随着双碳日期逐渐临近很多企业都在为二氧化碳的排放问题而努力中国对外公布双碳战略时间表后在碳排放技术层面和市场层面的投入规模呈现了逐年翻倍的增长
关于二氧化碳的处理问题目前行业内存在两种观点一是通过新能源建设森林植被等手段置换生产中产生的二氧化碳二是通过对生产中二氧化碳的捕集存储和利用有效控制企业的碳排放平头哥了解到目前很多企业在践行第二种观点采用通常所说的CCUS对碳进行捕捉封存和利用
行业内普遍认为CCUS是实现净零碳排放的核心技术和方法CCUS的发展水平决定了未来双碳总体目标的实施效果中国CCUS产业目前尚处于起步阶段技术水平不及欧洲国家二氧化碳的处理成本偏高
根据国家统计局公布的数据显示中国二氧化碳排放方式中电力和热力行业排放量最大占到了总排放量的51左右其次是工业生产二氧化碳的排放量在28左右交通运输行业的排放量占10左右
根据海通证券相关数据显示在电力行业中CCUS对于二氧化碳的处理成本在300600元吨水泥行业中CCUS对于二氧化碳的处理成本在180730元吨这些行业上马CCUS项目目前看来可能会带来较大的成本压力
工业行业排放的二氧化碳总量占比在28看上去占比不算大但对于中国双碳的总体战略目标来说工业是净碳排放的重要整合行业根据相关数据显示煤化工行业中建设CCUS项目二氧化碳的处理成本在100200元吨石油化工行业中CCUS项目对二氧化碳的处理成本在100150元吨较煤化工低一点
煤化工是以煤作为原料进行生产有别于将煤做燃料的电力及钢铁行业煤化工生产过程中存在煤制合成气的过程会产生大量的二氧化碳虽然现代煤化工已经能够形成一定的二氧化碳捕集能力但想要处理和利用好二氧化碳目前仍有较高的门槛
石油化工行业里在炼油化工生产等各个装置中都会有二氧化碳产生目前仍以排空为主CCUS项目100元吨的二氧化碳处理成本对大宗化学品来说也有较大的成本压力毕竟本身在正常情况下的生产利润也不算高
图2CCUS项目在各行业中的二氧化碳处理成本图片来源海通证券
CCUS项目分为碳捕集碳运输碳封存和碳利用四个环节目前国内首套百万吨级CCUS项目是齐鲁石化胜利油田的CCUS项目通过捕集齐鲁石化生产过程中产生的二氧化碳通过压缩运输至山东东营胜利油田将二氧化碳作为油田驱油及咸水层的永久封存让二氧化碳沉睡于地下
目前碳运输的成本影响因素相对固定而碳利用的途径比较多下文简单聊一下碳捕集跟碳封存过程中对成本的影响
在碳捕集过程中由于生产装置不同产品不同生产的工艺技术不同导致对二氧化碳的捕集成本也不同根据相关数据显示炼厂副产氢气环节的二氧化碳捕集成本最高其次是在钢铁厂水泥厂而化工生产过程中如环氧乙烷的生产乙醇的生产等其二氧化碳的捕集成本相对较低这与产生二氧化碳的来源浓度及捕集方式有关其生产浓度越高捕集成本越低
5、工业制二氧化碳的现象图3不同化工生产环节中单吨二氧化碳的捕集成本数据来源杨文洁碳捕获使用与埋存CCUS技术路径的成本分析研究
在碳封存环节中对成本的最大影响在于地质条件根据数据显示其中最低封存成本在20元吨而在较为苛刻的地质条件下封存成本可能达到140元吨因此企业如果选择采用CCUS管理二氧化碳那对于地质条件的勘测也是降低处理成本的关键一环
平头哥认为CCUS技术正处于快速迭代的阶段随着双碳日期的临近中国CCUS项目的投入规模大幅增长这很可能会驱动技术升级CCUS项目的技术升级就可能带来二氧化碳处理成本大幅降低据行业内预计至碳达峰之前CCUS的项目处理成本有望降低50左右
6、工业制二氧化碳是什么反应类型反应物是固体需加热制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置反应物是固体与液体或液体与液体不需要加热制气体时则用制H2的发生装置
难溶于水用排水法收集CO只能用排水法排空气法易中毒密度比空气大用向上排空气法CO2只能用向上排空气法它能溶于水且与水反应密度比空气小用向下排空气法
a需要研究实验室制法的化学反应原理就是要研究在实验室条件下如常温加热加催化剂等可用什么药品通过什么反应来制取这种气体
