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生物质能碳捕集技术负排放潜力评价研究进展及展望

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中国环境科学 2025年

作者：许楚婉何松罗津郑雅文陈颖曾雪兰田志鹏王珺瑶广东工业大学材料与能源学院广东工业大学智慧能源研究中心广东工业大学环境生态工程研究院深圳市燃气集团股份有限公司

随着全球剩余碳排放空间的持续紧缩，生物质能耦合碳捕集技术（Bioenergy with Carbon Capture and Storage， BECCS）已成为实现全球温控目标不可或缺的负排放技术。然而，BECCS技术具有工艺链条长、技术方案多的特点，不同技术方案的... 详细信息

随着全球剩余碳排放空间的持续紧缩，生物质能耦合碳捕集技术（Bioenergy with Carbon Capture and Storage， BECCS）已成为实现全球温控目标不可或缺的负排放技术。然而，BECCS技术具有工艺链条长、技术方案多的特点，不同技术方案的负排放潜力及环境影响仍缺乏系统科学的评价，难以支撑BECCS在宏观路径中的规划。基于此，本研究基于生物质转化技术类型，系统梳理了BECCS技术方案。在此基础上，基于生命周期评价（Life cycle assessment，LCA）框架，理清了BECCS生命周期评价关键过程，并对不同BECCS技术方案的负排放潜力和环境影响进行研究综述。研究结果表明，基于生物质直燃和气化发电以及生物质气化制氢技术的BECCS技术方案具有较强的负排放潜力，然而由于技术类型、技术参数以及假设条件等方面的差异，既有研究中同一类型技术方案的负排放潜力具有较大的分布区间。此外，虽然BECCS技术的水耗、能耗等环境影响已受到关注，但对于BECCS的综合环境影响仍未形成共性结论。目前，针对BECCS 的负排放潜力及生命周期环境影响评价仍处于起步阶段，缺乏标准化的评价框架及全链条可靠数据的支撑，针对不同的BECCS技术方案尚未形成一致性的评价结论，亟需开展相关研究工作以支撑碳中和路径的宏观规划。

关键词：生物质能碳捕集负排放生命周期评价环境影响碳中和

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醇胺法碳捕集技术的研究进展

环境工程技术学报 2025年第1期15卷 90-99页

作者：魏青张振涛王瑞祥张化福杨俊玲吴宏伟北京建筑大学环境与能源工程学院中国科学院理化技术研究所中国轻工业食品药品保质加工储运装备与节能技术重点实验室赫特福德大学工程与计算机科学学院

燃煤电厂的烟气是CO_(2)长期、稳定、集中的来源,减缓温室效应的最直接有效的手段即从电厂烟气中捕集CO_(2),其中醇胺溶液吸收法是最具潜力、应用最广泛的碳捕集技术,但其存在再生能耗高的缺点。首先介绍了碳捕集技术的工作原理及流程,... 详细信息

燃煤电厂的烟气是CO_(2)长期、稳定、集中的来源,减缓温室效应的最直接有效的手段即从电厂烟气中捕集CO_(2),其中醇胺溶液吸收法是最具潜力、应用最广泛的碳捕集技术,但其存在再生能耗高的缺点。首先介绍了碳捕集技术的工作原理及流程,针对醇胺溶液碳捕集技术,从吸收剂的发展、吸收过程工艺优化、再生过程工艺优化和复合工艺优化等方面综述了目前基于醇胺溶液的碳捕集技术的发展现状。研究表明:未来应注重开发高吸收速率、低再生消耗、低胺耗的新型醇胺吸收剂;在工艺优化方面,吸收/再生过程工艺优化要提高吸收/解吸速率,降低能耗;复合工艺优化要合理耦合多种单一工艺优化方法,以更大程度地降低能耗。

关键词：碳捕集醇胺吸收剂化学吸收法 CO_(2)吸收 CO_(2)解吸

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碳捕集利用封存发展现状和面临问题

中国工程咨询 2025年第2期 115-118页

作者：周东凯中咨投资管理有限公司

碳达峰碳中和成为全球发展共识,全球减碳压力居高不下,实现净零排放目标任重道远。中国减碳市场潜力巨大,碳捕集、利用、封存是末端固碳的有效途径,在油田提高原油采收率方面的应用场景日益增多,然而,行业发展还面临技术成本高、项目盈... 详细信息

碳达峰碳中和成为全球发展共识,全球减碳压力居高不下,实现净零排放目标任重道远。中国减碳市场潜力巨大,碳捕集、利用、封存是末端固碳的有效途径,在油田提高原油采收率方面的应用场景日益增多,然而,行业发展还面临技术成本高、项目盈利性差、政策支持不到位等问题,仍需加强制度设计,通过政策扶持、资金支持、国际合作,加快培育产业链、创新链。

