力选取5 MPa是合理的;氢气的含水量对甲醇的产量有一定影响,原料氢气每增加100 kg/h的含水量,甲醇产量仅降低0.1％.[结论]通过模拟确定了二氧化碳加氢合成甲醇系统关键工艺参数的选取依据,证明了电解水得到的氢气不经过干燥、压缩处理,直接与甲醇合成工艺结合的可行性,新能源制氢耦合二氧化碳加氢合成甲醇工艺是具有应用前景的甲醇合成技术.

    甲醇甲醇合成二氧化碳二氧化碳制甲醇氢能

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    我国碳定价机制构建关键问题

    魏欣张宗艺杨利鸣
    57-62页
    查看更多>>摘要：[目的]文章旨在深入分析和完善我国的碳定价机制,以更有效地促进社会向绿色低碳转型,同时在全球碳达峰、碳中和进程中提升我国的领导力和主动权.[方法]通过综合梳理全球碳定价机制的当前状况与未来趋势,深入剖析了我国现有碳定价机制存在与总体气候政策目标关联不足、碳市场产权性质不明确、市场主体不活跃等不足.进一步探讨了碳价上涨对我国减排效果和能源供应保障的潜在影响.[结果]结合我国国情,文章给出了利用碳市场碳配额、碳税、碳市场与碳税协调、碳金融构建我国碳定价机制的策略方向与对应举措.[结论]在明晰我国碳定价机制发展思路的基础上,为我国在国际碳定价机制上赢得更多话语权提供了国内电证碳市场协同、提升我国绿证"纯度"、参与推进国际碳市场互认进程、合作促进各国间碳定价协调机制建立等对策参考.

    碳达峰碳中和碳定价碳排放交易碳配额分配碳税

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    广东省红树林碳储量与碳汇潜力估算

    苏思琪邹冠华余云军文芳...
    63-74页
    查看更多>>摘要：[目的]红树林生态系统具有极高的固碳能力,是全球碳循环的重要部分.探索其碳汇潜力可促进减缓和适应气候变化,为我国碳达峰与碳中和提供一种潜在的海洋方案.[方法]通过研究红树林蓝碳评估的方法学,开展广东省碳储量和碳汇潜力的估算.广东省红树林碳储量约为3 222.035 kt C,其中植被碳储量约为1 094.465 kt C,土壤碳储量约为2 127.57 kt C.不同红树林群落中,桐花林的植被碳储量含量最高,约为 1508.931 kt C,其次依次为白骨壤、秋茄、无瓣海桑,植被碳储量分别约为1 508.931 kt C、859.115 kt C、193.296 kt C和660.693 kt C.[结果]根据《红树林保护修复专项行动计划(2020-2025年)》,2025年广东省营造红树林55.00 km2,碳汇潜力可增加36.171 ktCO2-e～99.891 kt CO2-e,有较大的碳汇潜力.[结论]研究可为广东省红树林碳汇造林提供科学依据,对我国碳达峰与碳中和事业具有重要意义.

    红树林广东省碳储量碳汇潜力

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    我国生态系统碳汇发展形势与建议

    何柳李学山高佳杨富淋...
    75-85页
    查看更多>>摘要：[目的]2030年前碳达峰、2060年前碳中和已被确定为中国经济社会高质量发展的重要战略目标.当前,碳汇是实现碳中和的重要措施之一,有效的碳汇激励政策是实现"碳中和"的保障.[方法]通过梳理国内外生态系统碳汇发展,揭示我国碳汇发展存在的主要问题,对我国碳汇项目建立全面认识.研究碳汇项目参与碳市场交易的机制,明晰获益渠道.并进一步通过试点经验对比分析研究,通过具体问题具体分析的方式,得出相关结论.[结果]结果表明,我国碳汇项目开发以林业碳汇为主,其他碳汇项目开发较少,项目周期以中短期为主,项目开发增速有所放缓.当前我国碳汇发展面临的3个主要问题:(1)开发碳汇的方法学种类少限制多;(2)开发过程长机制不完善;(3)开发后碳市场激励效果不显著.[结论]研究表明我国未来生态系统碳汇工作仍面临巨大挑战.为推动碳汇高质量发展,仍需加快调整与升级碳汇支持政策、加大碳汇科技投入和积极发展"碳汇+"产业.

    碳汇碳汇交易碳汇市场政策演变政策建议

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    交能融合背景下的高速公路光储充一体化发展路线展望

    张力刘海洋段德萱黄晶晶...
    86-94页
    查看更多>>摘要：[目的]新能源汽车的蓬勃发展给高速公路用电负荷带来了更高要求.文章基于我国高速公路用电负荷、光资源禀赋以及适用于高速公路服务区的储能技术分析,研究了光-储-充一体化发展路线的公路交能融合模式的自洽性,并结合工程实例,对公路交能融合模式的可行性进行论证和分析.[方法]通过分析我国公路里程数、新能源汽车市场渗透率、以及公路交通的光储资源,基于新能源汽车增长可能导致的公路用电负荷增长和公路交通的光资源利用空间,得出高速服务区的光储充综合能源利用模式.结合已有交能融合自洽模式的工程示例,对高速公路光-储-充一体化发展模式提出建议.[结果]数据表明,到2025年,全国新能源汽车保有量将超过2 500万辆,新能源车将达到37.5 TWh的电能消耗,电能需求潜力巨大.同时我国道路沿线及周边地区光资源丰富,所蕴含的光伏发电潜力约为1 022.8 TW,而通过测算可得,高速公路的基础设施年均能耗约为17.99 TW.[结论]交通与能源融合的主要路径应从开发基于道路交通自身基础设施的风、光自然资源禀赋,形成自洽供给的交通能源系统入手,从而构建交通系统能源供给分布式、清洁化、可再生、近零排放的系统解决方案.光-储-充一体化的交能融合开发路线能够将可再生能源就地消纳,在推进公路用能清洁化的同时缓解电网压力,潜力巨大.文章可为我国公路交能融合的发展提供一定的理论支撑与借鉴.

    高速公路储能光储充一体化光伏交能融合

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    中国新型公路交通能源综合系统发展对策研究

    张灿张明震
    95-104页
    查看更多>>摘要：[目的]交通运输是我国碳排放最大的领域之一,在碳达峰、碳中和目标下,如何构建以能源互联网为基础的新型交通能源综合系统是我国交通运输领域低碳转型的重要命题.[方法]文章聚焦公路交通能源综合系统,对我国新型公路交通能源综合系统的发展目标、政策背景等进行梳理,并讨论其创新与启示.[结果]我国新型公路交通能源综合系统围绕"交通能源-交通经济-交通低碳"的多目标需求,目前已发展出充换电、"光储充"一体、"油气氢电光充储"等多种交通能源综合服务商业模式,相应的协同规划与建设、运行与控制、先进储能、多级协调能源管理等关键技术也正在逐渐发展,但还面临规划、运营、环保等多方面问题,后期应通过扩大市场宣传、破除体制机制障碍、加强技术协同等方式引导新型公路交通能源综合系统快速发展.[结论]探讨我国面向未来的新型公路交通能源综合系统,为我国交通运输领域高质量发展提供一份思考.

    能源互联网交通低碳转型交通能源综合系统多能耦合

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