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2020-3-21

  英国政府近日宣布将在2020年代中期投入运营首个碳捕捉、储存以及利用(CCUS)项目这也是英国应对气候变化的具体措施之一。

  碳捕捉是将工业生产过程中产生的二氧化碳收集起来防止其进入大气从而助力碳减排我国也把“发展二氧化碳捕集利用与封存技术”正式写入了〖国家“十三五”科学与技术发展规划〗。那么现在的碳捕捉技术已发展成熟了吗?各国研发的碳捕捉技术主要有哪些类型与不同点?应用的难点在哪里?

  尽管还不成熟但已不是最前沿科技

  CCUS技术由碳捕集、碳封存与利用三部分组成碳捕集技术目前大体上分作三种:燃烧前捕集、燃烧后捕集与富氧燃烧捕集。燃烧前捕集技术主要是在燃料煤燃烧前先将煤气化得到一氧化碳与氢气然后再把一氧化碳转化为二氧化碳再通过分离得到二氧化碳;燃烧后捕集是将燃料煤燃烧后产生的烟气分离得到二氧化碳;富氧燃烧捕集是将二氧化碳从空气中分离出来得到高浓度的氧气再使燃料煤进行充分燃烧后捕获较为充足的二氧化碳。

  碳封存是指捕捉到的二氧化碳通过公路、铁路、管道与船舶等方式来运输而管道运输被认为适用于大批量的二氧化碳运送经济性较好。封存二氧化碳一般要求注入差距地面至少800米的合适地下岩层在这样的深度下压力才能将二氧化碳转换成“超临界流体”使其不易泄漏;也可注入废弃煤层与天然气、石油储层等达到埋存二氧化碳与提高油气采收率的双重目的。

  尽管从目前来看CCUS技术还不成熟但是煤炭信息研究院能源安全研究所能源经济中心主任孙超表示CCUS已经不算产业链上最前沿的科技了在CCUS方面业界有物理法与化学法国内常用的是低温甲醇提取技术难度并不大。但碳捕捉及封存成本高昂阻碍了其大规模推广。

  CCUS技术的主要工艺环节在美国等国家都有很长时间的使用历史。如聚乙二醇二甲醚与低温甲醇提取是燃烧前捕集技术的两大工艺从20世纪50—60年代就开始投入商业应用目前全球已有上百个项目正在使用这样的技术。

  不断研发中的新技术市场前景看好

  CCUS技术中的碳捕集可分为化学吸收法、物理吸附法、膜分离法、化学链分离法等。其中化学吸收法被认为市场前景最好受重视程度也最高。

  不过相应的新技术也在不断研发中。如中国科学院武汉岩石力学所二氧化碳地质封存学科组正在开发“二氧化碳驱采水”技术其原理是通过二氧化碳的提取把地下水置换出来在置换过程中二氧化碳被封存到地下。置换出的咸水如同石油一样可从中提取有价值的元素或把水淡化处理后用于生产生活。“依据我国国情我们选择的最佳应对方案是‘二氧化碳驱采水’技术。这会让二氧化碳的封存与利用相得益彰。”中科院武汉岩石力学所研究员李琦告诉科技日报记者我国已基本掌握“二氧化碳驱采水”的技术要领。

  据〖应用化学〗报刊报告美国能源部下属橡树岭国家实验室的科研人员合成出一种简单的胍类化合物将这种化合物的水溶液放置于空气中就会形成晶体其中包含了碳酸盐这说明空气中的部分二氧化碳被捕获了。“通过新方法我们通过将晶体加热到80—120摄氏度来释放与化合物结合的二氧化碳这种方式比传统碳捕捉更温与。”参与研究的拉杜·卡斯特尔辛说加热后晶体还可恢复成最初的胍类化合物并可循环利用3次这使得碳捕捉成本大幅降低。

  成本高昂、缺乏全流程示范经验

  CCUS示范项目的成本相对较高是阻碍其发展的主要原因。据统计目前CCUS示范工程投资额都在数亿元人民币的规模而且在现有技术条件下引入碳捕集后每吨二氧化碳将额外增加140—600元的运行成本。如华能集团上海石洞口捕集示范项目的发电成本就从大约每千瓦时0.26元提高到0.5元。

  仍有待提升的CCUS技术水平是制约其发展的又一障碍。在我国CCUS试验示范还处于起步阶段缺乏大规模、全流程示范经验特别是在现有CCUS技术条件下企业部署CCUS将使一次能耗增加10%—20%效率损失大。

  不过国际能源署(IEA)2018年12月发布报告称煤炭消费量持续稳健情况下为了达到气候行动目标就必须使用碳捕捉、封存与利用这一新兴技术。IEA署长法提赫·比罗尔表示:“简单来说要实现我们的可持续发展目标没有CCUS将不会有未来。”(记者 李 禾)

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  故宫观众破1700万人次 80后90后为主力军

  本报讯(记者王岩)15日11时40分随着一位20年的刘姓大学生观众从午门检票入院故宫博物院迎来了本年度第1700万名观众。这也是故宫博物院年接待观众数量首次突破1700万创造了新的历史纪录。

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  资料图:故宫博物院。中新社记者 杜洋 摄

  2009年故宫年度接待观众人次首次突破1000万。之后每年参观人数都以百万计持续增长2012年度突破1500万2016年突破1600万到今年首次突破1700万不断刷新年度参观人数的纪录当之无愧成为世界上参观人数最多的博物馆。

  故宫院方统计显示从今年观众数据上看30年以下观众占40%30-40年观众占24%40-50年观众占17.5%可见年轻观众尤其是80后与90后已经成为参观故宫博物院的“主力”00后也紧跟其后;从地域分布上来看来自山东、河北、河南、江苏等周边省区的观众最多共约468万人次占总人数的27.5%直辖市中北京观众参观热情最高有41.7万人次上海、天津、重庆观众分别为31万、21.4万、10.2万人次。

  2018年故宫博物院实行每日限流8万措施共76天也创造了新的纪录。2017年限流天数为52天2016年为47天2015年为32天。每年实行限流8万措施的天数不断增长表明了观众参观热情的不断上升。另外观众参观的区域分布上也出现新的变化中轴线之外的区域得到了更多观众青睐。钟表馆、珍宝馆等常设专馆参观人数不断增长2018年的参观人数达524万人次比2013年翻了一番。这些数据证明了故宫博物院正在吸引越来越多社会公众尤其是年轻人的目光。

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