关键词：创新链盈利性碳中和发展共识封存零排放政策扶持碳捕集

碳捕集、利用和封存(CCUS)技术引领全球碳中和新潮流

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流程工业 2025年第1期 42-43页

作者： Ahlam Rais 不详

当前,减少并消除工业部门中对全球有害的温室气体排放已迫在眉睫。碳捕获、利用与封存(CCUS)技术作为一项核心措施,能够助力各行业实现运营过程中的脱碳目标,进而迈向净零排放。通过实施CCUS技术,不仅可以有效应对气候变化带来的挑战,... 详细信息

当前,减少并消除工业部门中对全球有害的温室气体排放已迫在眉睫。碳捕获、利用与封存(CCUS)技术作为一项核心措施,能够助力各行业实现运营过程中的脱碳目标,进而迈向净零排放。通过实施CCUS技术,不仅可以有效应对气候变化带来的挑战,同时也是推动绿色低碳发展的重要路径之一。

关键词：碳中和零排放碳捕获工业部门温室气体排放绿色低碳发展应对气候变化碳捕集

固态吸附剂用于燃煤烟气碳捕集的研究和应用进展

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电力科技与环保 2025年第1期41卷 50-58页

作者：崔洁章鹏飞光大环境科技(中国)有限公司江苏南京211102

碳捕集是减缓全球气候变暖的重要技术手段。固态材料吸附法具有CO_(2)吸附容量高、反应速率高、选择性良好等优点,是近年来的研究热点。本文分析了固体吸附方法的技术原理和研究现状,基于吸附反应器类型总结了不同碳捕集工艺路线的特点... 详细信息

碳捕集是减缓全球气候变暖的重要技术手段。固态材料吸附法具有CO_(2)吸附容量高、反应速率高、选择性良好等优点,是近年来的研究热点。本文分析了固体吸附方法的技术原理和研究现状,基于吸附反应器类型总结了不同碳捕集工艺路线的特点和中试试验进展,指出了固态吸附碳捕集技术的发展方向。(1)物理吸附剂已广泛应用于变压吸附和真空变压吸附工艺,分为活性炭基吸附剂、沸石基吸附剂以及金属有机框架吸附剂,根据反应温度、压力、浓度的不同,CO_(2)吸附量在20~1500 mg/g;(2)化学吸附剂包括传统的金属氧化物吸附剂和碱金属碳酸盐吸附剂,以及新兴的固态胺吸附剂,其中基于固废材料的固态胺吸附剂常压下CO_(2)吸附量在48.4~206.8 mg/g;(3)目前国内外基于固态吸附剂的碳捕集中试试验主要包括固定床、流化床和移动床等工艺,其中流化床工艺因为具有传热传质效率高、易于规模化放大等优点被大部分研究者采用;(4)固废基固态胺吸附材料具有耐高温、CO_(2)选择性高、循环寿命长等优点,是未来固态碳捕集材料的重点发展方向,且其对于高温燃煤烟气碳捕集更具应用潜力;(5)固态材料碳捕集的工业化应用的工艺研究方向有:低气固传质阻力、高效气固传热的反应器开发,吸附剂解吸再生能耗降低材料和工艺开发。

关键词：碳捕集固态吸附剂变温吸附吸附反应器循环工艺

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船舶碳捕集技术应用现状及发展趋势

船海工程 2025年第1期54卷 88-93页

作者：张帆曾维武冷宁刘志坚柳长昕大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 青岛双瑞海洋环境工程有限公司山东青岛266101 大连中远海运川崎船舶工程有限公司辽宁大连116052

介绍船舶碳减排的可行方法之一即船舶碳捕集,并根据不同种类碳捕集方法的特点及应用现状分析在船舶上应用的可能性,分析认为燃烧后的化学溶剂吸收法目前较为适合船舶碳捕集。通过船舶碳捕集的一些实际应用案例,提出船舶碳捕集面临的主... 详细信息

介绍船舶碳减排的可行方法之一即船舶碳捕集,并根据不同种类碳捕集方法的特点及应用现状分析在船舶上应用的可能性,分析认为燃烧后的化学溶剂吸收法目前较为适合船舶碳捕集。通过船舶碳捕集的一些实际应用案例,提出船舶碳捕集面临的主要问题,阐述船舶碳捕集未来的发展趋势。

关键词：船舶碳减排碳捕集吸收法

集成碳捕集技术的高速公路服务区多能源系统高自洽率运行方式研究

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华北电力大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 1-11页

作者：袁敞李雪健薛翔宇刘然陈虎新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

新能源接入带来的源荷失衡和恶劣天气带来的极端用能场景给能源安全提出了严峻挑战,本文提出了一种高速公路服务区多能源系统高自洽率运行方式,该方式在实现系统安全供能的同时也可以降低碳排放。首先,在涵盖电、热、冷、天然气、氢气... 详细信息

