“十二五”国家碳捕集利用与封存科技发展
专项规划
碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是一项新兴的、具有大规模二氧化碳减排潜力的技术，有望实现化石能源的低碳利用，被广泛认为是应对全球气候变化、控制温室气体排放的重要技术之一。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》（以下简称《科技纲要》）将“主要行业二氧化碳、甲烷等温室气体的排放控制与处置利用技术”列入环境领域优先主题，并在先进能源技术方向提出“开发高效、清洁和二氧化碳近零排放的化石能源开发利用技术”；《国家“十二五”科学和技术发展规划》（以下简称《规划》）提出“发展二氧化碳捕集利用与封存等技术”。《中国应对气候变化科技专项行动》、《国家“十二五”应对气候变化科技发展专项规划》均将“二氧化碳捕集、利用与封存技术”列为重点支持、集中攻关和示范的重点技术领域。
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为贯彻落实《科技纲要》和《规划》的部署，配合国务院《“十二五”控制温室气体排放工作方案》有效实施，统筹协调、全面推进我国二氧化碳捕集、利用与封存技术的研发与示范，特制订《国家“十二五”碳捕集、利用与封存（CCUS）科技发展专项规划》。
一、形势与需求
（一）碳捕集、利用与封存是应对全球气候变化的重要技术选择
全球气候变化问题日益严峻，已经成为威胁人类可持续发展的主要因素之一，削减温室气体排放以减缓气候变化成为当今国际社会关注的热点。有关研究显示，未来几十年化石能源仍将是人类最主要的能量来源，要控制全球温室气体排放，除大力提升能源效率、发展清洁能源技术、提高自然生态系统固碳能力外，CCUS技术将发挥重要的作用。IPCC估算，全球CO2地质封存潜力至少为2000亿吨，到2020年全球CO2捕集潜力为26-49亿吨/年。
（二）世界主要国家均将碳捕集、利用与封存技术作为抢占未来低碳竞争优势的重要着力点
近年来，世界主要发达国家都投入大量资金开展CCUS研发
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和示范活动，制定相应法规、政策以实现在全球低碳竞争中占得先机，并在八国集团、碳收集领导人论坛、清洁能源部长会议等多边框架下推动该技术的发展。美国、欧盟、加拿大、英国、澳大利亚等均制定了相关技术发展路线图，明确未来CCUS技术发展的方向和重点，先后投入总计数百亿美元支持包括“未来电力2.0”、“欧盟CCS旗舰计划”等CCUS技术研发和示范项目，还在政府引导下纷纷成立了跨行业、跨领域的CCUS技术研发与合作平台，推动技术的发展和应用。南非、巴西等新兴经济体也启动了相关研究。
（三）发展和储备碳捕集、利用与封存技术将为我国低碳绿色发展和应对气候变化提供技术支撑
我国需要发展和储备CCUS技术，一是我国的能源结构以煤为主，随着我国国民经济、城市化进程的快速发展，CO2排放量将长期处于高位，CCUS是中长期温室气体减排的重要技术途径；二是发展CO2捕集与资源化利用技术也为我国当前低碳绿色发展提供了新的技术途径；三是发展捕集CO2的煤炭液化或多联产技术以及IGCC技术和CO2提高石油采收率技术，在减排CO2的同时，
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有利于优化能源结构，保障我国能源安全；四是发展CCUS技术是我国煤化工、钢铁、水泥等高排放行业温室气体减排的迫切需求；此外，鉴于未来可能形成的全球性低碳产业，发展CCUS技术将是提升我国低碳技术竞争力的重要机遇。
二、现状及趋势
当前，CCUS技术仍存在高成本、高能耗、长期安全性和可靠性有待验证等突出问题，需通过持续的研发和集成示范提高技术的成熟度。我国CCUS技术链各环节都已具备一定的研发基础，但各环节技术发展不平衡，距离规模化、全流程示范应用仍存在较大差距。
（一）CO2捕集技术
CO2捕集主要分为燃烧后捕集、燃烧前捕集以及富氧燃烧捕集三大类，捕集能耗和成本过高是面临的共性问题。
燃烧后捕集技术相对成熟，广泛应用的是化学吸收法。我国与发达国家技术差距不大，已在燃煤电厂开展了10万吨级的工业示范。当前，制约该技术商业化应用的主要因素是能耗和成本较高。
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燃烧前捕集在降低能耗方面具有较大潜力，国外5万吨级中试装置已经运行，国内6-10万吨级中试系统试验已启动。当前，该技术主要瓶颈是系统复杂，富氢燃气发电等关键技术还未成熟。
富氧燃烧技术国外已完成主要设备的开发，建成了20万吨级工业示范项目，正在实施100万吨级的工业示范；我国已建成万吨级的中试系统，正在实施10万吨级的工业级示范项目建设。新型规模制氧技术和系统集成技术是降低能耗的关键，也是现阶段该技术发展的瓶颈。
（二）CO2输送工程技术
CO2输运包括水路和陆路低温储罐输送与管道输送两类方式，其中管道输送最具规模应用优势。国外已有40年以上的商业化CO2管道输送实践，美国正在运营的干线管网长度超过5000千米。目前，我国CO2的输送以陆路低温储罐运输为主，尚无商业运营的CO2输送管道。与国外相比，主要技术差距在CO2源汇匹配的管网规划与优化设计技术、大排量压缩机等管道输送关键设备、安全控制与监测技术等方面。
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（三）CO2利用技术
CO2利用涉及石油开采、煤层气开采、化工和生物利用等工程技术领域。
在利用CO2开采石油方面，国外已有60年以上的研究与商业应用经验，技术接近成熟。我国利用CO2开采石油技术处于工业扩大试验阶段。与国外相比，主要技术差距在油藏工程设计、技术配套、关键装备等方面。
在利用CO2开采煤层气方面，国外已开展多个现场试验，我国正在进行先导试验。适合我国低渗透软煤层的成井、增注及过程监控技术是研究重点。
