碳捕集、封存与利用(Carbon Capture Utilization and Storage,CCUS)是当前能够大规模降低工业CO_(2)排放的有效方式。通过系统分析国内外CCUS关键环节的发展现状,发现燃烧后CO_(2)捕集技术较成熟,燃烧前捕集技术分离系统较复杂,富氧燃...碳捕集、封存与利用(Carbon Capture Utilization and Storage,CCUS)是当前能够大规模降低工业CO_(2)排放的有效方式。通过系统分析国内外CCUS关键环节的发展现状,发现燃烧后CO_(2)捕集技术较成熟,燃烧前捕集技术分离系统较复杂,富氧燃烧技术制氧电耗大,三者要达到工业应用均需继续降低CO_(2)捕集成本及能耗。中国在CO_(2)管输工艺、管输安全及管输标准等方面已具备一定的技术实力,但缺乏工程验证和CO_(2)管道技术系列标准;CO_(2)封存项目规模较小,在回注方案、地面工艺系统及CO_(2)泄漏监测等方面尚未到工业化推广要求;CO_(2)在油气田开发、化工生产等领域的利用积累了丰富经验,但利用量较低,未来应从提高封存量和利用量两方面入手,降低CO_(2)封存成本。研究结果可为CCUS工程示范和商业化发展提供参考。展开更多
针对我国经济社会发展所面临的高耗能、高污染问题,综合能源系统(integrated energy system,IES)为解决能源效率和环境污染等问题提供了新的途径。同时,灵活协调系统内各设备出力是实现系统低碳经济运行的关键前提。为进一步挖掘IES在...针对我国经济社会发展所面临的高耗能、高污染问题,综合能源系统(integrated energy system,IES)为解决能源效率和环境污染等问题提供了新的途径。同时,灵活协调系统内各设备出力是实现系统低碳经济运行的关键前提。为进一步挖掘IES在经济运行与低碳环保方面的调度潜力,提出一种IES低碳经济调度模型。首先,建立一个包含光伏、风电、燃气机组、多种储能、碳捕集与电转气等设备的IES模型,并结合电、气、热负荷能源转换间耦合关系与柔性特征,构建综合需求响应模型。其次,考虑IES加入碳交易市场,引入阶梯式碳交易成本模型,对系统碳排放量进行制约。最后,以包含购能成本、碳排放相关成本以及需求响应补偿成本的系统综合运行成本最低为优化目标,采用CPLEX软件对模型求解。采用CPLEX软件对多种运行场景仿真求解,结果表明:所提出模型可有效降低系统运行成本与碳污染排放量。展开更多
Coal is the dominant primary energy source in China and the major source of greenhouse gases and air pollutants. To facilitate the use of coal in an environmentally satisfactory and economically viable way, clean coal...Coal is the dominant primary energy source in China and the major source of greenhouse gases and air pollutants. To facilitate the use of coal in an environmentally satisfactory and economically viable way, clean coal technologies （CCTs） are necessary. This paper presents a review of recent research and development of four kinds of CCTs： coal power generation; coal conversion; pollution control; and carbon capture, utilization, and storage. It also outlines future perspectives on directions for technology re search and development （R＆D）. This review shows that China has made remarkable progress in the R＆D of CCTs, and that a number of CCTs have now entered into the commercialization stage.展开更多
“30*60”双碳背景下,为实现低碳排放,需从低碳政策和低碳技术两个路径进行协调。为此建立了含P2G-CCS(power to gas and carbon capture system,P2G-CCS)耦合和燃气掺氢的虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP),并提出了基于阶梯碳交易机制...“30*60”双碳背景下,为实现低碳排放,需从低碳政策和低碳技术两个路径进行协调。为此建立了含P2G-CCS(power to gas and carbon capture system,P2G-CCS)耦合和燃气掺氢的虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP),并提出了基于阶梯碳交易机制的VPP优化调度策略。首先,在低碳技术层面,针对P2G-CCS耦合和燃气掺氢子系统,建立了掺氢燃气轮机、掺氢燃气锅炉、两段式电转气(power to gas,P2G)和碳捕集系统(carboncapturesystem,CCS)的数学模型;其次,在低碳政策层面,建立了阶梯碳交易模型对系统碳排放进行约束;最后,在建模基础上,提出了以碳交易成本、购气和煤耗成本、碳封存成本、机组启停成本和弃风成本之和最低为目标函数的优化调度策略。对建立的模型线性化处理后,采用MATLAB调用CPLEX和粒子群算法进行求解,通过设置不同的情景进行对比,验证了所提模型的有效性,并分析了不同固定掺氢比、变掺氢比、不同的阶梯碳交易参数对VPP低碳性和经济性的影响。展开更多
