点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:可再生能源遇到二氧化碳会怎样
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

可再生能源遇到二氧化碳会怎样

来源:中国科学报2021-03-02 09:04

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  2月初,国务院印发的《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》提出,开展二氧化碳捕集、利用和封存(以下简称CCUS)试验示范。“国际上普遍认为, CCUS技术是应对气候变化不可或缺的重要技术,而捕集后的二氧化碳如何有效利用,是推广CCUS技术的关键。”中国科学院武汉岩土力学研究所(以下简称武汉岩土所)研究员张力为一直在思考这一问题,他瞄向了可再生能源。

  于是,在武汉岩土所二氧化碳地质封存课题组研究员李小春和李琦的指导下,张力为和团队成员甘满光博士提出了二氧化碳捕集利用—可再生能源发电调峰耦合的设想。

  “简单地说,就是以燃煤电厂捕集的二氧化碳作为可再生能源发电的‘调峰介质’。”张力为在接受《中国科学报》采访时表示,他们已论证了其可行性,并希望推动相关企业尽快应用。

  从“两难”到不难

  我国要实现碳达峰和碳中和的目标,方法之一便是发展可再生能源。根据2020年12月发布的《新时代的中国能源发展》白皮书,我国清洁能源占能源消费总量比重达到23.4%,比2012年提高8.9个百分点,水电、风电、太阳能发电累计装机规模均位居世界首位。

  然而,尽管我国正在积极开发可再生能源,但当前能源消费结构仍以化石能源为主,且短期内难以改变。特别是,可再生能源消费占比难以进一步提高。

  “突出问题是风能和太阳能发电均存在调峰难、并网难。”张力为介绍,以风能发电为例,在用电负荷低谷时段风能发电量较大,“弃风”现象突出;风能发电资源分布不均,沿海地区用电量大而风能资源匮乏,北部、西部地区用电量小而风能资源丰富。

  短期内,能源消费结构难以改变和可再生能源消费占比难以提高的“两难”问题并存,怎么办?

  长期从事二氧化碳地质利用、封存相关技术研发与推广研究的张力为认为,二氧化碳是联结燃煤电厂和可再生能源发电厂的关键,可变“两难”为不难。为此,他们研发了二氧化碳捕集利用—可再生能源发电调峰耦合技术。

  他向《中国科学报》进一步解释道,该技术通过二氧化碳压缩储能、二氧化碳转化为甲酸等高能量化合物以及二氧化碳作为携热介质3种手段实现燃煤电厂捕集的二氧化碳在可再生能源发电厂的有效利用,以期解决可再生能源发电调峰的难题。

  部分解决二氧化碳“汇”问题

  联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告《综合报告》指出,如果没有CCUS,温室气体减排目标将无法达成,进而导致到21世纪末限制升温相对于工业化前水平低于2℃的目标无法实现。更为关键的是,没有CCUS技术,温室气体减排成本将会成倍增加,估计增幅平均高达138%。国际能源署发布的《CCUS在低碳发电系统中的作用》报告也指出,如果没有CCUS技术,要实现全球增温控制目标可能需要关闭所有化石燃料发电厂。

  显然,关闭所有化石燃料发电厂是不可能的,对其改造是最为切实可行的措施。

  “如果我国每年能够将10%的燃煤电厂改造为部署有二氧化碳捕集装置的燃煤电厂,则每年可减排二氧化碳约3.5亿吨。”张力为介绍道。也就是说,每年可减排相当于100个600MW规模燃煤电厂排放的二氧化碳。

  在燃煤电厂部署二氧化碳捕集装置后,大量捕集的二氧化碳如何处置是必须解决的问题。如果不解决与之对应的“汇”的问题,则捕集的大量二氧化碳将无处消化,燃煤电厂低碳排放改造必将难以推进。

  甘满光表示,将带有二氧化碳捕集装置的燃煤电厂与可再生能源发电厂耦合起来,利用二氧化碳满足可再生能源发电厂发电调峰、热能提取的需求,可以部分解决“汇”的问题。

  具体而言,一是将捕集的二氧化碳进行压缩储能,在可再生能源不利发电条件下,利用二氧化碳体积膨胀做功释放能量进行发电,补充发电量的不足;二是将捕集的二氧化碳转化为甲酸等高能量化合物,实现过剩发电量的储存,在可再生能源不利发电条件下,可将其作为燃料电池发电原料产生电能,补充发电量的不足;三是将捕获的二氧化碳作为地热发电厂的携热介质,减少水资源消耗,提高地热发电效率。

  碳市场需要它

  碳市场在我国的发展完善被认为可有效促进燃煤电厂碳减排改造。2月1日,《碳排放权交易管理办法(试行)》正式施行,再加上之前发布的《2019—2020年全国碳排放权交易配额总量设定与分配实施方案(发电行业)》和《纳入2019—2020年全国碳排放权交易配额管理的重点排放单位名单》,标志着我国首次从国家层面将温室气体控排责任压实到企业。

  在张力为看来,根据电价、碳交易价格和负荷需求,安装碳捕集相关设施的发电企业可以采用二氧化碳捕集利用—可再生能源发电调峰耦合技术,与周边的可再生能源发电厂建立联系,形成一体化系统,从而灵活调整其发电量、二氧化碳捕集量和捕集能耗,将整体碳排放强度维持在较低水平。

  因此他认为,在考虑二氧化碳运输成本、储存设施建设成本等附加因素的基础上,合理部署二氧化碳捕集利用—可再生能源发电调峰耦合技术,制定合理的调度策略,同时兼顾减排要求,是一种使碳捕集燃煤电厂拥有的碳捕集设备利用效率最大化的方法。