在CO2化工和生物利用方面，日本、美国等在CO2制备高分子材料等方面已有产业化应用。我国在CO2合成能源化学品、共聚塑料、碳酸酯等方面已进入工业示范阶段。规模化、低成本转化利用是CO2化工和生物利用技术的研究重点。
在CO2矿化固定方面，欧盟、美国等正在研发利用含镁天然矿石矿化固定CO2技术，处于工业示范阶段。我国在利用冶金废渣矿化固定CO2关键技术方面已进入中试阶段。过程强化与产品
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高值利用、过程集成以及设备大型化是CO2矿化固定技术的研究重点。
（四）CO2地质封存技术
CO2地质封存主要包括陆上咸水层封存、海底咸水层封存、枯竭油气田封存等方式。国外对陆上、海底咸水层封存项目进行了长达十多年的连续运行和安全监测，年埋存量达到百万吨。我国仅有10万吨级陆上咸水层封存的工程示范，需重点发展适合我国陆相沉积地层特点的CO2长期封存基础理论、评价方法、监测预警与补救对策技术，研发长寿命井下设备与工程材料等。
（五）大规模集成示范
国外正在运行的大型全流程CCUS示范项目有加拿大Weyburn油田CO2强化驱油项目、挪威Sleipner气田CO2盐水层封存项目等，这两个项目的CO2都来自工业过程，累计封存CO2都已超过千万吨。我国现有的全流程示范项目包括中石油吉林油田的CO2工业分离与驱油项目、神华的鄂尔多斯煤制油CO2工业分离与陆上咸水层封存项目、中石化胜利油田的燃烧后CO2捕集与驱油项目。总体上，我国全流程示范项目起步晚、规模小，需要
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碳捕捉与封存 链接：https://www.doczj.com/doc/a913054979.html,/baike/2285.html 碳捕捉与封存 百科名片 碳捕捉，就是捕捉释放到大气中的二氧化碳，压缩之后，压回到枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所。吸引力在于能够减少燃烧化石燃料产生的有害气体——温室气体。在世界石油会议（WPC）上，能源行业的老总们都热切希望把它当作一个解决气候将变暖的方案。但是，技术瓶颈仍然存在，大规模发展的价格依然昂贵，让项目进行困难重重。 封存 一个经常被谈及的可能性就是碳捕捉和封存（CCS），也就是把二氧化碳深埋于地下。能源公司对这项技术有着很高的期望。 但是有两个问题。其一是没人知道这项技术是不是真的那么管用（或者说，是不是深埋的二氧化碳不会泄露）。另外一点便是虽然我们还不知道效果如何，可以肯定的一点是CCS技术很贵--它高昂的成本甚至使替代能源都显得十分具有吸引力。 原理 捕捉 “捕捉”碳并不难。二氧化碳和胺类物质发生反应。二者在低温情况下结合，在高温中分离。这样，可以使电厂产生的废气在排放前通过胺液，分离出其中的二氧化碳；之后在适当的地方加热胺液就可以释放二氧化碳。更好的方法是使煤和水发生反应，产生一种二氧化碳和氢气的混合物。在这种混合物中二氧化碳含量比一般电厂废气中的更高，所以更容易分离。之后燃烧的就是纯氢气了。 这套处理工序成本很高，但没有证据表明这个方 碳捕捉 法是没有效果的。丹麦一家使用单乙醇胺做二氧化碳吸收剂的实验厂已经运行了两年。法国的阿尔斯通公司一所设在威斯康星的使用氨水捕捉碳的实验基地也即将建成完工。 埋藏 真正麻烦的是下一个步骤。二氧化碳需要长期埋藏，因此必须达到很多要求。要成功地封存二氧化碳，需要一块在地平面1000米以下的岩体。在这样的深度，压力会将二氧化碳转换成所谓的“超临界流体”，只有这样状态的二氧化碳才不容易泄露。另外，这片岩体还要有足够多的气孔和裂缝来容纳二氧化碳。最后，还需要一块没有气孔和裂缝的岩层来防止泄露。 原文地址：https://www.doczj.com/doc/a913054979.html,/baike/2285.html 页面 1 / 1
碳捕集与封存技术的现状与发展分析 王虎齐 中国电能成套设备有限公司，北京市安德里北街15号100011 The Status of Carbon Capture & Storage and development analysis WANG Hu-qi No.15 Andelibei Street Beijing，China ABSTRACT:Global warming has been more and more serious, carbon capture and storage (CCS) technology in future years will be to solve the greenhouse effect of the main means. Although CCS technology has made good progress, CO2 capture, transportation, storage three links of the development of the technology is very rapid, but still faces many problems, such as the high cost, CO2leaks problems, lack of awareness. At present CCS technology is still in the early stages of development, whether can be expected as CCS to cope with climate change in the important transitional emission reduction technology and be large scale application will depend on various factors. KEY WORD: Carbon Capture and Storage；High Cost；CO2 Leaks Program；Lack of Awareness 摘要：全球气候变暖问题已经越来越严重，碳捕集与封存（CCS）技术在未来的若干年后将成为解决温室效应的最主要手段之一。