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    碳中和:這些技術(shù)被列為節(jié)能減碳重大技術(shù)裝備……

    字體: 放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-05-19  來(lái)源:貝兒資訊  瀏覽次數(shù):942
     導(dǎo)言

    技術(shù)的突破、系統(tǒng)的集成和工程的應(yīng)用是碳達(dá)峰中和實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵!

    2022年5月13日,國(guó)家能源局網(wǎng)站發(fā)布了我國(guó)2021年度能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備(項(xiàng)目)名單,名單中包含儲(chǔ)能、風(fēng)電、光伏、氫能、核能等直接或支撐減碳首臺(tái)套重大技術(shù)裝備還包括百萬(wàn)噸級(jí)電廠二氧化碳捕集系統(tǒng)等!

    2021年度部分能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備(項(xiàng)目)部分名單

    此前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、中央網(wǎng)信辦、科技部、工業(yè)和信息化部、民政部 、生態(tài)環(huán)境部 、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、 商務(wù)部 、應(yīng)急部關(guān)于印發(fā)《“十四五”推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)規(guī)劃》的通知,通知指出十四五期間要圍繞碳達(dá)峰、碳中和技術(shù)出臺(tái)系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),涉及很多碳中和技術(shù)。

    此前,《北大金融評(píng)論》發(fā)布“雙碳”目標(biāo)下的技術(shù)路線(xiàn)圖,包括減少碳排放和增加碳吸收2條主路線(xiàn)。其中,減少碳排放包括能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、重點(diǎn)領(lǐng)域減排和金融減排支持3條路線(xiàn),增加碳吸收又包括技術(shù)固碳和生態(tài)固碳2條路線(xiàn)。如此逐級(jí)細(xì)化,得到完整技術(shù)路線(xiàn)圖(該圖不代表本公眾號(hào)觀點(diǎn))。

    能源電力說(shuō)整理版本如下:

    10月24日中共中央、國(guó)務(wù)院下發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》,這是我國(guó)目前出臺(tái)的最頂層碳達(dá)峰碳中和工作意見(jiàn),關(guān)于碳達(dá)峰中和技術(shù),提到:

    開(kāi)展低碳零碳負(fù)碳和儲(chǔ)能新材料、新技術(shù)、新裝備攻關(guān)。

    低碳前沿技術(shù):推進(jìn)高效率太陽(yáng)能電池、可再生能源制氫、可控核聚變、零碳工業(yè)流程再造等低碳前沿技術(shù)攻關(guān)。深入研究支撐風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電大規(guī)模友好并網(wǎng)的智能電網(wǎng)技術(shù)。加強(qiáng)電化學(xué)、壓縮空氣等新型儲(chǔ)能技術(shù)攻關(guān)、示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。加強(qiáng)氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)存、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規(guī)模化應(yīng)用。推廣園區(qū)能源梯級(jí)利用等節(jié)能低碳技術(shù)。推動(dòng)氣凝膠等新型材料研發(fā)應(yīng)用。

    推進(jìn)規(guī)模化碳捕集利用與封存技術(shù)研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

    日前教育部印發(fā)關(guān)于《高等學(xué)校碳中和科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》的通知,通知指出:

    加快碳減排關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),加快碳零排關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),加快碳負(fù)排關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

    那低碳、零碳以及負(fù)碳技術(shù)具體是什么呢?

    根據(jù)教育部的文件:

    碳減排關(guān)鍵技術(shù)(低碳):圍繞化石能源綠色開(kāi)發(fā)、低碳利用、減污降碳等開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新,重點(diǎn)加強(qiáng)多能互補(bǔ)耦合、低碳建筑材料、低碳工業(yè)原料、低含氟原料等源頭減排關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā);加強(qiáng)全產(chǎn)業(yè)鏈/跨產(chǎn)業(yè)低碳技術(shù)集成耦合、低碳工業(yè)流程再造、重點(diǎn)領(lǐng)域效率提升等過(guò)程減排關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā);加強(qiáng)減污降碳協(xié)同、協(xié)同治理與生態(tài)循環(huán)、二氧化碳捕集/運(yùn)輸/封存以及非二氧化碳溫室氣體減排等末端減排關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)。

    碳零排關(guān)鍵技術(shù)(零碳):開(kāi)發(fā)新型太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Q竽堋⑸镔|(zhì)能、核能等零碳電力技術(shù)以及機(jī)械能、熱化學(xué)、電化學(xué)等儲(chǔ)能技術(shù),加強(qiáng)高比例可再生能源并網(wǎng)、特高壓輸電、新型直流配電、分布式能源等先進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究。開(kāi)發(fā)可再生能源/資源制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫和用氫技術(shù)以及低品位余熱利用等零碳非電能源技術(shù)。開(kāi)發(fā)生物質(zhì)利用、氨能利用、廢棄物循環(huán)利用、非含氟氣體利用、能量回收利用等零碳原料/燃料替代技術(shù)。開(kāi)發(fā)鋼鐵、化工、建材、石化、有色等重點(diǎn)行業(yè)的零碳工業(yè)流程再造技術(shù)。

    碳負(fù)排關(guān)鍵技術(shù)(負(fù)碳)。加強(qiáng)二氧化碳地質(zhì)利用、二氧化碳高效轉(zhuǎn)化燃料化學(xué)品、直接空氣二氧化碳捕集、生物炭土壤改良等碳負(fù)排技術(shù)創(chuàng)新;研究碳負(fù)排技術(shù)與減緩和適應(yīng)氣候變化之間的協(xié)同關(guān)系,引領(lǐng)構(gòu)建生態(tài)安全的負(fù)排放技術(shù)體系;攻關(guān)固碳技術(shù)核心難點(diǎn),加強(qiáng)森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土的固碳技術(shù)升級(jí),提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯。

    就中國(guó)國(guó)情而言,電力、鋼鐵、建筑等行業(yè)已成為高耗能和高排放的重點(diǎn)領(lǐng)域,這些行業(yè)如何發(fā)展低碳技術(shù)?

