低碳經(jīng)濟(jì)與科技創(chuàng)新

低碳經(jīng)濟(jì)與科技創(chuàng)新第一頁，共四十五頁，2022年，8月28日“低碳經(jīng)濟(jì)”一詞首見于英國政府白皮書2003年

LowCarbonEconomyorEconomyofLowCarbonExhaustionandLowCO2Emission“低碳經(jīng)濟(jì)法案”——美國參議院2007.7

第二頁，共四十五頁，2022年，8月28日全球變暖IPCC

（IntergovernmentalPanelonClimateChange)

使低碳經(jīng)濟(jì)賦予道義責(zé)任1906~2005年全球地表溫度已上升0.74±0.18℃2005~2105年全球地表溫度將上升1.4~5.8℃引發(fā)：厄爾尼諾現(xiàn)象、干旱、洪水、熱浪、雪崩和風(fēng)暴、沙塵暴、森林火災(zāi)、海平面上升。溫度上升25℃，GNP損失，發(fā)展中國家0.5~2.8%

發(fā)達(dá)國家2~9%第三頁，共四十五頁，2022年，8月28日碳庫及碳循環(huán)示意圖（單位：109t碳）大氣碳庫（2006）CO2381.2ppm，N2O320.1ppb，CH4178.2ppb海洋生態(tài)系統(tǒng)無機(jī)碳庫（39000）有機(jī)碳庫（1000）人類社會活動的節(jié)能減排陸地生態(tài)系統(tǒng)生物碳庫（600）土壤碳庫（1500）沉積物碳酸巖碳庫（60000000）化石碳庫（3000~10000）光合作用（1.4~2.8）CO2再利用地質(zhì)存貯凈吸收（1.4~2.8）砍伐森林（0.6~2.6）化石燃料燃燒及碳酸鹽分解（約6.0~8.0）注：大氣碳庫工業(yè)化社會前為CO2280ppm第四頁，共四十五頁，2022年，8月28日大氣中CO2濃度（1750~2004）第五頁，共四十五頁，2022年，8月28日Source:UNDP,2007/2008HumanDevelopmentReport共同的但有區(qū)別的責(zé)任原則CommonbutDifferentiatedResponsibilitiesPrinciple富國排放溫室氣體多。從工業(yè)革命開始到2004年,每10噸CO2中,有7噸是富國排放的.英國和美國人均CO2排放存量達(dá)1,100噸，而中國人均存量為

66噸,印度人均存量為

23噸。第六頁，共四十五頁，2022年，8月28日6美國在全球變暖問題上，爭取領(lǐng)導(dǎo)地位承諾2020年比2005年減排17%，2050年減少83%。參議院通過清潔能源安全法，既對企業(yè)配給“許可排放上限”并逐年消減，同時開放自由交易排放權(quán)?；虿都獯?。競爭減排技術(shù)市場，對進(jìn)口企業(yè)的碳排放量征稅，進(jìn)行貿(mào)易保護(hù)，制約發(fā)展中國家。制定“游戲”規(guī)則控制油價，制約石油輸出國發(fā)展。第七頁，共四十五頁，2022年，8月28日2007.1美國總統(tǒng)國情咨文：未來美國將像戒掉毒品那樣，戒掉對中東石油的依賴，減少輸入的3/4。2009年美國奧巴馬宣布美國到2050年將減排CO283%第八頁，共四十五頁，2022年，8月28日2005年,中國CO2排放50.6億噸,占世界總量18.7%;美國58.2億噸,占世界21.4%;2006年,中國排56.5億噸,美國排57.0億噸。中國CO2排放量占非附件I國家比例:1990年為35%，2005年上升到42%。是印度總量的4.4倍，印度人均排放量的3.7倍。中國碳排放總量大已接近或超過美國第九頁，共四十五頁，2022年，8月28日在低碳經(jīng)濟(jì)中通過：源頭治理—可再生能源開發(fā)。過程治理—生產(chǎn)與消費(fèi)中節(jié)能。末端治理—CO2捕集、再利用、儲存。第十頁，共四十五頁，2022年，8月28日中國與低碳經(jīng)濟(jì)

——全球氣候組織水電裝機(jī)容量世界第一1.72億千瓦（占總裝機(jī)21.6%2008）占可開發(fā)量的31%2008年中國風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)展迅速已位于世界前列2007年可再生能源裝機(jī)容量1.52億千瓦燃料乙醇產(chǎn)量世界第三中國沼氣產(chǎn)量太陽能熱水器120億米3