新能源接入带来的源荷失衡和恶劣天气带来的极端用能场景给能源安全提出了严峻挑战,本文提出了一种高速公路服务区多能源系统高自洽率运行方式,该方式在实现系统安全供能的同时也可以降低碳排放。首先,在涵盖电、热、冷、天然气、氢气五种能源的能源转换设备基础上,构建了每一种负荷均至少有两种供能路径的服务区多能源系统模型;其次,基于五种能源形式的功率平衡、多能耦合设备额定运行条件、自洽系统储能安全限值等约束研究了服务区高自洽率运行方式,综合考虑能源自洽率和碳排放来设定目标函数,给出了基于弗洛伊德算法的系统优化运行方法;最后,以我国西南某高速公路服务区为实证研究对象,通过算例仿真验证了本文提出的优化运行策略的有效性。

关键词：高速公路服务区多能源系统高自洽率碳捕集路径优化

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碳捕集能耗分析模型的对比研究（英文）

Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2019年第11期20卷 882-892页

作者： Shuang-jun LI Shuai DENG Li ZHAOW Wei-cong XU Xiang-zhou YUAN Yang-zhou ZHOU Ya-wen LIANG Key Laboratory of Efficient Utilization of Low and Medium Grade Energy(Tianjin University) Ministry of EducationTianjin 300350China International Cooperation Research Centre of Carbon Capture in Ultra-low Energy-consumption Tianjin 300350China Department of Chemical and Biological Engineering Korea UniversitySeoul 02831Republic of Korea Tianjin Newcen Technical Co. Ltd.Tianjin 300384China

目的:碳捕集能耗较高的技术瓶颈,亟待热力学理论在交叉研究中解决。热力学理论工具在碳捕集技术能耗水平评估方面的准确性、有效性和局限性都尚未明确,且碳捕集能耗研究的共性规律仍未被把握。本文对现有能耗分析模型进行对比以揭示碳... 详细信息

目的:碳捕集能耗较高的技术瓶颈,亟待热力学理论在交叉研究中解决。热力学理论工具在碳捕集技术能耗水平评估方面的准确性、有效性和局限性都尚未明确,且碳捕集能耗研究的共性规律仍未被把握。本文对现有能耗分析模型进行对比以揭示碳捕集技术能耗的实质,并提出普适性和针对性恰当的能耗分析模型,以明确碳捕集能耗水平的"天花板"。创新点:1.提出热力学碳泵模型,分析碳捕集技术理想能耗;2.对比不同碳捕集能耗分析模型,通过案例分析说明其不同特点和理想化程度的差异。方法:1.通过概念比拟,类比热泵概念,提出热力学碳泵概念,并阐述碳捕集过程是通过热或功驱动的二氧化碳从低浓度向高浓度逆向富集的非自发过程(图2和3),实现碳捕集技术实质的理想化概括;2.通过热力学理论推导,获得基于热力学碳泵模型的碳捕集最小理想能耗(公式(13));3.通过案例分析,论证热力学碳泵模型相对混合气体分离模型和碳泵模型的理想化程度是否更高(图9),以及其中碳源、汇的无限质容假设是否更接近理想状态。结论:1.通过碳泵模型可以得到碳捕集技术的理想能耗,并且碳泵模型相对混合气体分离模型在使用时更便捷。2.热力学碳泵模型相对碳泵模型的理想化程度更高;因为忽略碳源、汇由传质引起的不可逆性,热力学碳泵模型计算所得最小理想能耗比碳泵模型计算所得理想能耗更小。3.通过热力学碳泵模型分析直接空气碳捕集技术表明,其最小理想能耗是相同反应条件下烟气处理技术的4.916倍。

关键词：碳捕集能耗理论模型热力学碳泵

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碳捕集系统与燃煤发电机组耦合特性

煤炭学报 2014年第8期39卷 1772-1778页

作者：韩中合王营营周权电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003

针对基于MEA碳捕集系统对燃煤发电机组经济性影响的问题,以某600MW超临界燃煤机组为研究对象,计算了吸收剂的再生能耗,提出了碳捕集系统3种解吸热源方案:方案1是以机组第4段抽汽作为再沸器的热源;方案2是以第4段抽汽及第5段抽汽共同作... 详细信息

针对基于MEA碳捕集系统对燃煤发电机组经济性影响的问题,以某600MW超临界燃煤机组为研究对象,计算了吸收剂的再生能耗,提出了碳捕集系统3种解吸热源方案:方案1是以机组第4段抽汽作为再沸器的热源;方案2是以第4段抽汽及第5段抽汽共同作为再沸器的热源;方案3是以机组新增加的抽汽段作为再沸器的热源。建立了耦合系统经济性评价指标,分析了3种方案机组的经济性。结果表明:3种方案均具有可行性,基于压力匹配原则的耦合方案3优于方案1与方案2,工况一定时,方案3的热效率分别比方案1和方案2高出2.04%,1.84%。方案3的热效率比不进行碳捕集机组热效率降低了4.76%,发电成本增加了0.154元/(kW·h)。

关键词：碳捕集解吸热源热经济性发电成本减排成本