(最新版)某发电厂二氧化碳捕集及利用项目可行性研究报告
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中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)1.二氧化碳捕集利用与封存概述1.1什么是CCUS?二氧化碳捕集利用与封存是指将CO2从工业过程、能源利用或大气中分离出来,直接加以利用或注入地层以实现CO2永久减排的过程。
CCUS在二氧化碳捕集与封存(CCS)的基础上增加了“利用(Utilization)”,这一理念是随着CCS技术的发展和对CCS 技术认识的不断深化,在中美两国的大力倡导下形成的,目前已经获得了国际上的普遍认同。
CCUS按技术流程分为捕集、输送、利用与封存等环节。
CO2捕集是指将CO2从工业生产、能源利用或大气中分离出来的过程,主要分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和化学链捕集。
CO2输送是指将捕集的CO2运送到可利用或封存场地的过程。
根据运输方式的不同,分为罐车运输、船舶运输和管道运输,其中罐车运输包括汽车运输和铁路运输两种方式。
CO2利用是指通过工程技术手段将捕集的CO2实现资源化利用的过程。
根据工程技术手段的不同,可分为CO2地质利用、CO2化工利用和CO2生物利用等。
CO2封存是指通过工程技术手段将捕集的CO2注入深部地质储层,实现CO2与大气长期隔绝的过程。
按照封存位置不同,可分为陆地封存和海洋封存;按照地质封存体的不同,可分为咸水层封存、枯竭油气藏封存等。
生物质能碳捕集与封存(BECCS)和直接空气碳捕集与封存(DACCS)作为负碳技术受到了高度重视。
BECCS是指将生物质燃烧或转化过程中产生的CO2进行捕集、利用或封存的过程,DACCS则是直接从大气中捕集CO2,并将其利用或封存的过程。
1.2CCUS的定位CCUS是目前实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择。
中国能源系统规模庞大、需求多样,从兼顾实现碳中和目标和保障能源安全的角度考虑,未来应积极构建以高比例可再生能源为主导,核能、化石能源等多元互补的清洁低碳、安全高效的现代能源体系。
二氧化碳捕集技术与应用研究二氧化碳(CO2)是导致气候变化的主要温室气体之一。
为了减少这种气体在大气中的含量,传统方式通常是减少化石燃料的使用,提高能源效率和使用可再生能源。
但是,这些方法可能需要大量时间来减少CO2的排放量,因此我们需要一些技术手段来捕捉这种气体,防止其进入大气中。
这就是二氧化碳捕集技术的重要性所在。
一、二氧化碳捕集技术的概念二氧化碳捕集技术是一种用于捕获和移除大气中CO2的技术。
该技术可以被应用于任何产生二氧化碳的过程中,例如发电厂、钢铁和水泥制造业等。
CO2捕集通过各种不同的方法实现,取决于捕集技术的类型。
目前可行的二氧化碳捕集技术分为三种:物理吸收、化学吸收和膜分离。
物理吸收是利用化合物溶解和吸附气体来捕捉CO2。
化学吸收是在CO2和其他化合物之间形成化学键来捕获二氧化碳。
膜分离则是通过使用一层可渗透气体的膜进行分离,将CO2和其他气体分离开。
二、二氧化碳捕集技术的优缺点二氧化碳捕集技术的优点是它可以在CO2排放源头处捕捉和处理这种气体。
这有助于减少CO2进入大气中的量,并减少随之而来的气候变化。
此外,二氧化碳捕集技术已经发展成为了两种有利用价值的形式,即压缩CO2和液态CO2。
压缩CO2可以用于射程延长,储能以及增压等方面。
液态CO2可以供应工业、医疗、农业等领域使用。
然而,二氧化碳捕集技术也存在一些缺点。
首先,捕集和处理CO2需要大量的能源和资金。
这可能会使二氧化碳捕集技术的成本变得异常昂贵。
其次,捕集和处理CO2需要大量的空间。
这可能会影响到一些空间较小的企业或建筑其使用。
三、二氧化碳捕集技术的应用二氧化碳捕集技术通常被应用于化学工业、催化剂和热力发电厂等行业。