世界第一中國人工造林面積5300萬公頃世界第一可再生能源占7%→15%（2020升到）第十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日CO2排放量影響因素地區(qū)總CO2排放量=人口總量人均GDP單位GDP能耗單位能耗CO2排放量中國排放CO2量預(yù)期人均GDP需持續(xù)增長能耗/GDP通過技術(shù)進(jìn)步降低人口眾多以煤為主，能源稟賦差需發(fā)展可再生資源Source:WBCSD，2007第十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日我國工業(yè)能耗與國際領(lǐng)先水平對比項目我國平均水平（標(biāo)煤）國際領(lǐng)先水平（標(biāo)煤）火電煤耗379g/kw?h312g/kw?h大中鋼廠可比能耗705g/t鋼610g/t鋼水泥綜合能耗157g/t水泥127.3g/t水泥原油加工112kg/t原油73kg/t乙烯加工1004kg/t乙烯629kg/t大型合成氨1200kg/t合成氨970kg/t平均約高30%左右。第十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日2006年統(tǒng)計產(chǎn)業(yè)能耗強(qiáng)度第一產(chǎn)業(yè)

0.34噸標(biāo)煤/萬元增加值第二產(chǎn)業(yè)

1.73噸標(biāo)煤/萬元增加值第三產(chǎn)業(yè)

0.41噸標(biāo)煤/萬元增加值經(jīng)濟(jì)發(fā)展的配第法則： 一產(chǎn)→

二產(chǎn)→三產(chǎn)第十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日能源結(jié)構(gòu)調(diào)整品種單位質(zhì)量的發(fā)熱量單位發(fā)熱量的CO2排放量原煤25.9MJ/Kg0.117KgCO2/MJ生物質(zhì)（干基）18.86MJ/Kg0.0925KgCO2/MJ柴油36.78MJ/Kg0.085KgCO2/MJ天然氣55.74MJ/Kg0.049KgCO2/MJ重點發(fā)展：核能、水電、風(fēng)能……近于無碳排放能源而生物質(zhì)能要考慮肥料排碳光伏電池要考慮制造中排碳第十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日水泥能流圖第十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日水泥節(jié)約途徑尾氣帶走熱能占全能耗的份額最大22%。尾氣溫度下降10℃，可節(jié)約1Kg標(biāo)煤/t熟料。設(shè)尾氣廢熱鍋爐尾氣溫度可從300~380℃下降到200℃以下。熟料溫度每下降100℃，可節(jié)約5Kg標(biāo)煤/t熟料。第十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日電石法乙炔電耗3320~3200kw?h/t電石等離子法乙炔電耗少30%~35%氫等離子法裝置第十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日2MW氫等離子體煤裂解制乙炔裝置圖第十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日2通過優(yōu)化工藝路線氣流床煤氣焦?fàn)t氣：CO6.2%H258.48%CO22.2%CH426.49%低熱值煤氣替代甲醇合成氣H2/CO=2TexacoShellCO39.16%63.1%H230.13%26.17%CO210.18%11.49%CH41.08%1.03%第二十頁，共四十五頁，2022年，8月28日通過優(yōu)化工藝路線重質(zhì)原油延遲進(jìn)化加氫裂解輕質(zhì)燃料油石油焦輕質(zhì)燃料油制氫工藝：甲烷水蒸氣重整煤汽化+變換煤焦?fàn)t氣加氫脫碳H2第二十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日F-T合成油

20CO+41H2→C20H42+20H2O

粗柴油：水=282：360=0.78：1

即生產(chǎn)0.78t粗柴油，副產(chǎn)1噸水（T=250℃）二甲醚合成

2CO+4H2→CH3-O-CH3+H2O

二甲醚：水=46：18=2.5：1

即生產(chǎn)2.5t二甲醚，副產(chǎn)1噸水第二十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日煤→二次能源產(chǎn)品（車用）煤→油二甲醚甲醇煤→電天然氣H2能量轉(zhuǎn)化效率24.8~26.0%37.9%41.5%40%~45%56%~61%75%~80%煤化工轉(zhuǎn)化不同產(chǎn)品的能量效率中國人均用電量為美國的六分之一，為日本的四分之一第二十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日甲醇合成DMC合成DMC2.698萬t/D熱電廠尿素合成凈能輸出熱電供甲醇1.827萬t/D尿素CO23.983萬t/DCO22.67萬t/D4.764萬t/D1.313萬t/D128.18MW1.948萬t/D7.709萬t/D煤NH31.015萬t/D2.945t/DDMC合成工藝圖第二十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日

