二氧化碳减排解读.docx

1、二氧化碳减排解读附件2 2016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表 项目名称 燃煤机组第三代低能耗紧凑型燃烧后CO捕集工程示范 2项目编号 201603D312001 研究意义 作为全球第一大CO排放国，国情、发展阶段和能源结构决定了中国2火电行业将在气候变化领域面临越来越严峻的形势。燃煤发电CCUS技术作为高碳能源低碳利用方式的最后选择，成为战略必争技术。山西省是煤炭和煤电大省，在CCUS技术链的各环节已具备一定的研发基础，但与国际一流水平尚存在较大差距，且尚无工业规模的实验平台和示范装置，极大限此项目基于国际上第三代CCUS技术领域的研发水平和潜力。制了山西省在燃烧后捕集技术及工程应

2、用经验，在捕集能耗和捕集装置空间占用等方面均较国内已有技术有大幅下降，结合山西省燃煤电站实际情况，建立工业捕集研发COCO规模的低能耗燃烧后捕集工程示范装置，对增强山西省在22 和工程应用方面的竞争力具有重要意义。研究内容及关键技术 主要研究内容：前置膜富集和液相法吸收集成技术、高效解吸技术用于燃煤机组(1) 的设计安装方案； 高效低污染的胺溶剂各运行工况下的反应性能测试；(2) 捕集的状态监控系统开发、安装和调试；(3) CO2 捕集的全工况仿真机开发；(4) 含CO2 捕集工程示范的全工况调试。(5) CO2 需要解决的关键技术和问题： (1) 带有前置膜富集CO的液相燃烧后CO捕集；22

3、 (2) 高效低污染的胺溶剂； (3) 高效解吸技术； 基于机理数学模型的全工况仿真机；(4) 基于混合目标的高精度实时数据采集方法；(5) 反馈复合调节算法。(6) 神经网络控制的多变量前馈- ?工业化试验小试应用基础研究 应用开发 中试 项目活动阶段 其他?首台套研制 关键零部件研制?工程示范 最新技术，前置膜富集和液相法吸收集成技术为燃烧后捕集(1) CO2CO30%以上，较传统技术可减少吸收塔体积30%以上，降低系统辅助设施2 40%捕集能耗以上；采用解吸塔富液旁路和贫液二级再生集成技术，降低解吸塔能耗(2) 创新点 20-25%； 利用激光诱导等离子体光谱技术在线 (3) CO浓度测

4、量；2 (4)大幅工况变动过程的全工况精确稳定控制；1 基于机理数学模型的全工况电站仿真技术；(5) 浓度等信号于一体的高精度采CO(6) 集成温度、湿度、流量、压力、2 集系统； 结合前馈神经网络和反馈神经网络优势降低控制偏差；(7) 技术降低系统耦合度，增强可交互性。MVC模型和 AJAX(8)基于参考性技术指标 和经济指标以上等级的工10MW300MW亚临界或以上等级机组建立捕集功率(1) 在 程示范；产品，能耗和CO99%的对CO纯化能力达到99.5%以上；获得纯度(2) 22 以上；捕集成本较传统工艺降低30% 2.5 MJ/kg CO以内；控制(3) CO捕集能耗在22 3%以内；

5、(4) CO浓度在线测量误差2以建立含捕集流程的电站全工况动态仿真机，设计工况点偏差1%(5) 3%以内；内，动态过程偏差 控制系统动态响应时间缩短至毫秒级，提升系统调节性能；(6)国际标准开发，可接IEC61850提升采集系统精度5%以上，并遵循(7) 入各类厂级监控系统，兼容性广。示范工程及研发 平台与团队建设人才团队：建立一支掌握低能耗燃烧后捕集流程设计、电站系统 (1) 集成、机理仿真、全工况控制等核心技术的跨学科多层次人才团队。紧凑型燃烧/300MW亚临界或以上级别燃煤电站低能耗 (2)建成平台： 捕集工业示范平台。后CO2 预期效益30%CO捕集技术能耗降低捕集技术较现有燃烧后(1

