CCUS系列7---碳中和目標(biāo)下的中國 CCUS 減排需求
昨天和大家分享了CCUS系列的第六部分：中國 CCUS 現(xiàn)狀
今天和大家分享第七部分：碳中和目標(biāo)下的中國 CCUS 減排需求
1、火電行業(yè)
2、鋼鐵行業(yè)
3、水泥行業(yè)
4、石化和化工行業(yè)
根據(jù)國內(nèi)外的研究結(jié)果，碳中和目標(biāo)下中國 CCUS 減排需求為：2030 年 0.2~4.08 億噸，2050 年 6~14.5 億噸，2060 年 10~18.2 億噸。各機(jī)構(gòu)情景設(shè)置中主要考慮了中國實(shí)現(xiàn) 1.5℃目標(biāo)、2℃目標(biāo)、可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，各行業(yè) CO2 排放路徑，CCUS 技術(shù)發(fā)展，以及 CCUS 可以使用或可能使用的情景。
1、火電行業(yè)
火電行業(yè)是當(dāng)前中國 CCUS 示范的重點(diǎn)，預(yù)計(jì)到 2025 年，煤電 CCUS 減排量將達(dá)到 600 萬噸 / 年，2040 年達(dá)到峰值，為 2~5 億噸 / 年，隨后保持不變 。氣電 CCUS 的部署將逐漸展開，于 2035 年達(dá)到峰值后保持不變，當(dāng)年減排量為 0.2~1 億噸 / 年。
燃煤電廠加裝 CCUS 可以捕獲 90% 的碳排放量，使其變?yōu)橐环N相對(duì)低碳的發(fā)電技術(shù)。在中國目前的裝機(jī)容量中，到 2050 年仍將有大約 9 億千瓦在運(yùn)行。CCUS 技術(shù)的部署有助于充分利用現(xiàn)有的煤電機(jī)組，適當(dāng)保留煤電產(chǎn)能，避免一部分煤電資產(chǎn)提前退役而導(dǎo)致資源浪費(fèi)。
現(xiàn)役先進(jìn)煤電機(jī)組結(jié)合 CCUS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)低碳化利用改造是釋放 CCUS 減排潛力的重要途徑，技術(shù)適用性標(biāo)準(zhǔn)和成本是影響現(xiàn)役煤電機(jī)組加裝 CCUS 的主要因素。技術(shù)適用性標(biāo)準(zhǔn)決定一個(gè)電廠是否可以成為改造的候選電廠，現(xiàn)階段燃煤電廠改造需要考慮的技術(shù)適用性標(biāo)準(zhǔn)包括 CCUS 實(shí)施年份、機(jī)組容量、剩余服役年限、機(jī)組負(fù)荷率、捕集率設(shè)定、谷值 / 峰值等。?
2、鋼鐵行業(yè)
鋼鐵行業(yè) CCUS 2030 年減排 需求為 0.02~0.05 億 噸 / 年，2060 年減排需求為 0.9~1.1 億噸 / 年。
中國鋼鐵生產(chǎn)工藝以排放量較高的高爐 - 轉(zhuǎn)爐法為主，電爐鋼產(chǎn)量僅占 10% 左右。高爐 - 轉(zhuǎn)爐法煉鋼約 89% 的能源投入來自煤炭，導(dǎo)致中國噸鋼碳排放較高。CCUS 技術(shù)可以應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)的許多方面，主要包括氫還原煉鐵技術(shù)中氫氣的產(chǎn) 生以及煉鋼過程。
此外，EOR 也是中國鋼鐵行業(yè)碳捕集技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。中國鋼鐵廠的 CO2 主要為中等濃度，可采用燃燒前和燃燒后捕集技術(shù)進(jìn)行捕集。在整個(gè)煉鋼過程中，煉焦和高爐煉鐵過程的 CO2 排放量最大，這兩個(gè)過程的碳捕集潛力最大。
中國鋼鐵行業(yè)最主流的碳捕集技術(shù)是從焦化和高爐的尾氣中進(jìn)行燃燒后 CO2 捕集，鋼鐵行業(yè)捕集的 CO2 除了進(jìn)行利用與封存以外，還可直接用于煉鋼過程。這些技術(shù)已于首鋼集團(tuán)測(cè)試成功，并被推廣到了天津鋼管公司和西寧特鋼集團(tuán)。充 分應(yīng)用這些技術(shù)能夠減少總排放 量 的 5%~10%。
鋼鐵行業(yè) CO2 利 用主要有 4 個(gè)發(fā)展方向 ：
(1) 用于攪拌
CO2 可代替氮?dú)?(N2) 或氬氣 (Ar) 用于轉(zhuǎn)爐的頂 / 底吹或用于鋼包 內(nèi)的鋼液混合 。
(2) 作為反應(yīng)物
在 CO2-O2 混合噴射煉鋼中，減少氧 氣與鐵水直接碰撞引起的揮發(fā)和氧化損失。
(3) 作為保護(hù)氣
CO2 可 部分替代N2作為煉鋼中的保護(hù)氣， 從而最大程度地減少鋼的損失，以 及成品鋼中的氮含量和孔隙率 。
(4) 用于合成燃料
CO2 和甲烷的干燥 重整反應(yīng)能夠生產(chǎn)合成氣 ( 一氧化 碳和氫氣 )，然后將其用于 DRI 煉 鋼或生產(chǎn)其他化學(xué)品。?
3、水 泥 行 業(yè)
水 泥 行 業(yè) CCUS 2030 年 CO2 減排需求為 0.1~1.52 億 噸 / 年，2060 年減排需求為 1.9~2.1 億噸 / 年。水泥行業(yè)石灰石分解產(chǎn)生的 CO2 排放約占水泥行業(yè)總排放量的 60%，CCUS 是水泥行業(yè)脫碳的必要技術(shù)手段。
4、石化和化工行業(yè)
石化和化工行業(yè)是 CO2 的主要利用領(lǐng)域，通過化學(xué)反應(yīng)將 CO2 轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)，然后進(jìn)行資源再利用。
中國石化和化工行業(yè)有很多高濃度 CO2( 高于 70%) 排放源 ( 包括天然氣加工廠，煤化工廠，氨 / 化肥生產(chǎn)廠，乙烯生產(chǎn)廠，甲醇、 乙醇及二甲基乙醚生產(chǎn)廠等 )，相較于低濃度排放源，其捕集能耗低、投資成本與運(yùn)行維護(hù)成本低，有顯著優(yōu)勢(shì)。因此，石化與化工領(lǐng)域高 濃度排放源可為早期 CCUS 示范提 供低成本機(jī)會(huì)。
中國的早期 CCUS 示范項(xiàng)目優(yōu)先采用高濃度排放源與 EOR 相結(jié)合的方式，通過 CO2- EOR 產(chǎn)生收益，當(dāng)市場(chǎng)油價(jià)處于 高位時(shí)，CO2-EOR 收益不僅可完全抵消 CCUS 成本，并為 CCUS 相關(guān)利益方創(chuàng)造額外經(jīng)濟(jì)利潤，即以負(fù)成本實(shí)現(xiàn) CO2 減排。2030 年石化和化工行業(yè)的 CCUS 減排需求約為 5 000 萬噸，到 2040 年逐漸降低至 0。
CCUS系列的第七部分的內(nèi)容就分享到這里，明天和大家分享第八部分的內(nèi)容：基于源匯匹配的中國 CCUS 減排潛力。
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