在热力发电厂中,二氧化碳捕集技术被广泛应用。
这是因为这些工厂排放二氧化碳到大气中的量大,同时CO2的收集和处理可以用于抵消排放。
在该行业中,流体化床燃烧,化学吸收法和物理吸收法是最常见的三种二氧化碳捕集技术。
CO2捕集与利用技术的研究与发展目前全球气候变化成为全球面临的一个紧迫问题,而二氧化碳是温室气体中最为主要的一种,对于环境问题的解决和经济的可持续发展具有非常重要的意义。
为此,CO2捕集与利用技术的研究与发展备受全球关注。
本文将从CO2捕集技术和利用技术两个方面,对CO2捕集与利用技术的研究现状和未来发展进行详细的探讨。
一、CO2捕集技术CO2的捕集技术指通过一定的方式将CO2从产生的源头(如火力发电厂、钢铁工厂等)中分离、捕获、集中,以降低其大气排放浓度。
目前主要常用的CO2捕集技术包括吸收、压缩、凝聚、膜分离等。
1.吸收捕集技术吸收捕集技术是利用特定溶剂(如碱性溶液)滥从混合气流中分离出CO2的方法。
其中主要应用的是饱和吸收和后处理吸收。
饱和吸收的原理是将气体通入无水的吸收剂中,在达到饱和后继续通过吸收剂将其中的CO2捕集和集中。
后处理吸收技术则是在原有的气体处理设备内加装吸收塔,在末端减少污染物的排放,同时产生的二氧化碳进行捕集。
2.压缩捕集技术压缩捕集技术是通过加压等手段将CO2分离出来,以提高其成为气体或液态状态的效率。
该技术通常应用于高压CO2的处置,如在油气田储存或补注等。
3.凝聚捕集技术凝聚捕集技术是将CO2在凝聚器中冷凝成液态,通过分离的方式将其从混合气流中分离出来的技术。
凝聚捕集技术通常适用于低温环境下的应用,如冷却水等。
4.膜分离技术膜分离技术是用于将CO2和其他气体分离的技术,其运作机理基于在分离膜上形成的超薄气体层的选择性透过性。
该技术通常适用于低浓度CO2的处理。
二、 CO2利用技术CO2利用技术指将捕集到的CO2转化成有用的有机化学品或直接利用于工业或农业生产中。
CO2利用的方法包括化学转化、生物转化等。
1.化学转化化学转化通常用于将细小气体(如CO2)转化成有机和无机化合物,以减少其排放。
目前已提出了许多CO2的化学转化方法,例如催化剂上的CO2还原、电化学CO2还原等。
二氧化碳捕集、利用与封存技术调研报告一、调研背景为减缓全球气候变化趋势,人类正在通过持续不断的研究以及国家间合作,从技术、经济、政策、法律等层面探寻长期有效地减少以二氧化碳为主的温室气体排放的解决途径。
中国作为一个发展中国家,在自身扔面临发展经济、改善民生等艰巨情况下仍然对世界做出了到2020年全国单位国内生产总值CO2放比2005年下降40%至45%的承诺,这将会给中国的能源结构产生深渊的影响,也将会给经济发展带来一场深刻的变革。
二、CCUS技术与CCS技术对比CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕获与封存)技术是指通过碳捕捉技术,将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来,再通过碳储存手段。
潜在的技术封存方式有:地质封存(在地质构造种,例如石油和天然气田、不可开采的煤田以及深盐沼池构造),海洋封存(直接释放到海洋水体中或海底)以及将CO2固化成无机碳酸盐。
CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕集、利用与封存)技术是CCS技术新的发展趋势,即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯,继而投入到新的生产过程中,可以循环再利用,而不是简单地封存。
与CCS相比,可以将二氧化碳资源化,能产生经济效益,更具有现实操作性。
中国的首要任务是保障发展,CCS技术建立在高能耗和高成本的基础上,该技术在中国的大范围推广与应用是不可取的,中国当前应当更加重视拓展二氧化碳资源性利用技术的研发。