Ⅳ

CO2捕集封存

（CCSCarboncapture&Sequestration）CO2捕集技術(shù)研究階段示范階段特定條件下可行燃燒后金屬有機(jī)骨架吸附劑離子液體吸收沸石無機(jī)膜分離甲醇吸收CO2，乙醇胺吸收劑吸收分離燃燒前煤氣化為CO+H2，經(jīng)變換CO制H2+CO2H2→為無碳燃料（燃料電池）CO2→分離后捕集氧化分離碳酸鹽煅燒（水泥、石灰……）中采用純氧回收，無N2、CO2化學(xué)循環(huán)燃燒金屬氧化物的晶格氧作氧載體，進(jìn)行煅燒生成CO2與水而不與N2組合。而金屬與空氣反應(yīng)而生成金屬氧化物循環(huán)利用第二十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日化學(xué)循環(huán)燃燒發(fā)電第二十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日富氧水泥生產(chǎn)水泥生產(chǎn)：煤燃燒排CO2/CaCO3分解排CO2=2.7/3.8=1/1.41富氧煅燒可提高尾氣中CO2含量→100%水泥產(chǎn)量22年世界第一

2006年產(chǎn)量12.4億噸/年每年可收集6億噸以上的CO2石灰產(chǎn)業(yè)有相同問題第二十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日Ⅵ

生物質(zhì)能源“十一?五”規(guī)劃增加非糧乙醇200萬t/年總?cè)剂弦掖紴?00萬t/年“十一?五”生物柴油20萬t/年可再生能源的比重從2005年→7.5%2010年→10%全國可再生能源利用率達(dá)3億t/年標(biāo)煤第二十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日陽光微藻轉(zhuǎn)化器第二十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日<種植><不同工業(yè)應(yīng)用><生物質(zhì)→燃料乙醇發(fā)酵法><燃料乙醇開汽車><加油站><生物質(zhì)燃燒發(fā)電><電動汽車充電站>15000英里英畝收獲物8000英里英畝收獲物燃料乙醇車與電動車的比較第三十頁，共四十五頁，2022年，8月28日安凱純電動豪華車HFF6127K46EV百公里能耗為柴油車的1/3磷酸鐵鋰電池+超級電容最高時速100km/h充電4小時，行駛200~300公里第三十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日Ⅶ風(fēng)能利用第三十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日風(fēng)電2008年裝機(jī)超過1221萬千瓦，僅800萬千瓦并網(wǎng)風(fēng)電企業(yè)2004年6家，2008年70多家風(fēng)電產(chǎn)能3500萬~4000萬kw/年，我國建設(shè)速度約為1000~1500萬kw/年，2020年達(dá)一億kw裝機(jī)技術(shù)制約調(diào)峰技術(shù)、智能電網(wǎng)…等火電投資3500~4000元/kw，風(fēng)電投資7000~8000元/kw第三十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日Ⅷ光伏電池第三十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日光伏電池2007年多晶硅產(chǎn)量600噸，2009年可達(dá)8~11萬噸，全球需求6萬噸，在建投資1000億元，逾17萬噸。價格從500美元/Kg下降到70美元/Kg“過程污染”→“終端環(huán)?！?，核心技術(shù)在國外國內(nèi)發(fā)電成本3元~4元/Kw.h，而敦煌10兆瓦電臺招標(biāo)報價為0.69元/Kw.h第三十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日全部可再生能源可以提供目前全球能源需求的3078倍水能1倍潮汐能2倍地?zé)崮?倍生物質(zhì)能20倍風(fēng)能200倍太陽能2850倍Source:GreenpeaceInternational,EnergyRevolution,Sep.2005.第三十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日CCRS(CarbonCaptureReuse&Storage)CO2捕集CO2→CO化學(xué)能存儲富H2源（CH4）垃圾電電解水生物質(zhì)制H2

反應(yīng)堆剩余熱制H2硅酸鎂、硅酸鹽+CO2碳酸鹽

低價H2源CO2礦化存貯第三十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日Ⅹ其他方式

靜脈產(chǎn)業(yè)節(jié)能鋼材、銅、鋁……回?zé)捗繃嵲偕埞?jié)電512度、4m3木材、100噸水輪胎翻新節(jié)約70%橡膠10億噸廢渣、鋼渣、爐渣、電石渣煤堿石、磷電爐渣作水泥原料土壤改良劑第三十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日“城市礦山”計劃2009~2011可新增回收廢鋼1600萬噸廢鉛100萬噸廢銅106萬噸廢鎳1.1萬噸廢鋁133萬噸金1.23噸實現(xiàn)產(chǎn)值1900億元，節(jié)能2500萬噸標(biāo)煤第三十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日Ⅺ優(yōu)化能源消費(fèi)建筑節(jié)能

全國建筑面積400~440億m2，每年新建約20億m2。建筑能耗占總能耗20.7%

采暖、生活用煤1.6億t/年標(biāo)煤耗電5500億Kw?hr2004→2020年增加面積110億m2

耗煤2.5億t/年耗電5800~6300億Kw?hr

建筑能耗將達(dá)到35%以上，超過交通、工業(yè)