CO2减排技术成熟度及潜力.docx

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1、二氧化碳减排技术成熟度及潜力在具体探讨各种利用技术的发展水平、工业产值预测及综合减排潜力时，对化工领域的部分利用技术做了细分。其中，二氧化碳合成可降解聚合物材料领域细分为二氧化碳间接制备聚碳酸酯/聚酯材料(C02-CTPC)、二氧化碳间接制备乙烯基聚酯(CO2-CTPET)、二氧化碳间接制备聚丁二酸乙二醇酯(CO2-CTPES)。钢渣矿化利用二氧化碳技术细分为钢渣直接矿化利用二氧化碳技术和钢渣间接矿化利用二氧化碳技术(见表6.1)：表6.125种二氧化碳利用技术学科分类二氧化碳利用技术全称中文简称英文简称二氧化碳强化石油开采强化采油co2-eor二氧化碳驱替煤层气驱煤层气co2-ecbm二氧化

2、碳强化天然气开采强化采气co2-egr地质利用二氧化碳强化页岩气开采强化页岩气co2-esgr二氧化碳增强地热系统增强采热co2-egs二氧化碳铀矿浸出增采铀矿浸出增采co2-eul二氧化碳强化深部咸水强化采水CO2-EWR二氧化碳与甲烷重整制备合成气重整制合成气CO2-CDR二氧化碳经一氧化碳制备液体燃料裂解制液体燃料CO2-CTL二氧化碳直接加氢合成甲醇合成甲醇CO2-CTM二氧化碳合成碳酸二甲酯合成碳酸二甲酯CO2-CTD二氧化碳合成甲酸技术合成甲酸CO2-CTF二氧化碳合成可降解聚合物材料直接合成聚合材料CO2-CTP化工利用二氧化碳间接非光气合成异鼠酸酯/聚氨酯合成异氟酸酯/聚氨酯c

3、o2-cu二氧化碳间接制备聚碳酸酯/聚酯材料间接合成聚碳酸酯CO2-CTPC二氧化碳间接制备乙烯基聚酯间接合成聚酯CO2-CTPET二氧化碳间接制备聚丁二酸乙二醇酯合成聚丁二酸乙二醇酯CO2-CTPES钢渣直接矿化利用二氧化碳钢渣直接矿化co2-scu钢渣间接矿化利用二氧化碳钢渣间接矿化CO2-ISCU磷石膏矿化利用二氧化碳磷石膏矿化CO2-PCU钾长石加工联合二氧化碳矿化钾长石加工联合矿化CO2-PCM微藻固定二氧化碳转化为生物燃料和化学品技术微藻制备生物燃料CO2-AB生物利用微藻固定二氧化碳转化为生物肥料技术微藻制备生物肥料CO2-AF微藻固定二氧化碳转化为食品和饲料添加剂技术微藻制备食

4、品和饲料添加剂CO2-AS二氧化碳气肥利用技术气肥co2-gf6.1.1 技术成熟度二氧化碳利用技术的现状水平相差较大，有的处于基础研究水平，有的已接近商业应用水平（见图6.1）。化工利用技术最为成熟，总体上处于集成示范到商业应用水平；生物利用总体处于中试放大水平；地质利用技术除强化采油及铀矿浸出增采已接近商业应用水平，其它技术均未达到技术示范水平。到2020年，利用技术很可能取得显著发展，大多数技术达到工业应用或商业化应用水平。化工利用技术最为成熟，除钾长石矿化处于技术研发到技术示范水平以外，其它技术均可能达到工业应用或接近商业化应用的水平；生物利用技术中，除气肥可能处于技术示范之外，其它技

5、术可能接近或达到商业应用水平；地质利用技术中，强化采油、铀矿浸出增采达到商业应用水平，驱煤层气可能处于技术示范水平，强化采气、强化页岩气及强化采水技术可能达到技术研发水平,而增强采热可能处于基础研究到技术研发之间的水平。到2030年，利用技术很可能取得进一步发展，大多数技术达到或接近商业应用水平。各种化工利用技术均可能达到或接近商业化应用水平；生物利用技术各技术可能均达到商业化应用水平；地质利用技术中，除强化采气、强化页岩气和增强采热处在技术示范阶段以外，其它技术达到或接近商业化应用水平。，至2030至2020现状2赵素冬票注：技术成熟度划分阶段：概念阶段（0分）；基础研究（1分）；技术开发（