三、二氧化碳主要捕集方法目前主流的碳捕集工艺按操作时间可分为3类———燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集(燃烧中捕集)。
三者个有优势,却又各有技术难题尚待解决,目前呈并行发展之势。
燃烧前捕集技术以煤气化联合循环(IGCC)技术为基础,先将煤炭气化呈清洁气体能源,从而把二氧化碳在燃烧前就分离出来,捕进入燃烧过程。
而且二氧化碳的浓度和压力会因此提高,分离起来较为方便,是目前运行成本最低廉的捕集技术,问题在于,传统电厂无法用这项技术,而是需要重新建造专门的OGCC电站,其建造成本是现有传统发电厂的2倍以上。
燃煤发电机组二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术推广方案燃煤发电是目前全球主要的电力供应方式之一,但其二氧化碳排放量巨大,对全球气候变化产生了严重影响。
为了应对气候变化挑战,燃煤发电机组二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术被广泛关注和研究。
本文将从产业结构改革的角度,提出一个燃煤发电机组CCUS技术推广方案。
一、实施背景:1. 气候变化挑战:全球气候变暖导致海平面上升、极端天气增多等问题,需要减少二氧化碳排放来应对。
2. 燃煤发电二氧化碳排放巨大:燃煤发电是主要的二氧化碳排放来源,需要寻找减排途径。
二、工作原理:1. 捕集:通过燃烧过程中的烟气处理,将二氧化碳从燃烧产物中分离出来。
2. 利用:将捕集到的二氧化碳进行利用,如注入油田增加原油采收率、用于工业生产等。
3. 封存:将二氧化碳安全地封存于地下储层,避免其进入大气。
三、实施计划步骤:1. 技术研发阶段:开展燃煤发电机组CCUS技术研发,包括捕集、利用和封存三个方面的技术优化。
2. 示范项目阶段:选择几个规模适中的燃煤发电厂进行CCUS技术示范,验证技术可行性和经济性。
3. 推广应用阶段:根据示范项目的成功经验,推广应用CCUS 技术到更多的燃煤发电厂。
四、适用范围:燃煤发电是全球主要的电力供应方式之一,因此CCUS技术适用于全球范围内的燃煤发电厂。
五、创新要点:1. 技术创新:通过技术研发,提高CCUS技术的捕集效率和经济性,降低二氧化碳捕集成本。
2. 产业链创新:构建完整的CCUS产业链,包括捕集、利用和封存环节,形成产业协同效应。
3. 政策创新:制定相应的政策支持措施,如税收优惠、碳排放权交易等,鼓励企业采用CCUS技术。
六、预期效果:1. 减少二氧化碳排放:通过CCUS技术,燃煤发电机组的二氧化碳排放量将大幅减少,减缓气候变化。
2. 资源利用:利用捕集到的二氧化碳,可以增加原油采收率,提高能源利用效率。
3. 经济效益:CCUS技术的推广应用将促进相关产业的发展,带动经济增长。
碳捕集项目可行性研究报告一、概述碳捕集是指利用各种技术和方法将大气中的二氧化碳(CO2)捕集并储存起来,以减少温室气体排放和全球气候变化的影响。
碳捕集项目的可行性研究是为了评估该项目实施的可行性和可持续性,为相关决策提供依据。
二、背景随着全球工业化进程的不断加速,温室气体的排放量急剧增加,导致全球气候变暖、海平面上升等问题日益严重。
为了减少二氧化碳排放量,国际社会积极推动碳捕集技术的研究和应用。
本次研究旨在评估碳捕集项目的可行性,为减少二氧化碳排放提供可持续的解决方案。
三、可行性分析1.技术可行性要评估碳捕集项目的可行性,首先需要考察技术方案的可行性。
目前,已经有多种碳捕集技术可供选择,如化学吸收、膜分离、生物固定等。
通过与相关专家的讨论和实地考察,我们确定了适合本地环境和资源的技术方案,并得出结论该技术方案在技术上是可行的。
2.经济可行性经济可行性是评估项目成功实施的关键因素之一、项目的实施需要资金投入、设备采购、人员培训等等。
通过收集相关数据和进行成本效益分析,我们得出结论该碳捕集项目在经济上是可行的。