文摘碳捕集、封存与利用(Carbon Capture Utilization and Storage,CCUS)是当前能够大规模降低工业CO_(2)排放的有效方式。通过系统分析国内外CCUS关键环节的发展现状,发现燃烧后CO_(2)捕集技术较成熟,燃烧前捕集技术分离系统较复杂,富氧燃烧技术制氧电耗大,三者要达到工业应用均需继续降低CO_(2)捕集成本及能耗。中国在CO_(2)管输工艺、管输安全及管输标准等方面已具备一定的技术实力,但缺乏工程验证和CO_(2)管道技术系列标准;CO_(2)封存项目规模较小,在回注方案、地面工艺系统及CO_(2)泄漏监测等方面尚未到工业化推广要求;CO_(2)在油气田开发、化工生产等领域的利用积累了丰富经验,但利用量较低,未来应从提高封存量和利用量两方面入手,降低CO_(2)封存成本。研究结果可为CCUS工程示范和商业化发展提供参考。
文摘针对我国经济社会发展所面临的高耗能、高污染问题,综合能源系统(integrated energy system,IES)为解决能源效率和环境污染等问题提供了新的途径。同时,灵活协调系统内各设备出力是实现系统低碳经济运行的关键前提。为进一步挖掘IES在经济运行与低碳环保方面的调度潜力,提出一种IES低碳经济调度模型。首先,建立一个包含光伏、风电、燃气机组、多种储能、碳捕集与电转气等设备的IES模型,并结合电、气、热负荷能源转换间耦合关系与柔性特征,构建综合需求响应模型。其次,考虑IES加入碳交易市场,引入阶梯式碳交易成本模型,对系统碳排放量进行制约。最后,以包含购能成本、碳排放相关成本以及需求响应补偿成本的系统综合运行成本最低为优化目标,采用CPLEX软件对模型求解。采用CPLEX软件对多种运行场景仿真求解,结果表明:所提出模型可有效降低系统运行成本与碳污染排放量。
基金Acknowledgements The authors gratefully acknowledge the funding support from the National Key Basic Research Program of China （2013CB228500）, the National Natural Science Foundation of Chi- na （71203119）, and the Advanced Coal Technology Consortium of CERC （2016YFE0102500）.
文摘Coal is the dominant primary energy source in China and the major source of greenhouse gases and air pollutants. To facilitate the use of coal in an environmentally satisfactory and economically viable way, clean coal technologies （CCTs） are necessary. This paper presents a review of recent research and development of four kinds of CCTs： coal power generation; coal conversion; pollution control; and carbon capture, utilization, and storage. It also outlines future perspectives on directions for technology re search and development （R＆D）. This review shows that China has made remarkable progress in the R＆D of CCTs, and that a number of CCTs have now entered into the commercialization stage.
文摘“30*60”双碳背景下,为实现低碳排放,需从低碳政策和低碳技术两个路径进行协调。为此建立了含P2G-CCS(power to gas and carbon capture system,P2G-CCS)耦合和燃气掺氢的虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP),并提出了基于阶梯碳交易机制的VPP优化调度策略。首先,在低碳技术层面,针对P2G-CCS耦合和燃气掺氢子系统,建立了掺氢燃气轮机、掺氢燃气锅炉、两段式电转气(power to gas,P2G)和碳捕集系统(carboncapturesystem,CCS)的数学模型;其次,在低碳政策层面,建立了阶梯碳交易模型对系统碳排放进行约束;最后,在建模基础上,提出了以碳交易成本、购气和煤耗成本、碳封存成本、机组启停成本和弃风成本之和最低为目标函数的优化调度策略。对建立的模型线性化处理后,采用MATLAB调用CPLEX和粒子群算法进行求解,通过设置不同的情景进行对比,验证了所提模型的有效性,并分析了不同固定掺氢比、变掺氢比、不同的阶梯碳交易参数对VPP低碳性和经济性的影响。