6、)低能耗燃烧后CO22 30g/kWh煤耗。以上，集成到燃煤机组后较现有碳捕集工艺可减少约50%CO排放限制，以山西省实现(2) 若将来我国发电行业实行大规模2亿千瓦时的低碳发电量计算，则应用本项目工艺可1000的CO减排为例，以2 万吨标准煤，节能潜力巨大。相对传统工艺节能300 若基于此技术向全国推广，还可产生巨大的技术推广效益。(3) 申报单位条件牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校， 及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。 经费说明 政府将给予一定的研发资金资助或补助 工程示范装置，对增CO成果描述：项目研究完成后，将建立工业规模的低能耗燃烧后捕集2

7、CO捕集研发和工程应用方面的竞争力具有重要意义。强山西在2 2 2016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表 项目名称 山西国际能源集团瑞光热电二氧化碳捕集及综合利用项目 项目编号 201603D312002 研究意义 瑞光电厂开展CO捕集是继燃煤电厂超低排放后的又一环保举措，对于2能源结构以煤为主的山西而言，发展燃煤电厂碳捕集及综合利用示范项目对于落实国家减排责任、提升我省低碳发展水平具有重要意义。 研究内容及关键技术 主要研究内容： 1、燃煤锅炉烟道气中CO（CO含量13%-15%）的捕集提纯生产食品级22CO； 2 的综合利用。2、食品级CO2 关键技术： 的捕集技术。物理吸附法(P

8、SA)燃煤锅炉烟道气中CO2 催化重整生产醇类产品。利用CO和CH42 ? 工业化试验中试 小试 应用基础研究 应用开发 项目活动阶段 ? 其他 关键零部件研制 工程示范 首台套研制 1、采用独有的保碳脱硫专利技术。 2、采用成熟的变压吸附技术。 3、独有的多项提纯专利技术。创新点 、采用科技前沿的液体二氧化碳制造乙醇及脂类化合物综合利用技4 术。3；二氧化碳回收率13.72780 Nm烟道气气量：/h ；气源CO含量：参考性技术指标2和经济指标 3000 t/y 计；年产食品级液态二氧化碳80%；每年按5500 h/y吨食品级液态二氧化碳的电厂锅炉烟道气二氧化碳气3000 建设年产捕集工业示

9、范平CO2300MW亚临界燃煤电站燃烧后体捕集示范工程；建成示范工程及研发 台。 平台与团队建设流程设计、工艺过程设COPSA建立一支掌握物理吸附法燃烧后捕集2 计、设备制造、工程建设、安装调试多层次人才团队。CO万立方米，每年减少烟道气本工程建成后可处理电厂烟气约150023吨，社会环保效益3000 2293500 Nm排放/h，并年产食品级液态二氧化碳 预期效益 明显。牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，申报单位条件 及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。 政府将给予一定的研发资金资助或补助经费说明 成果描述：项目研究完成后，将推动山西燃煤电厂碳捕集及综

10、合利用关键技术的研发及产业 化，对于落实国家减排责任、提升低碳发展水平具有重要意义。 3 2016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表 项目名称 40000吨CO矿化转化联产绿色建筑材料技术示范 2 项目编号201603D312003 研究意义 山西省是煤电大省，煤电、钢铁、建筑是主要的工业产业。在这些工业生产过程中产生大量的含CO烟气和固体废物。我省工业固废加气块等2建材年产量约1亿吨，目前均采用蒸压养护生产技术，没有利用CO，且耗2能高、附加值低；若采用烟气CO养护技术，可有效矿化固定CO，同时节22能降耗。据测算，固废基建材（加气块、混凝土砌块）中含有约有效钙约养护固废基建材（加气块

11、、混凝土砌块），每吨固CO25-35%，利用烟气2标650-1000约100-150公斤，约合烟道气约废基建材可有效矿化固定CO2亿1准立方米，同时可提高材料强度15%以上；山西省年产固废基建材近650-1000相当于处理电厂烟气近1000-1500万吨，吨，可直接矿化固定CO2 亿立方米。研究内容及关键技术 为气源，以大宗工业固废为矿化剂，制备新型绿CO项目以工业烟气2）高掺量工业固废发泡多孔材料制备及其与烟:（1色建筑材料。研究内容直接矿化机理与工艺优化，包括物料配比优化、发泡与稳泡机理、气CO2发泡与稳泡工艺控制、矿化反应机理、矿化反应条件优化与控制、材料性工业固废矿化活性组份的深度解离