经测算,投资回收期为5年,并且能够带来一定的经济效益。
3.社会可行性社会可行性是衡量项目实施成功与否的重要指标。
本项目的实施将有助于减少二氧化碳排放量,保护环境和气候稳定,符合社会的可持续发展需求。
此外,项目的实施还将带动相关产业的发展,创造就业机会,提高居民的生活质量。
通过与当地政府、社区和利益相关方的沟通,我们得出结论该项目在社会上是可行的。
四、风险评估1.技术风险碳捕集技术是一个相对新兴的领域,相关技术还存在一些不确定性和风险。
在项目实施过程中,可能会遇到技术难题和技术转化的问题,需要足够的技术支持和创新能力。
为规避技术风险,项目需要建立科学的技术研发和应用分析体系,提高技术攻关的能力和创新水平。
2.经济风险由于国际碳市场的不稳定性和不确定性,碳捕集项目可能面临经济风险。
项目的可行性研究需要充分考虑这些风险,并提出相应的风险管理策略。
二氧化碳捕集与利用技术的研究与应用二氧化碳(CO2)是一种无色、无味、稳定的气体,也是主要的温室气体之一,它的排放是导致气候变化的主要原因之一。
据联合国环境规划署(UNEP)的报告,二氧化碳排放的来源主要包括燃烧化石燃料、工业生产和土地利用变化。
为了减少温室气体的排放,各国正在积极推广减排措施。
其中,二氧化碳的捕集与利用技术被认为是一种可持续发展的解决方案。
一、二氧化碳的捕集技术1.化学吸收法化学吸收法是利用化学吸收剂吸收二氧化碳的一种捕集技术。
目前比较成熟的化学吸收法包括胺法、碱性氧化法、碳酸盐法等。
这些技术中,胺法是最常用的一种,它的原理是将空气中的二氧化碳经过混合和反应后,吸附到胺类物质中形成化合物。
这种方法操作简单,但胺类物质容易吸湿,需要再次加热蒸发,对能源要求较高。
2.物理吸附法物理吸附法是一种利用吸附材料吸附二氧化碳的技术。
吸附物质包括分子筛、活性炭、硅胶、氧化铝等。
由于这些材料具有高比表面积和高吸附容量,因此可以实现高效的CO2捕集。
除了高效外,物理吸附法不需要化学吸收剂,操作简单,不需要再加热脱附,因此节约了能源。
二、二氧化碳的利用技术1.化学利用化学利用是指利用二氧化碳进行化学反应,生成有用的物质。
目前较为成功的示范有二氧化碳与水反应产生甲酸、二氧化碳与氢气合成甲醇等。
这种方法可以将CO2转化为有机物或化学品,同时减少大气中的等温异构体浓度,具有非常重要的意义。
其实,化学利用一直是科学家们努力探索的方向,目前研究仍在不断深入。
2.生物利用生物利用是指将二氧化碳通过生物代谢变为有机物的技术。
该技术的原理是植物在光合作用过程中,将二氧化碳和水转化为有机物质(如葡萄糖)。
当然,比较实用而且先进的是将二氧化碳转化为生产食品、能源等的微生物技术。
这种方法被称为人工光合作用,利用微生物将二氧化碳转化为能源或化学品。
三、二氧化碳捕集与利用技术的应用二氧化碳捕集与利用技术的应用,是减缓气候变化过程、实现可持续发展的重要途径之一。
二氧化碳捕集、利用与封存技术调研报告一、调研背景为减缓全球气候变化趋势,人类正在通过持续不断的研究以及国家间合作,从技术、经济、政策、法律等层面探寻长期有效地减少以二氧化碳为主的温室气体排放的解决途径。
中国作为一个发展中国家,在自身扔面临发展经济、改善民生等艰巨情况下仍然对世界做出了到2020年全国单位国内生产总值CO2放比2005年下降40%至45%的承诺,这将会给中国的能源结构产生深渊的影响,也将会给经济发展带来一场深刻的变革。
二、CCUS技术与CCS技术对比CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕获与封存)技术是指通过碳捕捉技术,将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来,再通过碳储存手段。
潜在的技术封存方式有:地质封存(在地质构造种,例如石油和天然气田、不可开采的煤田以及深盐沼池构造),海洋封存(直接释放到海洋水体中或海底)以及将CO2固化成无机碳酸盐。
CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕集、利用与封存)技术是CCS技术新的发展趋势,即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯,继而投入到新的生产过程中,可以循环再利用,而不是简单地封存。
与CCS相比,可以将二氧化碳资源化,能产生经济效益,更具有现实操作性。
中国的首要任务是保障发展,CCS技术建立在高能耗和高成本的基础上,该技术在中国的大范围推广与应用是不可取的,中国当前应当更加重视拓展二氧化碳资源性利用技术的研发。
三、二氧化碳主要捕集方法目前主流的碳捕集工艺按操作时间可分为3类———燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集(燃烧中捕集)。
三者个有优势,却又各有技术难题尚待解决,目前呈并行发展之势。
燃烧前捕集技术以煤气化联合循环(IGCC)技术为基础,先将煤炭气化呈清洁气体能源,从而把二氧化碳在燃烧前就分离出来,捕进入燃烧过程。
而且二氧化碳的浓度和压力会因此提高,分离起来较为方便,是目前运行成本最低廉的捕集技术,问题在于,传统电厂无法用这项技术,而是需要重新建造专门的OGCC电站,其建造成本是现有传统发电厂的2倍以上。
二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)产业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告3篇二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)产业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告1近年来,二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)产业已成为全球范围内关注的话题之一。
CCUS技术可以在降低温室气体排放的同时,有效防止气候变化对环境及经济的不利影响。
本文将从技术、市场和投资角度,对CCUS产业趋势进行前瞻分析,为读者提供投资价值战略咨询报告。
首先,从技术角度来看,CCUS产业的核心是二氧化碳捕集技术。
这项技术主要分为三种方式:化学吸收、物理吸收和膜分离。
其中,化学吸收法是最常用的技术。
其原理是通过在烟气中加入能吸收二氧化碳的溶液来进行二氧化碳的分离和捕集。
此外,二氧化碳封存技术也至关重要。
封存技术将二氧化碳安全地储存在地下,使其不能被排放到大气中。
目前,封存技术主要使用在石油勘探与开采领域,未来还有望被应用于其他工业领域。
其次,我们来看看CCUS市场的现状和未来发展。
目前,CCUS 产业主要集中在北美和欧洲,这两个地区占据全球CCUS市场份额的70%以上。
不过,随着全球对环境保护的关注提高,亚洲和中东等地区也开始加快CCUS技术的推广和应用。
在未来几年内,CCUS市场预计将呈现逐渐增长的趋势,其中工业和能源行业将成为CCUS技术应用最为广泛的领域,而石油、天然气和化工等行业也将逐渐加入到CCUS市场中。
最后,我们讨论一下对CCUS产业的投资战略。
尽管目前CCUS市场尚处于初期阶段,但随着技术和政策的进步,CCUS产业未来将会得到进一步发展。
投资者应该关注CCUS产业领域中的知名企业,例如位于北美的Pembina Pipeline、宝洁公司和埃克森美孚等企业,这些企业在CCUS技术研发和应用方面已经有所成就。
此外,政策支持也是CCUS产业发展的重要因素,投资者应该留意政府对CCUS产业的相关政策。
综上所述,CCUS产业的发展前景广阔,技术的不断革新、市场的逐步扩大以及政策的支持都为投资者提供了坚实的基础。