虽然CCS技术取得了长足的进步，CO2捕集、运输、封存三大环节的各种技术发展都很迅猛，但仍面临着很多问题，如成本高昂、CO2泄露问题、认识不足等。目前CCS 技术仍处于发展的早期阶段，CCS 是否能如预期成为应对气候变化中重要的过渡性减排技术并被大规模应用，将取决于多种因素。 关键词：碳捕集与封存；成本高昂；CO2泄露；认识不足 1前言 1896 年，诺贝尔化学奖得主、瑞典化学家 阿伦尼乌斯（S.Arrhenius）提出气候变化的科学假设，认为“化石燃料燃烧将会增加大气中的CO2 浓度，从而导致全球变暖”。2007 年，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布了第四次评估报告，认为气候变化归因于人类活动所排放的温室气体的可能性超过了90%。2009年12 月《联合国气候变化框架公约》第15 次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议在丹麦首都哥本哈根的落幕，将全球温升控制在2℃以内的目标作为全球共识写入《哥本哈根协定》（Copenhagen Accord），至此，全球应对气候变化的任务上升到了前所未有的高度，关于如何快速推广应对气候变化新技术的讨论也趋于白热化。 提高能效、发展替代能源（包括可再生能源和核能）和CCS 技术是最为重要的三种减排手段。根据国际能源署（IEA，International Energy Agency）的研究，在2℃温升情景下，2020 年、2030 年和2050 年由提高能效带来的减排量将分别占当年能源相关减排量的65%、57% 和54%。但随着提高能效技术的“天花板效应”逐渐显现、替代能源资源由易开发逐渐转为难开发等原因，CCS 的减排贡献将从2020 年占总减排量的3% 上升至2030年的10%，并在2050 年将达到19%，详见表1。
全国化工科学技术大会资料之二 石油和化学工业“十二五” 科技发展规划纲要 （征求意见稿） 中国石油和化学工业联合会 二O—O年十月
目录 一、行业概况 (1) 二、行业科技发展现状、存在的主要问题及发展趋势 (1) 三、产业发展科技需求分析 (14) 四、指导方针、总体目标及重点任务 (16) （一）指导导方针 (16) （二）总体目标 (17) （三）重点任务 (18) 五、技术重点方向 (22) 六、政策措施 (39)
前言 石油和化学工业是国民经济的基础产业和支柱产业，在经济和社会发 展中起着重要作用。进入21世纪以来，我国石油和化学工业快速发展，目前全行业总产值仅次于美国，居世界第二位，成为名副其实的石油和化工 大国。 我国石油和化学工业在快速发展的过程中，也存在一些突出问题。特 别受国际金融危机影响，行业长期积累的矛盾日益凸显，产业结构不尽合理、自主创新能力不强、资源环境约束加大。党中央、国务院果断决策，及时出台了一系列扩大内需、促进经济增长的政策措施，使我国率先实现 经济回升向好，保持了社会和谐稳定。实践证明，科技创新不仅是应对国 际金融危机的强大武器，也是经济持久繁荣的不竭动力。 2009年，在丹麦哥本哈根联合国气候大会上，我国政府做出庄严承诺，到2020年，单位国内生产总值（GDP）二氧化碳排放比2005年下降40％ 至45％。这些都对行业的科技创新工作提出了迫切要求。 “十二五”期间，是实现全面建成小康社会奋斗目标的攻坚阶段，是 我国石油和化学工业发展重要战略机遇期，也是从“石化大国向石化强国 转变”的关键时期。制定并组织实施《石油和化学工业“十二五”科技发 展纲要》（以下简称：纲要），对于落实党中央、国务院提出的调整结构、 转变经济增长方式的战略，增强行业竞争力，推动行业稳定较快发展具有 重要意义。 《纲要》在总结“十一五”我国石油和化工科技创新取得的成绩，分 析科技工作存在的主要问题以及行业发展面临的科技需求基础上，按照《国家中长期科学和技术发展纲要（2006-2020年）》总体要求，充分吸纳《我
国家16个重大科技专项情况介绍 .声明：转载于网络公开资料。 2006年通过的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中设立了16个重大科技专项。根据《规划纲要》，“重大专项是为了实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程，是我国科技发展的重中之重。”这些项目是可以与“两弹一星”、载人航天、杂交水稻相类比的重大工程。 《规划纲要》中公布了16个专项中的13个： 1.核心电子器件、高端通用芯片及基础软件， 2.极大规模集成电路制造技术及成套工艺， 3.新一代宽带无线移动通信， 4.高档数控机床与基础制造技术， 5.大型油气田及煤层气开发， 6.大型先进压水堆及高温气冷堆核电站， 7.水体污染控制与治理， 8.转基因生物新品种培育， 9.重大新药创制， 10.艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治， 11.大型飞机， 12.高分辨率对地观测系统， 13.载人航天与探月工程 另据媒体报道，这16个重大专项中有9个属民口、7个属军口。民口的重大专项由科技部主管，军口的重大专项由总装新技术局主管。上述13个重大专项中的民口项目是1、2、3、4、5、7、8、9、10；7个军口项目中公开了4个：6、11、12、13，另3个未在《规划纲要》中公布。公开的4个军口项目都是军民结合、寓军于民的项目。另据报道，这3个未在《规划纲要》中公布的军口项目是惯性约束聚变点火工程（“神光”）、新一代卫星导航系统（“北斗”）和高超声速飞行器科技工程。 惯性约束聚变（ICF）的主要目的是为了实现在核禁试条件下的核武器研究，尤其是核聚变物理过程的研究。美国和法国目前在ICF领域走在世界前列。美国LLNL的NIF（国家点火装置）已基本建成，法国原子能委员会的LMJ（兆焦耳激光装置）也即将建成。我国目前在建的“神光-Ⅲ”是十万焦耳级的激光装置，能量要比NIF和LMJ低一个量级。兆焦耳级的激光装置“神光-Ⅳ”计划于2020年左右建成，实现热核点火和自持燃烧目标。此外，快点火ICF等新技术路线的探索也在进行中。 “北斗”卫星导航系统是国家信息化建设的重大基础工程，其军用和民用价值都是毫无疑问的极其重要。相关论述很多，这里就不讨论了。 最神秘的是“高超声速飞行器科技工程”。2010年4月28日，美国试验了HTV-2a试验飞行器，这是美国发展PGS（全球快速打击）武器系统所进行了一次重要试验。尽管试验