12、机理及其配套工艺优化（2）能优化等；控制，包括超音速蒸汽超微粉碎机理、工艺参数优化控制，机械解离与化）CO气体高效分散、均衡学介质解离协同机理及工艺参数优化控制；（32传递、深度矿化反应机理及工艺优化控制，包括气体扩散机理、压力传递）固废矿化活性机理、气体温度、压力、浓度、湿度等参数优化控制；（4）建设年矿化固组份与CO强化矿化反应机理及其影响因素优化控制；（52联产绿色建筑材料新技术示范工程。关键技术问题：固CO定40000吨2传递及其与固废活高效分散、废矿化活性组份特征解析与深度活化；CO2性组份之间的矿化反应机理与工艺条件控制；碳化多孔材料强度与密度 协同优化。 ?工业化试验小试 中试

13、应用基础研究 应用开发 项目活动阶段 其他关键零部件研制 ?工程示范 ?首台套研制 实现固废矿化活性组份深度）超微粉化技术与介质强化技术协同，（1 解离；创新点 ）固废基开孔发泡体制备与CO深层次渗透矿化，提高材料性能和（22 CO矿化效率；2 与副产物矿化协同联产绿色建筑材料。（3）电厂烟气CO20.5（1）工业固废超微粉中位径小于15微米，吨超微粉蒸汽消耗小于 吨；参考性技术指标 75%；（2）固废矿化活性组份与CO矿化反应效率大于2和经济指标100-200kg/ 立方米产品； CO（3）矿化固定率2联产绿色建筑材料新技术示范工程，）建设年矿化固定（440000吨CO2 2000，矿化产品

14、销售收入达吨矿化减排成本小于CO100元/CO万元以上。22 CO吨联产绿色建筑材料新技术示范工程；40000建设年矿化固定2示范工程及研发矿化固定研发平台；建设搭建一个集基础研究、中试试验为一体的CO2平台与团队建设 一支专门从事CO矿化减排技术研发的人才团队。24 预期效益 亿吨工业固废用于烟若将我省每年产生的近1新技术成果推广应用后，万吨，相当于处1000-1500近CO矿化减排，可直接矿化固定燃煤烟气CO气22 亿经济效益。650-1000亿立方米，同时可以取得每年近150理电厂烟气 申报单位条件牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校， 及有产业化能力的科研院所，鼓

15、励开展产学研联合攻关。 经费说明政府将给予一定的研发资金资助或补助 联产绿色建筑材料新技术示范吨CO成果描述：项目研究完成后，将建设年矿化固定400002 工程，为山西大规模固体废物的综合化利用奠定良好基础。 5 2016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表 项目名称 10000万吨CO联产20000万吨碳酸二甲酯工业示范 2 项目编号201603D312004 研究意义 利用燃煤电厂烟道气中的CO，采用微量硫硝汞一体化脱出技术、CO22低成本捕集技术、CO间接制备间接制备碳酸二甲酯技术生产具有高附加2的同时，还能创造CO值，且绿色无毒的碳酸二甲酯（DMC）产品，在减排2 经济效益，为我省

16、，乃至全国的碳有效利用提供引领和示范。研究内容及关键技术 脱硫脱硝脱汞一体化技术研究 烟道气CO1.2 烟道气CO低成本捕集纯化技术研究2. 2 经尿液与甲醇间接合成碳酸二甲酯技术研究3. CO2 中试?工业化试验 应用基础研究 应用开发 小试 项目活动阶段 其他 ?工程示范 ?首台套研制 关键零部件研制 1.高效的的硫、硝、汞一体化脱出吸附剂及脱出工艺； CO低成本捕集纯化技术；2.保碳脱硫技术及2创新点 尿液与丙二醇合成碳酸丙烯酯高效催化剂技术及低能耗的碳酸二甲3. 酯制备技术。3，排放浓度低于脱除效率大于SO99%1.粉尘排放浓度低于10mg/Nm；233 排放浓度低于3g/Nm。10m