6、2分）；技术示范（3分）；工业应用（4分）；商业应用（5分）。图6.1二氧化碳利用技术到2020年和2030年的发展水平6.1.2 经济潜力预测目前二氧化碳利用技术每年的工业产值仅为5亿元，主要来自强化采油及直接合成聚合材料。到2020年二氧化碳利用技术工业产值较为可观，可能达到1200亿元/年（见图6.2）。其中，化工利用领域的间接合成聚酯工业产值最大超过400亿元/年，其次是合成碳酸二甲酯超过3（）0亿元；合成甲醇的工业产值均超过了100亿元;另外，强化采油、强化采水、重整制合成气、直接合成聚合材料、合成异氟酸酯/聚氨酯、间接合成聚碳酸酯和钢渣宜接矿化的工业产值增长也较快。到2030年二氧

7、化碳利用基本实现产业化，工业产值可能超过3000亿元/年（见图6.2）。间接合成聚酯的工业产值最大，超过500亿元/年；其次是合成碳酸二甲酯和强化采油技术，均超过400亿元/年；合成甲醇和合成异氟酸酯/聚氨酯的工业产值均接近或超过300亿元/年；钾长石加工联合矿化的工业产值接近200亿元/年；重整制合成气、间接合成聚碳酸酯、合成聚丁二酸乙二醇酯、钢渣直接矿化、气肥均接近或超过100亿元/年；强化采水、直接合成聚合材料、钢渣间接矿化、磷石膏矿化、微藻制备食品和饲料添加剂以及气肥等技术的工业产值均有增长，但均少于100亿元/年。20302020二氧化硅利用技术图6.2二氧化碳利用技术工业产值预测6

8、.1.3 减排潜力预测目前，利用技术均未发挥显著的减排贡献。除二氧化碳驱油封存的二氧化碳利用量达到约24万t/a以外，其它技术尚未大规模应用。到2020年，二氧化碳利用技术开始发挥可观的减排贡献，综合减排潜力可能接近5()()()万t/a。主要是强化采油、重整制合成气、合成甲醇和钢渣直接矿化等技术发挥作用(见图6.3)。到2030年，二氧化碳利用技术开始发挥显著的减排贡献，综合减排潜力可能约2亿t/a；重整制合成气、合成甲醇均接近5000万t/a；强化采水的减排潜力在4000万t/a左右；强化采油技术可超过2000万t/a;钢渣直接矿化达到1500万tao此外，驱煤层气、强化采气、裂解制液体燃

9、料、合成碳酸二甲酯、间接合成聚酯、钢渣间接矿化、钾长石加工联合矿化以及微藻制备生物肥料等技术均可发挥作用(见图6.3用70xa).买三瓮至2030至2020尊熟N二氧化碳利用技术图6.3二氧化碳利用技术减排潜力预测6.2技术综合比较综合考虑技术的预期工业产值、减排潜力、技术的现状水平和技术发展的风险水平四个因素，先对技术的工业产值和减排潜力进行无量纲化处理（见表6.2）,按照预设四个因素的所占权重比设定了基准、减排优先、经济优先和应用优先四种发展情景见（表6.3）,综合比较了25种利用技术的未来发展情景。表6.2工业产值和减排潜力值的无量纲化处理经济潜力无量纲化取值减排潜力无量纲化取值0亿元4

10、亿元00亿t1万t04亿元16亿元11亿t10万t116亿元64亿元21()亿31()0万1264亿元256亿元3100亿31000万t3256亿元1024亿元41000亿tl亿t41024亿元51亿15表6.3假设的四种发展情景发展情景基准情景权重比（）技术成熟度经济潜力减排潜力风险水平25252525减排优先情景15经济优先情景15应用优先情景30155515551515203020基于以上假设，然后将技术大致归纳为四类：（1）目前发展成熟且发展前景好的技术；（2）目前技术不成熟但发展前景好的技术；（3）目前发展不成熟且发展前景不明确的技术；（4）目前发展成熟但发展前景不明确的技术。按照这