我国碳捕集、利用和封存的现状评估和发展建议 碳捕集、利用和封存（以下简称“CCUS”）技术是未来全球实现大规模减排的关键技术之一，也是我国实现长期绝对减排和能源系统深度低碳转型的重要技术选择。2016年10月，国务院发布了《“十三五”控制温室气体排放工作方案》，提出“在煤基行业和油气开采行业开展碳捕集、利用和封存的规模化产业示范”、“推进工业领域碳捕集、利用和封存试点示范”，为我国下一步发展CCUS指明了方向。本文在深入研究和调研的基础上，总结评估了“十一五”以来我国CCUS的发展状况，分析了我国推动CCUS发展面临的挑战，提出了中长期推动我国CCUS发展的思路和政策建议。 一、我国发展CCUS的重要意义 CCUS是实现我国长期低碳发展的重要选择。国际上将碳捕集与封存（以下简称“CCS”）1作为实现长期绝对减排的重要措施。在国际能源署（IEA）的2℃情景下，到2050年，CCS将贡献1/6的减排量；2015-2050年间，CCS累计减排占全球总累计减排量的14%，其中中国CCS的减排贡献约占1/3。根据西北太平洋实验室及中国科学院武汉岩土力学研究所的测算，中国当前有超过1600个大型CO2排放源，包括火电厂、水泥厂、钢铁厂等，技术上可实现的碳捕集量超过 1 CCS与CCUS称呼略有不同但实质基本相同。国际上常用CCS，主要包括三个环节，即对二氧化碳进 行捕集、运输和地质封存；中国在此基础上，结合本国实际提出CCUS，在原有三个环节基础上增加了CO2 利用环节，可将CO2资源化利用并产生经济效益，在现有技术发展阶段更具有实际操作性。
38亿吨CO2，而通过强化采油、驱煤层气和盐水层封存等方式可封存的容量分别为10、10和1000亿吨CO2。此外，中国源汇匹配条件好，90%以上的大型碳源距潜在封存地在200公里以内。 CCUS是实现我国煤基能源系统低碳转型的必然选择。我国能源结构以煤为主，虽然近些年国家已经采取了极为严格的控煤措施并取得了显著成效，但预计在未来相当长时间内，煤炭消费总量仍将维持相当规模。例如，从发电用能结构看，即便煤炭占比以每年2个百分点的速度下降，降到30%仍需要15-20年的时间。CCUS同煤基能源的发展具有很好的耦合性，尤其在煤化工、火力发电等行业，尽管当前其实施成本仍较高，但如果碳排放的外部成本能被充分考虑并实现其内部化，将极大提升CCUS在这些行业的应用空间。随着国家对碳排放控制要求的不断提升和能源生产消费革命的积极推进，为实现我国能源系统的绿色低碳转型，CCUS应该也必然会成为煤炭合理化和清洁化利用的一个重要举措。 CCUS是促进我国低碳产业发展的重要支撑。尽管我国CCUS技术的发展起步较晚，但国家对CCUS技术的研发和示范非常重视，过去十几年投入了大量科研经费，推动CCUS技术水平不断提升。在碳捕集、利用和封存各个环节的技术水平上，我国都已经与发达国家处于同一水平线。未来如进一步加大CCUS技术示范力度，促进技术应用成本的不断下降，能逐步实现技术的规模化应用，不仅有助于我国在低碳技术领域占据国际制高点，更能带动相关低碳产业的发展和壮大。 CCUS是提升我国能源安全的积极动力。我国政府特别强调要加
国家科技重大专项项目（课题） 自查报告 密级：□公开□秘密□机密□绝密 专项名称： 项目编号： 项目名称： 项目责任单位： 项目组长： 单位财务负责人： 项目起止年限：年月至年月 报告编制时间：年月 国家科技重大专项上海配套资金审核小组制 年月日
编报要求 1. 填报内容为项目（课题）实施开始起至填报日期止的执行情况； 2. 项目（课题）执行情况报告要求文字简练，重点突出，以数据和典型事例为支撑，客观、真实地填写报告材料； 3. 报告的密级与项目（课题）规定的密级相同； 4. 报告文本统一用A4纸，文字内容一律由计算机打印填报，双面印制。 5. 报告文本第一次出现外文名称时要写清全称和缩写，再出现时可以使用缩写。 6.报告中的数据均截止到2014年3月31日，所有经费数值保留小数点后2位。 7.自查报告需提交电子版与纸质文件。 电子版文件名称要求：项目（课题）编号-2014年度自查报告。 纸质文件需提供2份盖章原件。
承诺书 本项目（课题）自查报告是根据项目（课题）的执行情况编写而成，本单位法定代表人、财务部门负责人、本项目（课题）负责人保证本报告各项内容真实、客观，并承担由此引起的相关责任。 项目（课题）责任单位（签章）： 年月日 财务部门负责人（签章）： 年月日 项目（课题）负责人（签章）： 年月日
国家科技重大专项项目（课题） 2014年自查报告 （编写大纲） 一、项目（课题）总目标及本阶段目标 二、本阶段开展的工作及计划执行情况 1、主要进展情况：结合项目（课题）任务合同书中规定的目标与任务、预期成果及考核指标、任务分工与重要任务的时间节点，并对照本阶段的计划与目标，阐述项目（课题）目标、主要技术经济指标的完成情况、本年度取得的主要进展、突破的技术难点、成果转化和产业化推进情况等。 2、重要事项变更情况：阐述参与项目（课题）实施的研发单位的变动情况，项目组长、课题组长变动情况等。 三、项目（课题）组织管理情况 1、制度制定和落实情况：说明项目（课题）项目（课题）组织管理制度建立情况以及利用其进行过程管理情况，专职项目（课题）管理队伍的建设情况；说明承担单位落实法人责任、提供配套支撑条件、对合作单位的组织管理情况等。 2、人才队伍建设：说明项目（课题）实施实际参加和人员培养，创新人才的凝聚、引进和使用以及创新团队建设等方面的具体措施和做法，海外高层次人才的到位、相关任务经费和特殊政策的落实情况等。 3、知识产权管理情况：说明知识产权管理制度措施建立、执行情况，知识产权保护情况，总结知识产权管理的成果经验和典型案例。