  “这一想法比较超前,目前在国内还没有具体应用。”但张力为对此极具信心,“二氧化碳捕集利用—可再生能源发电调峰耦合技术有望成为我国2060年前实现‘碳中和’目标的技术解决方案之一”。(秦志伟)

[ 责编:赵清建 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 雄安新区:从蓝图到实景

  • 宁波舟山港:港区作业忙

独家策划

推荐阅读
新当选的首届理事会召开第一次会议,选举产生组织负责人,审议通过组织重要制度和规定,标志着世界数据组织完成组建将正式投入运行。
2026-03-30 14:22
截至目前,河南5300万亩高标准农田配套了数字设施,无人机飞防作业面积突破4000万亩次,AI预判让春管从“盲目应对”转向“精准发力”。在陇原大地甘肃,AI预判延伸至春耕全链条,从良种布局到苗期管护已实现全程可控。
2026-03-30 09:38
3月27日,在北京国际科幻与未来产业博览会上,他山公司的人形机器人在展示原子动作数据采集平台精细操作场景。
2026-03-30 09:35
29日,中国科学技术发展战略研究院在2026中关村论坛年会上发布《国家创新指数报告2025》,从创新资源、知识创造、企业创新、创新绩效、创新治理5个方面构建指标体系,对世界60个国家创新能力开展评价。
2026-03-30 09:32
从供给侧层面来看,主产区作物长势稳健,设施化种植规模持续扩大,春菜上市更早、供给周期更长,市场有效供给能力稳步提升。
2026-03-30 09:31
正值插秧季节,往年这时候,田里到处都“插”满了人。现在,记者在云南红河州元阳县马街乡三合寨村看到:插秧的人不见了,山脚的大块田里,“大铁牛”(插秧机)“突突突”;而在山顶的小块田里,“小铁牛”往来穿梭。正在指导春耕生产的县农机管理站站长黄冲向记者介绍:“云南的耕地,多以山地为主。
2026-03-30 09:30
实际上本轮废旧手机回收价格上涨并非全品类普涨,不同品牌、型号、配置的废旧手机,涨幅存在显著差异。
2026-03-27 10:14
在博鳌亚洲论坛2026年年会上,一位特殊的嘉宾吸引了大家的目光——博鳌亚洲论坛史上首位数字人嘉宾ViviDora正式亮相。3月25日在博鳌亚洲论坛“人形机器人的进阶与飞跃”分论坛上拍摄的机器人。
2026-03-27 09:25
这些年,中国科技产出持续攀升——高被引论文数全球占比超30%,专利授权量连年位居世界第一。在技术经理人的“撮合”下,马鹏程团队成功在新疆、陕西、宁夏、内蒙古等地的煤化工企业完成前期中试。
2026-03-27 09:23
时间回到10年前,2016年11月15日凌晨3点,中国科学院青年创新促进会学术年会的酒店房间里,武延军与计算所研究员包云岗靠在各自的床头,越聊越兴奋。编译工具链、操作系统内核及关键基础组件等基础软件的适配,是指令集架构的生态底座,它们是所有硬件和应用软件绕不开的“基础设施”。
2026-03-27 09:35
3月26日,在中关村论坛年会—RISC-V生态科技论坛上,中国科学院正式公布在RISC-V关键技术突破、产业协同创新及人才培养领域的系列重要成果,集中发布“香山”开源处理器与“如意”原生操作系统两大重要成果,并正式启动下一代芯片与操作系统的联合研发工作。
2026-03-27 09:33
粤港澳大湾区核心枢纽工程狮子洋通道关键控制性工程——狮子洋大桥实现东、西主塔封顶,转入上部结构施工阶段。
2026-03-27 09:29
26日发布的《自然》增刊《2026自然指数—中国》显示,我国在自然指数中继续居于首位。与两年前发布的上一次《自然指数—中国》增刊(数据区间为2022年8月至2023年7月)相比,多个中国机构的全球排名显著提升。
2026-03-27 09:27
26日6时51分,我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将四维高景二号05、06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-03-27 09:25
全国科学技术名词审定委员会25日发布《关于发布试用人工智能领域名词token中文名“词元”的公告》,决定在综合考量社会各界意见建议的基础上,优先推荐“词元”作为人工智能领域名词token的中文名,并面向全社会发布试用。
2026-03-26 09:23
木卫二是一颗冰封的木星卫星,也是太阳系内最有希望孕育地外生命的地方。“欧罗巴快船”团队认为,他们将发现适宜生命生存的海洋,但除非探测器真正抵达、展开探测,没有人能给出确切的答案。
2026-03-26 09:24
作者:陆俊杰(南通大学副校长,江苏省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员)  在促进创新链产业链资金链人才链深度融合、推动科技成果高效转化应用上探索新途径,是“十五五”时期江苏经济社会发展的重要目标任务。深耕“双高协同”不仅是破解科研创新与产业需求脱节的关键举措,更是落实创新驱动发展战略的重要布局。
2026-03-26 09:24
记者从中国发明协会获悉:在瑞士日内瓦举行的第五十一届日内瓦国际发明展上,中国代表团共获得90项金奖、95项银奖和52项铜奖。
2026-03-26 09:30
工业和信息化部25日公布,今年前2个月,我国通信业运行平稳,电信业务总量保持增长,5G、千兆光网、物联网等网络基础设施建设有序推进。截至2月末,5G基站总数达490.9万个,比上年末净增7万个,占移动基站总数的38%。
2026-03-26 09:24
3月25日,国家自然科学基金委员会在2026中关村论坛年会开幕式上发布2025年度“中国科学十大进展”,10项重大基础研究突破入选。界面调控新方法创制面向空天应用的高性能柔性叠层太阳能电池示意图 国家自然科学基金委员会供图 
2026-03-26 09:22
加载更多