17、g/Nm；重金属Hg技术装置投资和操作成本MEA99.99%捕集后CO的纯度达到，比目前2.2参考性技术指标 都减少1/3以上。和经济指标 1,2-丙二醇反应制备碳酸丙烯酯时尿素的转化率达3. 第一步尿液与第二步碳酸丙烯酯与甲醇反应制95%到100%，碳酸丙烯酯的的收率达到了，DMC备碳酸二甲酯时碳酸丙烯酯的转化率100%，碳酸二甲酯的收率大于99%， 99.8wt%。的产品纯度达到示范工程及研发建立一套电厂烟道气CO脱硫脱硝脱汞、低成本捕集纯化，以及纯化后2平台与团队建设 的CO2合成碳酸二甲酯的全链条示范平台及一支相应的研发团队。 碳酸二甲酯作为一种无毒、环保性能优异的化工原料，可广泛用做

18、：医药、农药中间体；油漆、涂料、粘胶剂溶剂；聚碳酸酯、异氰酸酯原料；锂离子电池溶剂；汽柴油添加剂。市场容量稳步增长。中国化工学会精细化工专业委员会在2020年中国精细化工科技发展长远规划中对碳酸二甲酯的发展提出了具体规划：“争取在2020年形成400万吨/年的碳酸二甲酯生产能力”；同时按照化学工业协会预测，未来十年增速将达到预期效益 万吨左右。具有较好的市场前45040%以上，到2020年其市场规模将增加到 景和产业化前景。CO捕集工段和本项目由烟道气的硫硝汞一体化脱出工段、烟道气CO22间接制备碳酸二甲酯工段三个工序组成，制备出的碳酸二甲酯产品（纯度45004700），吨产品成本约为3831

19、元（含税价），吨产品售价为99.8wt% 年。年，利税/13381738万元/年的产值约为元，2万吨/90009400万元牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，申报单位条件 及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。经费说明 政府将给予一定的研发资金资助或补助 成果描述：项目研究完成后，将利用二氧化碳生产出具有高附加值，且绿色无毒的碳酸二甲 的同时，创造显著的经济效益。）产品，在减排DMCCO酯（2 6 2016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表 项目名称 300吨CO生物转化联产150吨高值微藻粉及化工原料关键技术研发与中试 2项目编号 201603D31

20、2005 研究意义 微藻是一类光自养单细胞植物，生长周期短、速度快、光合效率高, CO2固定效率为一般陆生植物的2050 倍。微藻每年通过光合作用可固定300亿吨CO，占全球CO固定量的40%以上，生产600亿吨生物质，在全球物质、22能量和碳循环中占有极其重要的地位。 应用经济微藻高效固定工业排放CO、净化废水和联产高值生物化学品2的路径集解决“环境、能源、粮食和健康”四大问题为一体，是一种绿色工业与新型农业融合发展的先导性新兴高技术产业，是当今全球新一轮科技革命和产业革命的前沿领域和各国战略必争之地以及经济可持续发展的 新引擎，也是我省产业转型、低碳绿色发展急需的一条有效途径。项目实施可获

21、得一批具有我国自主知识产权的技术专利、装备和具有促进煤基企业实现节能减排和提质增效，市场竞争力的微藻高附加值产品，极大提升我省及我国在该新兴产业领域的科技自主创新能力和国际竞争捕获及高值资源化利用产业集群。力。同时，建立和拓展基于微藻的CO2 经济效益、环境效益和社会效益显著。因此，本项目具有重要的战略意义，研究内容及关键技术 直接利用、特色微藻藻种、微藻规模培养和高值项目在煤基烟气CO2 藻粉及生物化工品生产中试等四个工程层面展开。 研究内容包括：捕获、存贮及缓释等生物高效直接利用关键CO1） 燃煤电厂烟道气2 技术研发耐烟道气等抗逆性强的优良微富集高值目标产物、高效固定CO、）2 2 藻工