浅析碳捕集与封存技术 黄丹 20090390105 （郑州大学09级化工与能源学院热能与动力工程一班） 1.摘要 [Abstract] 全球气候变暖问题已经越来越严重，碳捕集与封存(CCS)技术被看作是最具发展前景的解决方案之一，随着研究的不断深入，CCS技术成本将进一步降低。碳捕集工艺按操作时间可分为燃烧前捕集、富氧燃烧捕集和燃烧后捕集，其中最有发展前景的是富氧燃烧捕集。我国在CCS技术的研究上进行了大量工作，CCS技术已被列入“973计划”和“863计划”，但仍面临着很多问题，如二氧化碳泄漏问题、技术难点、建设和运行成本高昂等。好在种种迹象表明，随着全球气候问题的加剧，各国政府越来越重视CCS技术的研发和利用。 【关键词】 CCS技术二氧化碳碳捕集封存 Carbon Capture and Sequestration Technology [Abstract] Carbon capture and sequestration (CCS) technology is seen as one of the most promising solutions to deteriorating climate changes. As research progresses，the cost of CCS is set to decline. By operational time，carbon capture technology can be categorized into pre-combustion capture，enriched oxygen combustion capture and post-combustion capture technologies，of which the enriched oxygen combustion capture technology is the most promising. China has done a lot of work on the research of CCS technology. The development of this technology has been listed in the country′s 973 Plan and 863 Plan. Although substantial advance has been made in CCS technology ，many challenges remain，such as the leakage of CO2，technical bottlenecks and high facility construction and operational costs. The good news is that as global climate problems worsen，governments across the globe are putting increasing emphasis on the research，development and utilization of CCS technology. [Keywords] CCS technology；carbon dioxide；carbon capture；carbon sequestration 2引言 全球气候变暖问题已经越来越严重，目前二氧化碳在大气中的含量水平为百万分之三百八十五，而其正以每年3%的速度增长。按这个速度发展，到2100年，空气中的二氧化碳的聚集量将达到百万分之一千一百，温室效应造成的高温将不适合任何动物的生存，人类社会则将在这一进程中崩溃。然而，时至今日，全球有80%的能源来自煤炭、石油和天然气等化石能源。水电和核能虽然成本并不高，但环境条件限制了其发展规模。至于风能、太阳能和生物质能等新能源，虽然环保前景喜人，但受高成本和技术不成熟等客观因素制约，这些新能源完全取代传统的化石能源仍处于探索阶段，真正做到大规模商业化开发还需很长时间。因此，发展可靠技术、减少化石燃料的温室气体排放是一个明智的“缓兵之计”。
国家科技重大专项管理暂行规定 第一章总则 第一条为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》（简称《规划纲要》），保证《规划纲要》确定的国家科技重大专项（简称重大专项）任务的顺利实施，加强重大专项管理，根据《国务院办公厅关于印发组织实施科技重大专项若干工作规则的通知》，特制定本规定。 第二条重大专项是为了实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程，是我国科技发展的重中之重，对提高我国自主创新能力、建设创新型国家具有重要意义。 第三条重大专项的组织实施由国务院统一领导，国家科技教育领导小组统筹、协调和指导。 科技部作为国家主管科技工作的部门，会同发展改革委、财政部等有关部门，做好重大专项实施中的方案论证、综合平衡、评估验收和研究制定配套政策工作。 第四条重大专项组织实施管理的原则： （一）明确目标，突出重点。重大专项围绕国民经济和社会发展的关键领域和重大问题，强调坚持自主创新，突出重点，力争实现有限目标。 （二）创新机制，统筹资源。集成和优化配置全社会科技资源，深化体制改革，充分发挥部门、地方、企业、研究机构和高等院校等各方面积极性，加强科技大协作和优势科技资源的有效整合，促进各类创新要素向企业集聚。 （三）明确权责，规范管理。在重大专项实施方案制定、启动实施、监督管理、验收和成果应用等各个环节，坚持科学、民主决策，建立健全权责明确的管理制度和机制。 （四）定期评估，注重成效。建立健全重大专项监督评估与动态调整机制，对重大专项的执行情况与成效进行跟踪检查。 （五）注重人才，创造环境。结合重大专项的实施，培养和凝聚一批高水平创新、创业、创优人才，形成一支产学研结合、创新能力强的科技队伍，完善有利于重大专项实施的配套政策和良好环境。 第五条重大专项资金的筹措坚持多元化的原则，中央财政设立专项经费支持重大专项的组织实施，并引导和鼓励地方、企业、金融机构等方面的资金投入。针对重大专项任务实施，科学合理配置专项资金，加强审计与监管，提高经费使用效益。 第六条本规定适用于《规划纲要》确定的与民口有关的重大专项。 第二章组织管理与职责 第七条科技部会同发展改革委、财政部（简称三部门），建立三部门工作机制，研究解决重大专项组织实施中的重大问题，各司其职，共同推动重大专项的组织实施管理。主要职责包括： （一）组织专项实施方案的审核、论证；
