《煤基燃料碳減排的兩種影響要素研究》是依託清華大學，由周麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：煤基燃料碳減排的兩種影響要素研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：周麗
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
煤基燃料系統由於其原料富含碳元素的特殊性，具有高二氧化碳排放特徵。在能源供給需求、二氧化碳減排壓力及可持續發展多重需求下，本研究以煤間接液化聯供聯產系統耦合碳捕集為研究對象，以流程模擬為研究基礎，分別採用基於能量梯級利用原理的火用效率分析及基於學習曲線的成本潛力分析，研究以天然氣替代部分原料煤生產FT合成油時，不同煤炭組成和不同煤與天然氣配比關係這兩種碳減排影響要素在煤基燃料耦合碳捕集系統中的能源、環境、經濟效益。項目預期將揭示在不同煤炭組成和不同煤與天然氣配比關係條件下，系統的熱效率、?效率、二氧化碳排放率、油品成本、投資回報率、二氧化碳減排效益與兩種影響要素的關係，並進一步分析該系統未來的成本下降潛力。項目的研究成果對於探索在保證實現碳強度減排目標與經濟發展雙重目標條件下，為如何解決中國煤基燃料需求與二氧化碳排放壓力的矛盾提供具體的科技支持方案與建議，促進我國煤基燃料技術的低碳發展。
結題摘要
煤基燃料系統由於其原料富含碳元素的特殊性，具有高二氧化碳排放特徵。在能源供給需求、二氧化碳減排壓力及可持續發展多重需求下，本研究以煤間接液化聯供聯產系統耦合碳捕集為研究對象，實現了基於Aspen Plus 平台的工藝全流程模擬。 基於流程模擬數據，分析煤基燃料碳減排中無煙煤、貧煤、瘦煤、焦煤以及氣煤的組成成分及三種煤與天然氣配比關係兩種關鍵影響要素對煤基燃料耦合碳捕集系統中的能源、環境、經濟效益共12類評價指標的影響。在綜合考慮能源利用、環境影響和經濟效益時，焦煤是系統運行中相對最好的選擇，氣煤其次。當受油價大幅降低等市場波動影響時，整個系統的經濟壓力將會增大，這時也可以考慮瘦煤作為原料用於一段時期內的生產。而總體上，無煙煤和貧煤在作為原料利用方面沒有明顯優勢。同時，當採用煤與天然氣聯合生產FT合成油品時，適當提供天然氣以滿足其由於沒有水煤氣變換所缺失的氫氣缺口即可。即使後續有蒸汽輪機和燃氣輪機進行尾氣發電，在該系統中過度提供天然氣作為原料都是不適宜的。 隨著市場上該技術產品累計量不斷增加，通過不斷的最佳化改進，未來煤間接液化耦合CCS技術的投資及成本仍有一定的下降空間。從成本曲線可以看出，各個子類設施本身的技術進步是主要的影響因素。對整體系統單位產品投資和單位產品成本影響最大的設施是FT合成工序。相反的，系統中影響較小的設施是氧氣壓縮機、硫回收等較為成熟且投資占比較小的工序。此外，系統整體效率提高也對單位產品投資和單位產品成本下降有一定貢獻作用。 研究結果對指導未來煤間接液化工廠的原料選擇有一定借鑑意義；在油價市場整體低迷的環境下，為降低系統投資和產品成本，指出了系統改進最佳化的重點方向。研究成果為解決中國煤基燃料需求與二氧化碳排放壓力的矛盾提供了具體的科技支持方案與建議，促進我國煤基燃料技術的低碳發展。