11、四种分类，对以上的四种情景假设分别进行分析。6.2.1基准情景基准情景是假设技术成熟度、经济潜力、减排潜力和风险水平四个因素对于技术发展的影响水平相当（各占25%）,预测各种二氧化碳利用技术的发展情景。注：蓝色方框内为目前发展成熟且发展前景好的技术；灰色方框内目前发展成熟但发展前景不明确的技术；绿色方框内为目前技术不成熟但发展前景好的技术；黄色方框内为目前发展不成熟且发展前景不明确的技术。（下图同）图6.5基准情景下的技术分区从图6.4和图6.5可以看出：（1）目前发展水平相对成熟且到2020年和2030年能够发挥主要作用的技术包括：强化采油、铀矿浸出增采、合成碳酸二甲酯和直接合成聚合材料、微

12、藻制备食品和饲料添加剂；（2）目前发展水平相对较弱但技术发展迅速，且到202（）年和2030年能够发挥主要作用的技术包括：重整制合成气、合成甲醇、间接合成聚酯、钢渣直接矿化、微藻制备生物肥料、气肥；（3）目前发展水平相对较弱，且到2020年和2030年发展前景不太明确的技术包括：强化页岩气、增强采热、合成甲酸、合成聚丁二酸乙二醵酯、微藻制备液体燃料；（4）目前发展水平相对成熟，但到2020年和2030年发展前景不太明确的技术，基准情景下基本没有。622减排优先情景减排优先情景是优先考虑技术减排潜力，假设技术成熟度、经济潜力、减排潜力和风险水平四个因素的权重分别为15%、15%、55%和15%,

13、预测各种二氧化碳利用技术的发展情景。图6.7减排优先情景下的技术分区从图6.6和图6.7可以看出：(1)目前发展水平相对成熟且到2020年和2030年能够发挥主要作用的技术包括：强化采油、铀矿浸出增采、合成碳酸二甲酯；(2)目前发展水平相对较弱但技术发展迅速，且到2020年和2030年能够发挥主要作用的技术包括：强化采水、合成甲醇、间接合成聚酯、钢渣直接矿化、微藻制备生物肥料和气肥;(3)目前发展水平相对较弱,而且到2020年和2030年发展前景不太明确的技术包括：强化页岩气、增强采热、合成甲酸、微藻制备液体燃料和合成聚丁二酸乙二醇酯；(4)目前发展水平相对成熟，但到2020年和2030年发展

14、前景不太明确的技术主要是微藻制备食品和饲料添加剂。623经济优先情景经济优先情景是突出重视经济潜力，假设技术成熟度、经济潜力、减排潜力和风险水平四个因素的权重分别为15%、55%、15%和15%,预测各种二氧化碳利用技术的发展情景。图6.8经济优先情景图6.9经济优先情景下的技术分区从图6.8和图6.9可以看出：（1）目前发展水平相对成熟，且到2020年和2030年能够发挥主要作用的技术包括：强化采油、合成碳酸二甲酯、直接合成聚合材料；（2）目前发展水平相对较弱，但技术发展迅速且到2020年和2030年能够发挥主要作用的技术包括：强化采水、重整制合成气、合成甲醇、钢渣直接矿化；（3）目前发展水平相对较弱，且到2020年和2030年发展前景不太明确的技术包括：强化采气、强化页岩气、增强采热、裂解制液体燃料、合成甲酸、合成聚丁二酸乙二醇酯、微藻制备液体燃料、微藻制备生物肥料等；（4）目前发展水平相对成熟，但到2020年和2030年发展前景不太明确的技术包括：铀矿浸出增采、钢渣间接矿化、微藻制备食品和饲料添加剂。6.2.4应用优先情景应用优先情景是优先