1前言 当前，减排CO 2的呼声日益高涨，其主要排放源是化石燃料的使用。根据国际能源署(IEA)的统计，2008年世界能源需求中，化石能源占到约80%的比例[1]。由于煤炭利用的成本比石油、天然气低很多，且从全球能源储量分布情况来看煤炭资源较为丰富，因此，可以肯定未来一段时期内煤炭利用总量仍将持续增长。特别是像中国、印度等国家煤炭比例占绝对优势，经济的快速增长及对能源安全的考虑都将促进对煤炭的利用。在未来相当长的时间内，我国的一次能源仍将以煤为主。 近年来，国内用于发电的煤炭量占到煤炭消耗总量的一半以上。燃煤发电企业作为CO 2排放的重要来源之一，面临的环保压力逐年增大。在这种形势下，国内相关企业、研究机构积极致力于燃煤发电领域各种CO 2减排技术的研究，包括燃烧前碳捕集、燃烧后碳捕集及纯氧燃烧等。其中，燃烧前碳捕集技术在电力行业中主要应用于整体煤气化联合循环(IGCC)发电厂。 IGCC 发电技术被认为是目前世界上最清洁的燃煤发电技术，其粉尘、SO 2、NO x 等污染物接近零排放。目前，美、欧、日均已建成IGCC 示范电站，并 拟在示范成功之后逐步推广。IGCC 发电技术不仅具有燃料来源广、发电效率提升空间大等优点，而且可以实现燃烧前脱除CO 2，以较低的成本实现 CO 2减排。在未来减排温室气体，应对全球气候变化的过程中，IGCC 具有广泛的应用前景。 本文以从IGCC 电站捕集CO 2，并通过管道运输至油田用于强化采油为例，分析得出IGCC 电站进行碳捕集与封存(CCS)的CO 2减排成本，提出CCS 在中国推广应用的相关政策建议。 2案例分析 2.1IGCC 电站CO 2减排成本 在本文的案例分析中，IGCC 电站设计输出功率为400MW 级，整个系统主要包括空分单元、气化单元、净化单元及动力单元，所选用设备均基于现有技术，气化炉选用水煤浆气化技术，燃气轮机选用F 级燃机，粗煤气净化采用湿法净化工艺，空分系统选用独立的低压空分系统。在进行经济性估算时，假设电厂建设周期为3年，从2007年1月开始 碳捕集与封存技术(CCS)成本及政策分析 张建府 (中国华能集团绿色煤电有限公司，北京100098) 摘要 当前，减排CO 2的呼声日益高涨。在未来相当长的时间内，我国一次能源仍将以煤为主，而用于发电的煤炭量占到煤炭消费总量的一半以上，已成为国内CO 2排放的重要来源。整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术不仅具有燃料来源广、发电效率提升空间大等优点，而且能以较低的成本实现CO 2减排。以IGCC 碳捕集结合强化采油为例，分析碳捕集与封存(CCS)全过程CO 2减排成本。结果表明，在IGCC 电站进行碳捕集结合强化采油的情景下，捕集CO 2的IGCC 系统的发电成本低于不捕集CO 2的IGCC 电站的发电成本。CO 2减排成本主要受井口油价及CO 2利用率影响，当井口油价超过14.642美元/bbl 时，CO 2减排成本为负值。CCS 的发展将经历示范、扩大规模和商业化三个阶段，针对不同的发展阶段，政府应分别采取相应的政策措施。在示范阶段，应加强对相关技术研究的支持，提供财政补贴；在扩大规模阶段，应重点采取财政补贴措施，并配以CCS 发电配额标准和CCS 电力贸易体系；在商业化阶段，政府已无需继续提供财政补贴，而CCS 发电配额标准和认证贸易体系仍将是一个有效的方法。 关键词CO 2减排 碳捕集与封存强化采油发电成本政策措施 作者简介：张建府，工程师，2009年获得清华大学热能工程系工学硕士学位，曾参与国内第一台IGCC 电站的技术研发工作。 E-mail ：jf.zhang@https://www.doczj.com/doc/a913054979.html, SINO-GLOBAL ENERGY ·21· 第3期
国家水体污染控制与治理科技重大专项湖泊富营养化治理与控制技术及工程示范主题 滇池流域水环境综合整治与水体修复技术及工程示范项目 滇池环湖截污治污体系联合运用关键技术及工程示范等两个课题 申报指南 水专项管理办公室 二〇一一年五月
一、指南说明 本课题采取公开发布指南，评审方式择优选择课题承担单位。此次发布的课题申请指南为根据国家水体污染控制与治理科技重大专项之主题--《湖泊富营养化治理与控制技术及工程示范》的项目-《滇池流域水环境综合整治与水体修复技术及工程示范》项目的实施方案要求编写。 1、项目总体目标 围绕滇池水环境治理总体需求，针对主要水环境问题，结合流域“十二五”水环境质量改善及水污染负荷削减目标，在流域层次上，开展流域水污染治理与富营养化综合控制技术研究，并进行规模化工程示范，形成高原湖泊流域污染源综合治理技术体系、重污染型高原湖泊入湖河流污染治理技术体系及高原湖泊规模化生态修复技术体系，建立高原湖泊水污染防治科技支撑技术平台；以科技进步引导建立严格、有效的全流域水污染控制综合配套集成矩阵式环境经济政策，为滇池流域水污染防治提供技术与管理支撑。建立覆盖150 km2入湖河流小流域的大型科技示范区，示范区内全面实施 2
