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低碳环保的科技创新论文

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1低碳技术发展现状

1.1节能和提高能效技术通过近年不断研发探索,节能和提高能效技术所包括的诸如建筑技术、材料技术、能源技术、智能技术、仿生技术、废物再利用技术等都取得了长足发展。其中建筑节能新技术,在先进的试验论证和科学的理论分析基础上广泛用于现代化的建筑中,并通过减少不可再生能源的消耗,提高能源的使用效率;减少建筑围护结构的能量损失以及降低建筑设施运行的能耗等途径得以实现。在提高能源利用效率方面,通过推广设计上更通用化、标准化的节能汽车、节能灯、节能设备以及改良的工业程序和其他相关技术,创新提出更合理的节能增效技术。

1.2CCUS技术相比上述两类技术,CCUS技术的发展相对缓慢,目前国外已经制定了深入研究该项技术的发展路线和研究布局,明确了今后CCUS技术发展的研究重点和技术方向,已经相继投入大量资金研发。我国CCUS技术研发已具备一定的基础,但与大规模推广应用仍存在较大差距。目前CCUS技术的长期安全性和可靠性还有待实践验证,同时仍存在项目投资大、能源消耗高等突出问题,需要通过不断科技研发和技术创新来提高该项技术的成熟度。

2CCUS技术创新研究简要分析

未来几十年化石能源仍将是人类最主要的能量来源,随着我国社会经济、城市化建设的高速发展,二氧化碳排放量将在一定时期内处于高位。CCUS技术作为一项近几年发展起来的、具有大规模低碳减排潜力的技术,能实现从高碳到低碳的能源转型,能广泛开展高碳能源的低碳化利用,被认为是最重要的进行温室气体深度减排技术之一。根据国际能源署2011年蓝图情景预测,CCUS技术将在2050年对全球二氧化碳减排总量的贡献率将占19%,是仅次于改善能源效率贡献38%的第二大减排技术。如何发展CCUS技术,应成为能源企业进行科技创新的关键布局。其技术创新突破口简要分析如下:

2.1二氧化碳捕集技术二氧化碳燃烧后捕集技术相对成熟,我国已在燃煤电厂开展了10万吨级的工业示范,与国际领先技术差距不大。当前,影响该技术商业化利用的主要原因是能源消耗高和项目投资大。二氧化碳燃烧前捕集在降低能源消耗方面潜力很大,国外5万吨级中试项目装置已经投运,我国6万~10万吨级中试系统的试验项目已启动。目前,需科技创新解决的是富氢燃气发电等关键技术。

2.2二氧化碳输送技术利用管道输送二氧化碳最具规模优势。据国外资料显示,商业化二氧化碳管道输送已有40年以上的投运实践。目前,我国二氧化碳的输送以陆路低温储罐运输为主,还没有商业化运营的二氧化碳管道输送。当前,需科技创新解决的是二氧化碳源汇匹配的管道网络规划与设计优化的相关技术、大功率压缩机等管道输送关键装置、安全控制以及在线监测技术等。

2.3二氧化碳利用技术利用二氧化碳进行石油开采,国际技术已接近成熟,我国还处在工业化扩大试验阶段。当前,需科技创新解决的是油藏工程相关设计及配套技术、关键设备等方面。利用二氧化碳开采煤层气,国外已进行了多个现场试验,目前我国还在进行先导性试验。当前创新研究重点是研发适合我国低渗透软煤层的成井、增注及过程监控技术。二氧化碳化工和生物利用方面,国外大规模应用已产业化。我国在二氧化碳合成共聚聚丙烯塑料、碳酸酯、能源化学品等方面已进入工业示范阶段。当前,需科技创新解决的是规模化、低成本转化利用。

2.4二氧化碳封存技术二氧化碳封存,国外对陆地咸水层封存、海底咸水层封存项目已经进行了十几年的连续投运和安全监测,年均埋存量已达到100万吨。我国仅有10万吨级陆地咸水层地质封存的示范工程项目。当前,需科技创新解决的是重点发展适合我国陆相沉积地层特点的二氧化碳长期地质封存的基础性理论、评价方法、监测预警及其相关补救对策技术等。

3低碳环保的关键布局

中国占全世界二氧化碳排放的26.4%,已经超过了美国和欧盟。中国是能源消费大国,面临着加快发展以及保障能源安全、改善环境质量的双重压力,对优化能源结构、低碳环保有着十分迫切的要求。发展CCUS技术是我国钢铁、化工、水泥等高排放领域减排温室气体的迫切需要;考虑到今后可能形成的全世界低碳产业,发展二氧化碳捕集、利用与封存技术将是提升中国低碳技术核心竞争力的关键机遇。近年来,世界主要发达国家都开始制定相应法规、政策以实现在全球低碳竞争中占得先机。

2013年国家发改委发布了《关于加强碳捕集、利用和封存试验示范项目环境保护工作的通知》,开始积极推动此项工作。总体而言,我国CCUS各环节技术发展不平衡,距离规模化、低成本转化应用仍存在较大差距,发展的空间很大,需科技创新解决的问题很多,这就给高新技术企业带来非常难得的发展契机。积极研发低能耗、低成本、安全运营的科技创新课题摆在众企业面前。更好地发挥科技对CCUS产业发展的支撑引领作用,快速提升我国二氧化碳捕集、利用与封存技术的核心竞争力已成为高新技术企业科技创新、助推低碳环保的关键布局。

作者:张春文单位:广东省电力设计研究院

低碳环保的科技创新论文责任编辑:杨雪    阅读:人次