如何解决CCUS产业化的最后一公里?史焕聪教授新型低能耗热水减碳技术分享

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去十年来,CCUS技术的应用迅速扩大,到2020年,全球二氧化碳捕获能力已经达到4000万吨。尽管这已经是一项重大成就,不过,这仍不足以对全球气候变化产生有意义的影响,因为,要实现“巴黎协定”的目标,可能需要全球碳捕获能力达到每年10亿吨。要实现这一目标,需要工业界和政府之间的密切合作,以克服与CCUS技术相关的技术和经济障碍,这或将会为早期行动者带来重大机遇。

国际能源机构(IEA)称,到2070年,全世界实现碳中和,仅CCS/CCUS技术就需要占全球CO2减排量的约19%,其余部分则是其他清洁能源技术。

但CCS/CCUS在全球的部署一直很缓慢。全球碳捕集与封存研究院此前发布的 告显示,CCS目前在全球的装机容量约为4000万吨/年。到2050年必须增加超过一百倍才能实现净零排放。到目前为止,全球只有大约20个CCUS设施在运营,缺口巨大。

各国正在加大对CCUS项目的投入。2019年,二十国集团(G20)能源与环境部长级会议首次将CCUS技术纳入议题。自今年来,全球已经有30多个新的CCUS设施的计划相继宣布,各国政府和行业也在2020年承诺向CCUS项目提供超过45亿美元的资金。

CCUS碳捕捉的技术路线

捕集能耗和成本过高是面临的共性问题

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。

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。

碳减排技术行业的痛点

已到达产业化前最后一公里

碳减排技术行业的痛点在这里:CCUS技术是最接近产业化的技术,已到达产业化前最后一公里。为了转化这个技术,主要瓶颈在于 二氧化碳捕集、吸收后整体解吸能耗过高。而本次邀请到线上课程的 浙江大学湖州研究院的项目负责人 史焕聪 教授级高工 所研发的新型低能耗碳吸收解吸连续型装置,将为解决这一问题提供一个优良解决方案:

如上图所示,传统的吸收装置的能耗到3.5-4.0,GJ/ton CO2。用新型的吸收剂可以降到2.0-2.8,产业化的门槛在1.0-1.2,GJ/ton CO2。通过能耗估算,可以进行经济成本核算,现在业内的煤炭电力,就是煤炭发电,一度电成本在0.5元。现有的CCUS碳减排技术在0.15元/度,这个数据看似挺少,但它的碳减排成本是发电成本的30%,成本偏高。

而 史焕聪教授的核心技术开发,有以下特点:第一、2011年开发的第一代低能耗技术,减排能耗从3.0 GJ/ton CO2降低到1.65 GJ/ton CO2,为低能耗碳减排奠定基础。第二、2020年底开发出第二代核心技术, 以热水为热源的原型机,不用蒸汽做为热源,整体温度控制在100度以下,因此水蒸气的蒸发潜热Qvap带来的能耗,大大降低, 解决碳减排技术能耗瓶颈,同时为碳减排技术产业化扫清了障碍。

史焕聪教授从2007年起,从事碳捕获利用和封存(CCUS)研究近14年,长期致力于催化CO2-吸收-解吸的实验和机理研究。基础研究方向包括CO2有机胺的气液平衡、反应动力学、吸收反应分子模拟、催化CO2-吸收-解吸、传质动力学化学反应动力学等。

此外,在新型CO2-吸收-解吸的工艺装置研发上有着丰富的技术开发、小试、中试和产业化经验。他对燃烧尾气后处理(PCCC)的化学吸收法研究,研发的技术获得3项发明专利以及多项实用型专利授权,并于 2020年年底自主研发出第二代全新的以热水为热源的CO2-吸收-解吸循环装置原型机。

本周四晚(31日)7点-8点,DT新材料特邀 浙江大学湖州研究院项目负责人 史焕聪针对 《新型低能耗热水减碳技术分享》做线上研讨。

本次 告将针对:

1、第二代全新以热水为热源的CO2-吸收-解吸循环装置及工艺分享;

2、碳减排技术与碳金融耦合经验分享与路径探究;

3、科研与工程示范经验分享

进行深入分享,快来 转发海 ,免费参加吧!

01

大会背景

气体分离是能源及化工系统中不可或缺的核心技术,是进一步提高转化效率、降低污染物排放的关键所在。“十三五”以来,气体分离行业保持了较快发展速度和较高景气度,产品产量、利润总额等整体呈快速上升趋势, 气体分离市场前景广阔。

与此同时, 双碳政策、氢能源、化工分离提纯、工业尾气治理也驱动气体分离要求快速增长。随着技术的发展和学科之间的不断交叉,以及更多的产品正在实现从研发到实际应用的转变,对产品的质量和要求也在不断地提高。分离技术也在不断地向低能耗、高效率、低成本、少污染发展。相关企业、科研机构正在积极探索相关技术和产品,助力发展二氧化碳捕集、氢能源及VOCs治理,提升生态环境整体质量,降本增效。

为针对性的提高能化企业在工业尾气相关领域的解决能力,分享先进的回收技术、气体净化分离技术、尾气治理技术等新工艺与新设备,促进行业低碳绿色发展, DT新材料将于 2022年4月在 宁波举办 《2022气体分离产业大会》。会议将邀请国内CCUS碳捕集示范项目专家、膜分离技术、气体吸附材料和新型气体吸收技术领域的相关学者和企事业单位代表莅临宁波,分享气体吸附分离技术和产业相关科技成果,加强产学研和上下游合作与交流,推动气体吸附分离领域创新发展。

02

大会组织

主办单位

DT新材料

承办单位

宁波德泰中研信息科技有限公司

支持单位

中国科学院山西煤炭化学研究所

天津大学

中能建数字科技集团

中国矿业大学

天津工业大学

战略合作伙伴

环境人、空分之家、离子液体

03

大会概况

日程规划:(原定)

04

嘉宾邀请

已确定嘉宾(排名不分先后)

嘉宾持续邀请中

05

联系方式

参会联系:

张丹

联系我们,获取会议最新资讯

侯张霞

联系我们,获取会议最新资讯

徐蕾

联系我们,获取会议最新资讯

申请 告及其他事宜联系:

李怀宇

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扫二维码|在线 名

《CCUS碳捕捉技术的应用与发展现状》

END

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