控源截污减排，示范区入滇河道水质由劣V类提高到Ⅳ类；滇池草海水质改善，实现规模化生态修复和有效管理；“政、产、学、研”结合治理机制全面实行。 2、总体研究内容与任务分解 依据“十二五”滇池治理的科技需要，根据项目的总体目标，分4个层次开展“十二五”滇池流域水环境综合整治与水体修复技术及工程示范项目的研究内容设计与任务分解。 （1）“十一五”控源治污工程提升改造的技术支撑 对现有控源治污工程的提升改造提供技术支撑，主要包括滇池环湖截污治污体系联合运用关键技术及工程示范和流域入湖河流清水修复关键技术与工程示范两个课题。 （2）“十二五”治滇重点工作的技术支撑 为“十二五”地方治滇拟开展的重点工作提供技术支撑研究，主要包括滇池流域农田面源污染综合控制与水源涵养林保护关键技术及工程示范、滇池水体内负荷控制与水质综合改善技术研究及工程示范、滇池草海生态规模修复关键技术与工程示范、外流域补水 3
碳收集中的二氧化碳捕获封存技术(CCS) CO2作为含碳能源消耗过程中产生的最主要温室气体，设法对其进行节能减排而捕捉和封存成为各国关注的焦点。本文综述了碳捕获和碳封存的技术方法，以及CCS技术在储存方面存在的问题。 CCS技术概述 二氧化碳（CO2）捕获和封存技术（Carbon Capture and Storage）简称CCS技术。CCS 技术是减少排放二氧化碳，迈向低碳，应对全球气候变暖的重要手段。 CCS技术是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，将其输送并封存到海底或地下等与大气隔绝的地方。通过此过程，CO2将被压缩、输送并封存在地质构造、海洋、碳酸盐矿石中，或是用于工业流程。 它主要用于处理大型的CO2点源排放，例如大型化石燃料或生物能源设施，主要CO2排放型工业、天然气生产、合成燃料工厂以及基于化石燃料的制氢工厂等。 CCS技术目前仍有很多亟待解决的问题，包括： ①二氧化碳的永久安全埋存； ②二氧化碳能否对环境产生负面影响，特别是生物多样性； ③如何采取国际协商一致的程序以独立核查监测二氧化碳的相关活动； ④怎样降低碳捕集埋存的成本，以大规模实施这一技术等。
找到解决这些问题的方法需要进行相应的工业实践及理论研究。 在理论上，CO2的捕获封存技术包含了捕获和封存两个方面。碳捕获分为燃烧前捕获、富氧燃烧捕获和燃烧后捕获。碳封存方式有地质封存、工业利用、矿石碳化及生态封存等，其中地质封存是主流方式。 碳捕获 1.燃烧前捕集技术 燃烧前捕集技术的反应阶段如下： 首先化石燃料先同氧气或者蒸汽反应，产生以CO2和H2为主的混合气体（称为合成气）。 待合成气冷却后，再经过蒸汽转化反应，使合成气中的CO转化为CO2，并产生更多的H2。 最后，将H2从CO2与H2的混合气中分离，干燥的混合气中CO2的含量可达15%～60%，总压力2～7MPa。 CO2从混合气体中分离并捕获和存储，H2被用作燃气联合循环的燃料送入燃气轮机，进行燃气轮机与蒸汽轮机联合循环发电。这一过程也就是考虑了碳的捕获和存储的煤气化联合循环发电（IGCC）。 从CO2和H2的混合气中分离CO2的方法包括：变压吸附、化学吸收、物理吸收（常用于具有高的CO2分压或高的总压的混合气的分离）、膜分离（聚合物膜、陶瓷膜）等。
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? ? q 8 ] ? @ q q) S??; Ф Ф9? ?e @ pJ? 国家重大（科技）专项和上海市重大科技项目资金配套管理办法(暂行) -缩小放大+ 2010-11-06 上海市人民政府办公厅关于转发市科委等三部门制订的《国家重大（科技）专项和上海市重大科技项目资金配套管理办法（暂行）》的通知 沪府办发〔2007〕19号 各区、县人民政府，市政府各委、办、局： 市科委、市发展改革委、市财政局制订的《国家重大（科技）专项和上海市重大科技项目资金配套管理办法（暂行）》已经市政府同意，现转发给你们，请认真按照执行。 上海市人民政府办公厅 二○○七年五月二十四日国家重大（科技）专项和上海市重大科技项目资金配套管理办法(暂行) 第一条（目的和依据） 为鼓励本市企事业单位承担国家重大（科技）专项和上海市重大科技项目，保障国家重大（科技）专项和上海市重大科技项目的顺利实施，根据国家有关规定和《〈上海中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）〉若干配套政策》（沪府〔2006〕15号），制订本办法。 第二条（适用范围） 本办法所称的国家重大（科技）专项（以下简称“国家重大专项”），是指《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》中明确的重大专项研究开发项目。 本办法所称的上海市重大科技项目，是指市政府有关委、办、局围绕《上海中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》中明确的相关战略产品等实施的重大科技项目。 第三条（责任部门） 国家重大专项资金配套部门（以下简称“市配套部门”），是指为项目申请单位推荐并出具资金配套承诺的市主管部门或推荐部门。 上海市重大科技项目资金配套部门（以下简称“区（县）配套部门”），是指为区（县）企业推荐并出具资金配套承诺的区（县）主管部门。 第四条（资金配套管理原则） 市配套部门负责对本市项目依托单位承担国家重大专项提供资金配套及管理。 区（县）配套部门负责本区（县）企业承担上海市重大科技项目的资金配套和管理。 市发展改革委、市科委、市财政局负责国家重大专项、上海市重大科技项目资金配套的总体监管，市、区（县）配套部门负责具体管理。 第五条（国家重大专项配套资金审核） 国家重大专项资金配套实行立项审核制度。成立由市发展改革委、市科委、市财政局参加的上海市国家重大专项配套资金立项审核小组（以下简称“审核小组”，常设受理机构设在市科委）,对专项资金配套立项、调整和变更进行审核。市配套部门将拟推荐的项目和资金配套方案提交审核小组审核。经审核小组评审通过后，列入市配套部门的部门预算或由市财政在重大（科技）专项经费中统筹安排，市配套部门出具资金配套承诺。 第六条（国家重大专项分类配套） 本市对承担国家重大专项的项目依托单位按项目领衔、项目参与这两种类型实行分类配套。 本市项目依托单位领衔承担国家重大专项的，按实际获得国家经费的10%予以配套，如中央有关部门或重大专项组织单位有明确配套比例要求的，按确定的比例予以配套。 