收藏 | 碳中和技术路线图

2021-11-24  来自: 张家口大晓环保科技有限公司 浏览次数:8

近日,《北大金融评论》发布“双碳”目标下的技术路线图,包括减少碳排放和增加碳吸收2条主路线。其中,减少碳排放包括能源结构调整、重D领域减排和金融减排支持3条路线,增加碳吸收又包括技术固碳和生态固碳2条路线。如此逐级细化,得到完整技术路线图。

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那低碳、零碳以及负碳技术具体是什么呢?

根据教育部的文件:

碳减排关键技术(低碳):围绕化石能源绿色开发、低碳利用、减污降碳等开展技术创新,重D加强多能互补耦合、低碳建筑材料、低碳工业原料、低含氟原料等源头减排关键技术开发;加强全产业链/跨产业低碳技术集成耦合、低碳工业流程再造、重D领域效率提升等过程减排关键技术开发;加强减污降碳协同、协同治理与生态循环、二氧化碳捕集/运输/封存以及非二氧化碳温室气体减排等末端减排关键技术开发。

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碳零排关键技术(零碳):开发新型太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、核能等零碳电力技术以及机械能、热化学、电化学等储能技术,加强高比例可再生能源并网、特高压输电、新型直流配电、分布式能源等先J能源互联网技术研究。开发可再生能源/资源制氢、储氢、运氢和用氢技术以及低品位余热利用等零碳非电能源技术。开发生物质利用、氨能利用、废弃物循环利用、非含氟气体利用、能量回收利用等零碳原料/燃料替代技术。开发钢铁、化工、建材、石化、有色等重D行业的零碳工业流程再造技术。

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    碳负排关键技术(负碳)。加强二氧化碳地质利用、二氧化碳高X转化燃料化学品、直接空气二氧化碳捕集、生物炭土壤改良等碳负排技术创新;研究碳负排技术与减缓和适应气候变化之间的协同关系,引L构建生态安全负排放技术体系;攻关固碳技术核心难点,加强森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土的固碳技术升级,提升生态系统碳汇。

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就中国国情而言,电力、钢铁、建筑等行业已成为高耗能和高排放的重D领域,这些行业如何发展低碳技术?


我国高耗能、高排放行业总体可划分为三大领域。

一是电力行业领域,目前我国每发一度电要排放二氧化碳0.8—0.9公斤,如果每度电的耗煤量降低1克,全国每年就可减排二氧化碳750万吨。因此,应集中精力加快技术改造,推进火电减排,实施“绿色煤电”计划。这将主要依靠开发煤清洁转化高X利用技术和提高燃煤发电效率实现,其中提高燃煤发电效率能实现15%的减排。目前具有发展前途的高X、洁净的煤发电技术,主要涉及整体煤气化联合循环(IGC C )、循环流化床燃烧(CFBC)等技术。

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二是材料和制造领域,主要集中于两大方面:一为金属材料制造。2010年我国粗钢产量将达到6.6亿吨,钢铁工业能源消耗占全国工业总能耗的1/4,每生产1吨钢,采用高炉工艺将排放2吨二氧化碳,电炉工艺排放1吨二氧化碳。钢铁工业须将控制总量、淘汰落后和技术改造结合起来,推动节能减排。二为高分子材料,2009年,我国生产塑料达4000万吨,如果以石油路线制备的高分子材料为例,有估算每生产1吨塑料,需消耗2-5吨原油,排放二氧化碳4-8吨。因此,一方面要大力发展新型稳定化技术,提高材料服役寿命,从而节省石化资源,降低温室气体排放量。另一方面可通过应用生物基及生物降解塑料技术,直接以可再生资源替代石化资源,同时加快发展高X的回收利用新技术。如果从原料到回收处理形成产业链,以年产1000万吨生物基材料为例,单位产品就可减少二氧化碳排放40%以上。

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图1:中国粗钢年产量及增速(单位:万吨,%)

资料来源:Wind资讯,远东资信整理

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图2:粗钢主要生产工艺路线资料来源:国J钢铁协会,远东资信整理

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图4:钢铁-化工-氢能一体化网络集成智能制造资料来源:东北大学钢铁前沿技术研究院,远东资信整理

三是建筑领域,目前城市碳排放的60%来源于建筑维持功能本身,构建绿色建筑技术体系、发展低碳建筑极其重要,其关键是建筑规划设计、建造、使用、运行、维护、拆除和重新利用全过程的低碳控制优化。如在建造环节,可利用屋顶光伏发电技术,实现自然光和灯光照明有效整合,可通过建造无动力屋顶通风设备,调节风流风速并带动风机发电;在使用环节,可通过种植屋顶花草建造“绿色屋顶”,不仅可达到降温效果节省空调电力,还能吸收大气污染物;在拆除环节,可通过有效回收利用建筑废弃物,防止发生二次污染。

根据中国建筑节能协会发布《中国建筑能耗研究报告(2020)》。《研究报告》对建筑全过程能耗和碳排放的测算方法、数据分析以及碳中和目标下建筑碳排放情景进行了介绍。

《研究报告》显示,2005-2018年期间建筑全过程能耗比重呈现上升趋势,碳排放比重呈现下降趋势。2000-2018年全国能耗重X南移0.9度(纬度),碳排放重X南移1.1度(纬度),移动趋势较为明显。
建筑全过程能耗和碳排放测算:

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建筑全过程能耗和碳排和数据分析:

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碳中和目标下建筑碳排放情景:

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