(2023)碳捕集生产建设项目可行性研究报告(一)2023碳捕集生产建设项目可行性研究报告该报告是一份针对碳捕集生产建设项目的可行性研究报告,以下是其主要研究结果:研究背景•能源与环境问题日益突出•碳捕集技术成为降低碳排放的重要手段项目背景•项目名称:碳捕集生产建设项目•项目时间:2023年•项目范围:某省•项目目标:实现10万吨二氧化碳减排市场分析•碳捕集技术市场前景广阔•政策支持力度不断加大•潜在市场规模庞大投资分析•初始投资:5000万•最小回收期:5年•预计年利润:1000万•项目IRR:20%技术分析•采用先进的化学吸收技术•设备工艺可控性强•运行稳定可靠社会效益•有效降低全球温室气体排放•提高行业整体技术水平•促进当地经济发展环境效益•大幅减少二氧化碳排放•减少对自然环境的影响•有利于生态环境的恢复和保护风险分析•市场风险:政策不稳定、市场波动风险•技术风险:运行故障、设备维护难度大•政策风险:可能出现政策法规变化综合以上研究分析,该项目具有可行性和发展前景。
预计该项投资将达到预期目标,同时为社会和环境带来良好的效益。
建议•在项目投资前,需要深入了解当地政策和市场情况。
•在项目实施过程中,应该注重技术研发和设备维护,降低技术风险。
•发展碳捕集技术需要政策支持,建议相关部门给予政策优惠和补贴。
结论碳捕集生产建设项目的可行性研究表明该项目具有广阔的市场前景和良好的投资收益。
同时,该项目的实施还可以为解决环境和能源问题提供一定的解决方案。
在项目实施过程中,应该注重政策支持和技术研发,从而推动项目的健康和持续发展。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)大唐户县第二发电厂烟气CO2捕集及利用项目可行性报告一、燃煤电厂烟气CO2捕集及利用项目背景根据国务院常务会议的决定,2020年中国单位GDP碳排放量将比2005年下降40%-45%。
我国的碳减排工作压力巨大,任重道远。
我国有近40%-50%的二氧化碳排放来自于燃煤发电,即便到了2020年,非化石能源仅有望占一次能源消费比重的15%左右,而更大的份额仍然为传统化石能源所占据。
因此在电厂开展二氧化碳捕集是我国最重要的碳减排技术路径之一。
目前,电厂二氧化碳捕集技术路线主要有3种:燃烧前脱碳、燃烧后脱碳及富氧燃烧技术。
其中,基于IGCC(整体煤气化联合循环)的燃烧前捕集技术可能是能耗最低的路线,但我国没有商业运行的IGCC电站,且超过6亿千瓦的发电装机是传统燃煤电站。
而燃烧后烟气二氧化碳捕集技术是最适合传统燃煤电厂并且已经实现商业化示范的技术。
因此,燃烧后烟气二氧化碳捕集技术是我国近期降低单位GDP碳排放量的最佳及最有效手段之一。
二、燃煤电厂烟气CO2捕集及利用技术简介燃煤电厂烟气CO2捕集系统由烟气预处理系统、填料吸收塔、填料再生塔、排气洗涤系统、溶液煮沸器、胺回收加热器、产品气处理系统(包括冷凝器、气液分离器、压缩机)以及系统水平衡维持系统组成。
脱硫后的烟道气由脱碳引风机送入吸收塔,其中CO2被胺溶液吸收,尾气由塔顶排入大气。
吸收CO2后的富液由塔底经泵送入换热器,回收热量后送入再生塔。
解析出的CO2气,经处理后送入精处理系统。
经过压缩加压、除湿、脱硫、制冷等工序,得到最终产品——液态CO2。
烟气CO2捕集系统工艺流程如下图所示:目前国际上燃煤电厂烟气CO2捕集及利用项目少之又少。
美国和日本在上世纪末通过燃烧后捕集,并生产二氧化碳,生产的规模在1万~3万吨/年,主要在化工厂的自备电厂开展。
我国在运行的燃煤电厂烟气CO2捕集及利用项目仅有2个,均由西安热工研究院在中国华能集团公司所属发电企业开发建设。
三、西安热工研究院开发能力西安热工研究院有限公司是我国电力行业国家级热能动力科学技术研究与热力发电技术开发的机构,具有几十年从事洁净煤发电研究经验,拥有一整套先进的实验仪器、完备的实验设备,并拥有一批具有丰富经验的专家队伍。
在电厂烟气CO2捕集与处理、脱硫脱硝、电厂化学药剂等开发等方面的研究处于国内领先地位。
近年来在国家重大科技项目和中国华能集团的支持下,积极参与国际合作,西安热工研究院成功开发了“燃煤电厂燃烧后CO2捕集技术”。