本市项目依托单位参与国家重大专项子课题项目（在立项批文及合同中有明确项目编号）的，按项目领衔单位拨入经费的10%予以配套。 第七条（上海市重大科技项目配套） 区（县）企业承担上海市重大科技项目的，由所在地的区（县）配套部门向市级立项部门出具推荐意见及资金配套承诺。区（县）配套部门按市财政在该项目中投入资金的10%予以配套。 第八条（配套资金核拨） 配套资金的核拨与项目立项、中期执行情况检查和项目验收相结合，实行一次核准、分期拨款。 国家重大专项配套项目经立项评审确定后，由项目依托单位向市配套部门申请配套资金，市财政根据审核小组的审核结果，按财政资金支付管理的有关规定核拨。 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。 燃烧后捕集可以直接应用于传统电厂，这一技术路线对传统电厂烟气中的二氧化碳进行捕集，投入相对较少。这项技术分支较多，可分为化学吸收法、物理吸收法、膜分离法、化学链分离法等等。其中，化学吸收法被认为市场前景最好，受厂商重视程度也最高，但设备 863计划资源环境技术领域重点项目 “二氧化碳的捕集与封存技术”课题申请指南 一、指南说明 全球气候变暖已成为国际热点问题，二氧化碳因具有温室效应被普遍认为是导致全球气候变暖的重要原因之一。如何减少二氧化碳排放，降低大气中二氧化碳浓度，是人类面临的共同难题。研究开发具有我国自主知识产权的、经济高效的二氧化碳捕集与封存技术，推动二氧化碳减排，对于实现我国社会经济可持续发展和营造良好的国际环境具有重要意义。 本项目针对二氧化碳减排的迫切需求，瞄准国际技术前沿，研发吸附、吸收等二氧化碳捕集技术，探索二氧化碳封存技术，为我国二氧化碳减排提供科技支撑，项目下设3个课题。 二、指南内容 课题一、二氧化碳的吸收法捕集技术 研究目标： 研发先进实用的CO2高效吸收溶剂、吸收塔填料以及新型高效吸收分离设备和分离技术，发展CO2吸收分离过程模拟和集成优化新技术，通过关键技术的突破，着重研究解决CO2捕集的高能耗和高费用问题，进行中间试验并进行技术经济与风险评价，形成具有自主知识产权的吸收法捕集CO2的技术方案。 研究内容： （1）新型高效吸收溶剂的研制 针对燃煤电厂等工业的CO2排放源，采用分子模拟、分子设计和 实验研究相结合的方法开发高性能、低能耗和低腐蚀性的化学、物理及化学物理耦合吸收溶剂。测定其中CO2的吸收溶解度和吸收-解吸动力学，建立相应的溶解度和动力学模型，研究吸收性能和溶剂分子结构的定量关系，根据不同气体情况研制和优化溶剂体系，并进行硫、碳一体化脱除、以及膜—吸收耦合等新技术的探索性研究。 （2）特大型吸收设备强化和过程优化 通过先进的实验测量技术、计算流体力学模拟和实验相结合的方法，研究特大型分离设备强化的途径,研制高效吸收塔填料等塔内构件；发展CO2吸收分离过程模拟优化技术，研究节能降耗的新流程，继而形成吸收法捕集CO2的集成技术方案及开发平台。进行中间试验，获取工艺和能耗数据，进行技术经济与风险评价。 主要考核指标： （1）针对燃煤电厂等工业的CO2排放源，研发1～2项具有自主知识产权的、国际先进水平的高效吸收溶剂。 （2）研发1～2项具有自主知识产权的、国际先进水平的高效吸收塔填料。 （3）通过过程模拟优化和中间实验，形成1～2种具有自主知识产权的吸收法捕集CO2的新技术。 （4）中间试验规模和指标： 常压（1bar），试验规模为吸收塔径≥200mm，气体处理量≥60万标准立方米/年，对溶剂的指标要求是在气体含8－15％的CO2的情况下对CO2的循环吸收量≥50～60克/升； 中高压（≥20bar），试验规模为吸收塔径≥60mm，气体处理量≥60万标准立方米/年，对溶剂的指标要求是在气体含30～40％CO2的情况下对CO2的吸收量≥37～50克/升； 碳捕集与封存（CCS）简介 碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，简称CCS）是指将大型发电厂、钢铁厂、水泥厂、 化工厂等排放的二氧化碳收集起来并封存而与大气隔绝的一种技术。CCS是为了实现温室气体减排、 应对全球气候变化而开发的一项新技术，其重要意义在Array于：它是在继续利用煤、石油等化石能源的同时实现CO2 近零排放的唯一有效技术。 CCS技术包括CO2捕集、运输以及封存三个环节， 每个环节都已有成熟技术，但在串联起来应用于大规模 CO2减排时尚需要通过各种途径降低成本，包括进行技术 改造和将所捕集的一部分CO2提供利用，如用于提高石 油采收率等。 二氧化碳捕集 二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集（Pre-combustion）、富氧燃烧（Oxy-fuel combustion）、燃烧后捕集（Post-combustion）。 燃烧前捕集 目前主要采用IGCC（整体煤气化联合循环）发电系统。其过程是在燃烧之前将煤气化成煤气并 净化除去CO2、H2S、NOx及粉尘等，再将煤气分离得到得到H2和CO2。H2作为燃气轮机的燃料，CO2经脱水和压缩后提供封存。伴生的高温废气再利用来产生蒸汽供蒸汽轮机发电。该技术的捕集系统小，效率高、用水少、环保（同时实现脱碳、脱硫、脱硝和除尘），还可与煤化工相结合，实现电、热、化工产品（氢气、甲醇、烯烃）等多联产。IGCC的研发已列入我国“十一五”发展规划纲要和863计划重大项目。 富氧燃烧 采用传统燃煤电站的技术流程，但通过制氧技术，将空气中占大比例的氮气（N2）脱除，直接采用高浓度的氧气（O2）与抽回的部分烟气的混合气体来替代空气，这样得到的烟气中有高浓度的CO2气体，可以直接进行处理和封存。该技术目前尚处于研发阶段，最大的难题是制氧技术的投资 和能耗太高。国家重大(科技)专项和上海市重大科技项目资金配套管理办法(暂行)
二氧化碳捕集、利用与封存技术20160404
二氧化碳的捕集与封存技术
碳捕集与封存( CCS)简介
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