    我國(guó)高耗能、高排放行業(yè)總體可劃分為三大領(lǐng)域。

    一是電力行業(yè)領(lǐng)域,目前我國(guó)每發(fā)一度電要排放二氧化碳0.8—0.9公斤,如果每度電的耗煤量降低1克,全國(guó)每年就可減排二氧化碳750萬(wàn)噸。因此,應(yīng)集中精力加快技術(shù)改造,推進(jìn)火電減排,實(shí)施“綠色煤電”計(jì)劃。這將主要依靠開(kāi)發(fā)煤清潔轉(zhuǎn)化高效利用技術(shù)和提高燃煤發(fā)電效率實(shí)現(xiàn),其中提高燃煤發(fā)電效率能實(shí)現(xiàn)15%的減排。目前具有發(fā)展前途的高效、潔凈的煤發(fā)電技術(shù),主要涉及整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC )、循環(huán)流化床燃燒(CFBC)等技術(shù)。

    二是材料和制造領(lǐng)域,主要集中于兩大方面:一為金屬材料制造。2010年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量將達(dá)到6.6億噸,鋼鐵工業(yè)能源消耗占全國(guó)工業(yè)總能耗的1/4,每生產(chǎn)1噸鋼,采用高爐工藝將排放2噸二氧化碳,電爐工藝排放1噸二氧化碳。鋼鐵工業(yè)必須將控制總量、淘汰落后和技術(shù)改造結(jié)合起來(lái),推動(dòng)節(jié)能減排。二為高分子材料,2009年,我國(guó)生產(chǎn)塑料達(dá)4000萬(wàn)噸,如果以石油路線(xiàn)制備的高分子材料為例,有估算每生產(chǎn)1噸塑料,需消耗2-5噸原油,排放二氧化碳4-8噸。因此,一方面要大力發(fā)展新型穩(wěn)定化技術(shù),提高材料服役壽命,從而節(jié)省石化資源,降低溫室氣體排放量。另一方面可通過(guò)應(yīng)用生物基及生物降解塑料技術(shù),直接以可再生資源替代石化資源,同時(shí)加快發(fā)展高效的回收利用新技術(shù)。如果從原料到回收處理形成產(chǎn)業(yè)鏈,以年產(chǎn)1000萬(wàn)噸生物基材料為例,單位產(chǎn)品就可減少二氧化碳排放40%以上。

    圖1:中國(guó)粗鋼年產(chǎn)量及增速(單位:萬(wàn)噸,%)

    資料來(lái)源:Wind資訊,遠(yuǎn)東資信整理

    圖2:粗鋼主要生產(chǎn)工藝路線(xiàn)

    資料來(lái)源:國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì),遠(yuǎn)東資信整理

    圖4:鋼鐵-化工-氫能一體化網(wǎng)絡(luò)集成智能制造

    與鋼鐵行業(yè)相關(guān)的節(jié)能技術(shù)裝備目錄

    三是建筑領(lǐng)域,目前城市碳排放的60%來(lái)源于建筑維持功能本身,構(gòu)建綠色建筑技術(shù)體系、發(fā)展低碳建筑極其重要,其關(guān)鍵是建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造、使用、運(yùn)行、維護(hù)、拆除和重新利用全過(guò)程的低碳控制優(yōu)化。如在建造環(huán)節(jié),可利用屋頂光伏發(fā)電技術(shù),實(shí)現(xiàn)自然光和燈光照明有效整合,可通過(guò)建造無(wú)動(dòng)力屋頂通風(fēng)設(shè)備,調(diào)節(jié)風(fēng)流風(fēng)速并帶動(dòng)風(fēng)機(jī)發(fā)電;在使用環(huán)節(jié),可通過(guò)種植屋頂花草建造“綠色屋頂”,不僅可達(dá)到降溫效果節(jié)省空調(diào)電力,還能吸收大氣污染物;在拆除環(huán)節(jié),可通過(guò)有效回收利用建筑廢棄物,防止發(fā)生二次污染。

    根據(jù)中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)發(fā)布《中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告(2020)》。《研究報(bào)告》對(duì)建筑全過(guò)程能耗和碳排放的測(cè)算方法、數(shù)據(jù)分析以及碳中和目標(biāo)下建筑碳排放情景進(jìn)行了介紹。

    《研究報(bào)告》顯示,2005-2018年期間建筑全過(guò)程能耗比重呈現(xiàn)上升趨勢(shì),碳排放比重呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。2000-2018年全國(guó)能耗重心南移0.9度(緯度),碳排放重心南移1.1度(緯度),移動(dòng)趨勢(shì)較為明顯。

    建筑全過(guò)程能耗和碳排放測(cè)算:

    建筑全過(guò)程能耗和碳排和數(shù)據(jù)分析:

    碳中和目標(biāo)下建筑碳排放情景:

     
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