该技术针对燃煤电厂烟气中CO2浓度低、O2含量和粉尘浓度高等特点,采用化学吸收法进行CO2的捕集。
在低温条件下用化学溶剂吸收烟气中的CO2;溶液加热时,CO2从化学溶剂中解析出来,得到高浓度的CO2,溶液循环使用。
并应用于我国首个燃煤电厂CO2捕集装置——华能北京热电厂3000~5000吨/年CO2捕集示范装置。
该技术的特色与优势有:1)采用化学吸收法进行燃烧后CO2捕集,具有吸收速度快、吸收能力强、处理量大、回收CO2纯度高等优点;2)设置烟气预处理系统,脱除烟气脱硫后携带的粉尘、水等杂质,同时使用抗氧化剂和缓蚀剂,吸收剂消耗低,设备腐蚀小;3)CO2捕集工艺采用贫富液换热器、CO2冷却器等多级换热,热量综合利用,系统能耗低;4)用尾气洗涤、气液分离等系统,充分回收尾气中的胺溶液,并保持整个捕集系统的水平衡,胺溶液和水消耗量低。
工程业绩华能北京热电有限公司3000-5000吨/年CO2捕集示范装置,为我国第一套(世界第三套)工业级的燃煤电厂烟气CO2捕集装置,于2008年7月16完成了168运行测试并投入商业运行,世界上运行时间最长的燃煤电厂二氧化碳捕获装置。
该装置全部采用国产设备,捕集系统捕集到的CO2纯度为99.5%,进一步精制后产出的液体CO2纯度为99.997%,达到国家食品级标准,蒸汽消耗为~3.5GJ/tCO2,电耗为~250kW/tCO2,溶液消耗为<1.5kg/tCO2,达到了世界先进水平。
华能上海石洞口二厂建设10万吨/年的二氧化碳捕集系统,近期已投入运行。
这是目前世界上最大的燃煤电厂二氧化碳捕集装置,也是我国一个重要的低碳发展技术示范工程。
四、项目实施的必要性燃煤电厂烟气CO2捕集及利用项目符合国家碳减排政策,可能得到国家政策的支持,其产品CO2的销售可以给发电企业带来一定利润,如果能够与石油企业合作利用利用二氧化碳,就会给双方带来极大的经济利益和环境利益。
该项目有利于树立企业环保低碳的良好社会形象。
另外,发电企业加强烟气CO2捕集及利用技术改进与管理,还可以为我国的碳捕集提供技术储备和技术支撑。
CO2应用前景CO2是一种重要的工业气体,CO2及其衍生产品应用广泛、前景广阔。
回收的二氧化碳可以广泛用于制造碳酸饮料、烟丝膨化处理、金属保护焊接、合成有机化合物、灭火、制冷、作为清洗介质等,也可用于强化石油开采(EOR)、强化煤层气开采(ECBM)。
目前全球回收的二氧化碳约有40%用于生产化学品,35%用于油田3次采油,10%用于制冷,5%用于碳酸饮料,其他应用占10%。
碳酸饮料生产。
CO2可用作汽水、啤酒、可乐、碳酸饮料等充气添加剂。
目前,我国碳酸饮料的人均年消费量不到5kg,与发达国家和地区相比(如西欧为110kg,美国为150kg)有较大的差距,发展潜力较大。
烟丝膨松剂。
液体CO2用于烟丝膨化处理,可使每箱香烟节约5%-6%的烟丝,并提高烟丝的质量。
我国每年生产香烟2000万箱左右,如10%用CO2膨化处理,则年CO2耗量达60万t,如全部使用CO2膨化处理,则年CO2耗量达600万t,应用前景十分看好。
焊接保护气。
CO2保护焊是一种高效率、低污染、低成本、省时省力的焊接方法,已经在集装箱、船舶、汽车以及金属结构的焊接中得到应用。
我国CO2气体保护焊接仅占全部焊接的5%,发达国家67%,全球平均23%,发展前景十分乐观。
强化石油开采(EOR)。
通过向油藏注入CO2来提高油田采收率,从世界范围内来看相对比较成熟,且在近年来发展较为迅速。
以美国为例,2004年美国国内有71个CO2EOR项目运行,采用CO2EOR技术每日生产原油206000桶,占全部原油产量的约4%。
我国在利用EOR技术上也有很大潜力。
据测算,我国低渗油藏中约有32亿t适合用于CO2EOR,占全部低渗油藏的50.6%。
强化煤层气开采(ECBM)。
向不宜开采的深煤层中注入CO2,利用CO2在煤体表面的被吸附能力是CH4的2倍的特点来驱替吸附在煤层中的煤层气,可以同时达到提高煤层气的采收率和埋存CO2的目的。