22、业藻种的培育低成本微藻高效培养关键工艺与微藻生长代谢及其调控技术的研 3） 究 ） 低成本微藻高效收集与粉化技术研发与放大工艺中试4及 高值微藻生物化工品（高蛋白、虾青素、甘油葡萄糖苷、DHA5） -7脂肪酸等）生产技术工程示范 6）微藻藻渣饲料化、肥料化与增值利用关键技术研发与示范 需要解决的关键技术： 特色高效固碳微藻藻种选育与基因工程构建技术1） 高效捕获直接利用技术与装备燃煤电厂烟道气CO2） 2 微藻户外高效培养、目标产物调控技术与装备3） 湿藻体粉化及微藻高值产品生物炼制工程技术 4） 拟解决的问题： 燃煤电厂烟道气1） CO捕获及利用效率低；2 2） 燃煤电厂烟道气直接用于微藻培

23、养的烟害； 高效固碳的经济微藻藻种少；3） ）微藻生物质产量低和耗水高。4 小试?应用开发 ?中试?工业化试验 应用基础研究项目活动阶段 ?工程示范首台套研制其他 关键零部件研制7 创新点 和联产高值生物基化学品全产业从经济微藻高效固定工业排放CO1) 2链出发，系统创制各环节关键技术的研发策略，极有利于获得可产业化的 CO减排的高成本和资源化利用匮乏的弊端；整套技术工艺，从而破除2高效利用与去污除补碳技术可有效解决COpH反馈控制的CO2）基于22 CO的直接高效利用；尘后烟道气中残留Sox毒性，实现燃煤电厂烟道气2能实现高产特3) 结合应用基因修饰与代谢工程对微藻进行遗传改良， 色高值生物

24、化学品优良藻株的定向育种；突节水、节能优势的微藻生物膜贴壁培养工艺，4) 建立的具有高效、 破了常规微藻培养技术效益低、耗能高等技术瓶颈。参考性技术指标和经济指标 主要技术指标：1. 以上；90%以上，能耗减低45%1）二氧化碳捕获：烟道气CO捕获达2左右，直接利用效率大15%）二氧化碳利用：微藻培养CO耐受度达22 ；于60% 以上3）建立高效微藻培养关键工艺，培养成本减低40%30-40 高值微藻粉生产技术：蛋白螺旋藻螺旋藻面积产率不低于4) 2虾0.15 g/L/d, 45%；雨生红球藻产率不低于g/m/d, 蛋白质含量不低于脂肪酸技术达到微藻总脂含量不低于-7；微藻生产青素含量不低于3

25、% 。脂肪酸占总脂含量不低于45%30%，棕榈油酸等-7 主要经济指标：2.转化利用每吨二CO，1生产吨微藻干物质消耗1.85吨工业排放的1）2 10万元；氧化碳衍生产值超过42倍；亩产值较现有技术提高2) 微藻生物质产量较现有技术提高 倍。示范工程及研发 平台与团队建设 1.示范工程：项目实施将建成完整的高效、低成本利用特色经济微藻工厂化固定转示范基地；建立具有完全自主知识产权的基于烟中试/化煤电厂排放的CO2平方米、道二氧化碳捕获、富集和高效利用的规模化生产工程示范（7000 吨高值微藻粉）。150 研发平台：2.建立国内领先、国际先进的特色微藻高通量选育、代谢工程改造、微及其高值多元化利

26、用的产学CO藻高效规模培养、生物高效转化工业排放2 研一体化研发平台。 团队建设：3.在国内外有重要学术影响力的跨学科，人左右，跨地区、建设一支30“山建立微藻高效固定工业源二氧化碳及高效转化与资源化利用研发团队， 西省微藻固碳与资源利用重点实验室或工程技术中心”。预期效益 与联产高值藻CO本项目研发利用经济微藻进行生物捕获煤电厂烟道2这不仅对探索微藻在大气生态系统中的调粉及生物化工产品的关键技术, 而且在工业废气回收、废水净化利用、空气控作用具有重要的理论意义, CO浓度控制以及微藻产业链的拓展等方面具有非常广阔的应用前景。中2高排放企业进行碳减排，全球碳减排协议及可持续发展要求所有CO2本