7、工业制二氧化碳的反应原理b需要研究制取这种气体所采用的实验装置实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分下面列出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素
气体发生装置a反应物的状态固体与固体反应固体与液体反应液体与液体反应b反应条件常温加热加催化剂等
气体收集装置a排空气法密度比空气大用向上排空气法密度比空气小用向下排空气法b排水法不易溶于水不与水发生反应时可用排水法
8、工业制二氧化碳高温煅烧石灰石的化学方程式今年3月15日习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议发表重要讲话时强调实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革要把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局拿出抓铁有痕的劲头如期实现2030年前碳达峰2060年前碳中和的目标目前全球气候变暖已成为人类面临的无法回避的最为严重的环境问题之一出现这种现象的原因是人类活动造成温室气体的大量排放特别是以煤炭石油为主的化石燃料的大量使用造成的二氧化碳污染快速增加11月18日在华亭市开工建设的低甲尾气回收制取工业级液体二氧化碳项目完全符合习近平总书记提出的碳达峰碳中和目标要求
据悉低甲尾气回收制取工业级液体二氧化碳项目的实施每年可减少50万吨中国华能煤制甲醇公司二氧化碳尾气的排放经济环保及社会效益显著
北京恒泰洁能科技有限公司华亭九星碳城能源科技有限公司董事长任小坤在平凉落地的CO2以及利用项目的原料来自甲醇厂当地传统的煤化工甲醇厂每年排放大量的CO2我们把这个CO2捕集下来同时做成产品产量大概每年是50万吨分两期建设一期是20万吨二期是每年30万吨产品都是液体CO2二氧化碳目前初步主要用于销往长庆油田同时给当地农业藻类等方向提供两期投资19亿元每年大概上税2300万元左右拉动就业近200人
9、工业制二氧化碳公式北京恒泰洁能科技有限公司华亭九星碳城能源科技有限公司董事长任小坤一是供应油田比如长庆油田二是销往食品行业另外我们还可以附产一些干冰因为咱们这种项目属于二产要努力实现二产和一产的融合向农业方面去延伸大家都知道光合作用主要是阳光和CO2在农业方面我们将积极引进总部北京的资源为平凉市引进我们的合作伙伴对于CO2的销售市场和平凉市的产业链发展来说可以把产业链拉长更好地促进就业带来更多的经济性能第二点是CO2和平凉本地的农业挂钩CO2气化以后实际上就是气肥它用在大棚里可以大幅增加瓜果蔬菜的产量可以大量减少病虫害这样就可以很少量地使用或不使用农药生产出来的蔬菜就是有机蔬菜也符合乡村振兴计划
据了解该项目拟采用北京恒泰洁能科技有限公司自有的低温精馏洗工艺回收提取低甲尾气中的二氧化碳该工艺流程简单自动化程度高并可有效降低能耗和投资成本产品质量稳定可靠具有国际领先水平
北京恒泰洁能科技有限公司华亭九星碳城能源科技有限公司董事长任小坤工艺装置整体实现撬装化主要的工艺装置有预冷压缩机原料压缩机制冷压缩机还有脱重脱杂质脱氢系统同时还有储存系统
10、工业制二氧化碳反应化学方程在多方共同支持下低甲尾气回收制取工业级液体二氧化碳项目已于11月18日在华亭市开工该项目的开工建设将弥补平凉市在二氧化碳回收利用方面的空白任小坤表示将积极加快设备采购和施工进度全力推进项目早日建成投产
北京恒泰洁能科技有限公司华亭九星碳城能源科技有限公司董事长任小坤预计这个项目大概在明年的8月份左右能实现投产我们力争在10个月以内把这个项目打造成一个精品工程全力把项目规划好实现好
日前全球首座万吨级二氧化碳直接利用工业实验示范工厂在京韵泰博新材料科技有限公司投产项目直接吸收工业尾气中低浓度二氧化碳形成快速捕碳固碳的多功能复合材料