五、项目的可行性1、项目投资华能北京热电厂的捕集系统年回收二氧化碳3000吨,总投资2400万元,回收每吨CO2的投资约8000元。
上海石洞口第二发电厂10万吨/年二氧化碳捕集系统工程投资额达2亿元,回收每吨CO2的投资约2000多元。
随着二氧化碳捕集量的提高,平均投资成本将大大降低。
据西安热工研究院郜时旺博士介绍,在总结上述两个项目开发经验的基础上,目前可以将项目投资控制到1000元/吨CO2。
据华能北京热电厂调研,目前北京市CO2年消费量约6万吨。
估计陕西省目前二氧化碳的年消费量不超过10万吨,如果我厂建设5万吨/年的二氧化碳捕集系统,按照1000元/吨CO2的最低投资计算,总投资需要5000万元。
2、项目运营费用和利润根据西安热工研究院提供的运行数据,华能北京热电厂捕集系统的蒸汽消耗约 3.5GJ/tCO2,电耗约250kW/tCO2,溶液消耗<1.5kg/tCO2。
假设每GJ热能的价格为100元,每度电价格为0.3(上网电价),每吨溶剂的价格为40000元,则上述三项主要消耗的年成本为:(100+250×0.3+1.5×40000/1000)×3000=705000元。
如果加上设备维护修理、人员工资等费用,则年运营成本应在100万元以上。
另据央视网消息,华能北京热电厂捕集系统日运营成本约420元,年运行成本也在100多万元。
而据华能北京热电厂运行部主任介绍,由于该厂的捕集系统属示范装置,其运营成本和CO2销售额基本持平。
由于华能还没有相关的许可证,目前项目生产的食品级二氧化碳都是通过中介公司卖给食品公司。
因此,目前二氧化碳卖出的价格只有600元/吨,比市场价低了一半。
按每吨CO2销售价格约600元计算,每吨CO2利润约180元,不计利息的情况下,需要44年方可回收成本。
按照上述数据,上海石洞口第二发电厂回收成本需要11年。
(由于上海石洞口电厂CO2捕集项目处于试运行阶段,该项目的运营数据暂缺)如果我厂建设5万吨/年的二氧化碳捕集系统,按照每吨CO2利润180元计算,5年半即可收回成本;按照取得相关许可证后,每580元,不到两年即可回收成本。
随着CO2捕集及利用技术的成熟,其运营成本将会逐步降低,项目成本回收周期也将进一步缩短。
另外,目前市场上干冰的价格约为8000元/吨,如果将液态CO2进一步加工成干冰出售,企业的利润空间将大大提升。
据西安热工研究院郜时旺博士介绍,制作干冰的设备投资不大。
3、项目场地和人员配备根据捕集装置规模大小不同,整套装置占地面积不超过3000平方米。
华能北京热电厂3000吨/年捕集装置总面积约600平方米。
其中,CO2捕集设备布置在一个两层的房屋内,纯化装置直接布置在地面上。
CO2捕集和利用装置的DCS画面监视和运行操作可由脱硫运行值班员负责。
4、其它CO2捕集纯化装置要求加热汽源压力在0.3MPa左右,温度<158℃,可由厂用辅助蒸汽系统或某段抽汽减温减压后供给。
六、项目风险1、二氧化碳的工业消费量有限。
据绿色煤电有限公司生产科技与国际部研发工程师刘宇介绍,中国目前二氧化碳的年消费能力是200万~250万吨,按1吨煤含碳750千克,每燃烧1吨煤炭将产生2750千克二氧化碳估算,一个装机容量为300MW的燃煤电厂1年所能捕集出来的二氧化碳约100万~200万吨,几乎与全国的消费量持平。
而华能北京热电厂捕集的CO2也不到全厂二氧化碳排放的1‰。
所以大型燃煤电厂只能选择对部分烟气进行CO2捕集,并且要有相对稳定的销售市场。
我厂捕集CO2的主要目的是对其进行销售并获取利润,而该项目本身并没有减少CO2的排放量。
所以,一旦CO2销路不畅,对其进行封存处置将是一件非常复杂的事情。
2、工程投资比较大。
华能北京热电厂的捕集系统年回收二氧化碳3000吨,总投资高达2400万元。
上海石洞口第二电厂10万吨/年二氧化碳捕集系统工程投资额突破2亿元。
3、运行成本高。
西安热工院总工程师许世森告诉相关人士,配套全烟气碳捕获装置的电厂,发电成本起码要提高20%~30%,发电效率要降低8~10个百分点。