27、项目建立, 减排技术市场需求巨大。与传统CO捕获技术相比因此，CO22 的微藻固碳工艺具有可再生、经济可行、环境友好等独特产业化优势。市万吨左右，仅鱼粉蛋白每年需求200我国水产饲料蛋白需求量巨大，万吨以上。通过本项目技术的应用实现优质蛋白质螺旋藻的大规场缺达50模低成本生产，解决替代鱼粉问题，对我国畜禽水产养殖业的发展具有重大意义。随着我国社会经济和大健康产业的发展，对糖尿病、高血脂、心血管、抗氧化等医药和健康保健产品的需求日益旺盛。藻源性活性物质在虾青素的市场规模-健康产业发展中具有重要意义。目前仅天然高抗氧化物利用本项目技术可15亿美元以上。预计高达5亿美元，2020年市场规模将达我国粮

28、、20年产值将超过亿元。建立起千吨级雨生红球藻产业化生产基地，油、果、蔬、蛋、奶、肉等农林牧产品无公害生产，亦催生源于微藻的生长调节剂、饲料添加剂、有机专用肥料等产品应用新兴市场。本项目研发8 成为宝贵的财富资源，经济与社会效益CO示范及其产业化，将使工业排放2吨的产业化规模，可固100010万吨，雨生红球藻巨大。按年产蛋白螺旋藻 10亿元。25万吨左右，产值超过40亿元，利税定二氧化碳 申报单位条件牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校， 及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研省内外及国内外联合攻关。经费说明 政府将给予一定的研发资金资助或补助 装备和具有市将获得一批具

29、有我国自主知识产权的技术专利、成果描述：项目研究完成后， 场竞争力的微藻高附加值产品，促进煤基企业实现节能减排和提质增效。 9 2016年度山西省重大科技研究课题项目信息表 项目名称 1600吨CO捕集井下封存技术示范 2项目编号 201603D312006 研究意义 本项目向深部煤层注入二氧化碳驱替煤层气，可以实现碳减排，并可大幅度提高煤层气采收率。本项目的产业化开发，具有巨大的经济、社会、环境效益，对推动我省实现“高碳资源低碳发展、黑色煤炭绿色发展”具 有十分重要的战略意义。研究内容及关键技术 研究内容： 山西省重点耗能行业二氧化碳排放源调查研究。1.山西省深部煤层二氧化碳地质封存及驱替煤

30、层气试验区的选址，研2. 究试验区地质构造特征、盖层的厚度、深度、岩性特征。井网布设。根据试验区地质情况及煤储层分布特征，选择井型，确 3. 定井距。注入井与排采井成井工艺技术研究。包括井型设计、钻井工艺、完 4. 井方式、压裂适层参数等研究。注入工艺技术研究。研究二氧化碳连续注入工艺，监测二氧化碳连5. 续注入过程中的注入压力、温度、速率。二氧化碳注入前及注入后煤层气排采过程中，获取煤储层和煤层气6. 的相关参数。建立项目区地质模型及二氧化碳地质封存及驱替煤层气数值模型，7. 研究确定二氧化碳深部煤层封存及驱替煤层气主要影响因素。8.环境安全监测技术研究。在注入二氧化碳的同时加入示踪气体，研

31、 究并建立适合二氧化碳地质封存的环境安全监测方法和应急预案设计。 9.开展项目的经济、环境、社会效益分析评价。 需要解决的关键技术： 1、储区、储层评价系统； 2、二氧化碳地质封存及驱替煤层气技术井网布设优化系统； 3、成井工艺技术研究； 2地质封存注入工艺技术研究。、深部煤层CO2 驱替煤层气排采技术。3、注入CO2 地质封存数值模型的建立。、深部煤层CO42 二氧化碳注入深部煤层的环境监测、安全性评价和与安全控制技术。5、 拟解决的问题： 、深部煤层二氧化碳地质封存及驱替煤层气技术；1 、永久封存二氧化碳的稳定性和安全性。2 ? 工业化试验 应用基础研究 应用开发 小试 中试项目活动阶段 首台套研制 工程示范? ? 关键零部件研制其他 10 创新点 深部煤层