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

  • 高原上的“荒野守护者”

  • “绿水青山·美丽中国行”走进甘肃武威

独家策划

推荐阅读
一台能扛17级超强台风的漂浮式风机,究竟是如何造出来的?关键零部件怎样实现全部国产化?记者日前走进位于浙江省温州市的金风科技温州深远海风电零碳总部基地总装车间,
2026-08-14 03:55
13日,我国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都号”以深圳为母港正式首航。该轮全长323.6米,总吨位13.62万吨,停靠于深圳国际邮轮母港一号泊位。
2026-08-14 03:55
13日,国家石油天然气基础设施重点项目——连云港至仪征原油管道工程连云港至淮安段(以下简称“连仪管道连淮段”)投产一次成功。
2026-08-14 03:55
当前,新一轮科技革命和产业变革加速演进,全球科技竞争呈现体系化、全链条博弈特征,核心技术攻坚成为竞争焦点。近年来,我国科技创新投入持续增长、创新实力稳步提升。
2026-08-14 03:55
水深超过6000米的深渊是地球最深处最极端的环境,一度被视为“生命禁区”,但其中也有微生物“绿洲”。
2026-08-14 03:55
全球人工智能治理已进入深水区
2026-08-14 04:40
在技术层面,根据信号采集方式的不同,脑机接口可分为非植入式与植入式两大类。从科幻场景落地现实应用,脑机接口的研发初衷并非打造“超人”,而是帮助残障病患重建行动与交流能力。
2026-08-13 09:48
2025国际数字能源展上的深圳虚拟电厂管理中心展区。国家能源局公布的数据显示,截至2025年底,全国已建成470个虚拟电厂项目,实测最大调节能力1685万千瓦,形成全球规模领先的虚拟电厂集群。
2026-08-13 09:46
深远海风电开发,输电是关键一环。亚洲首个采用柔性直流输电技术送出的海上风电项目——三峡新能源江苏如东800兆瓦海上风电项目近日交出答卷:截至8月11日,累计发电量突破100亿千瓦时。
2026-08-13 09:44
近年来,河北省张家口市塞北管理区依托当地气候特点和优质土壤资源,以科技为支撑、机械化为保障,建设高标准农田,种植马铃薯、胡萝卜和春小麦等农作物,目前该区已建成高标准农田8.18万亩,农业机械化生产率超95%。图为8月11日,在张家口市塞北管理区的田间,农机手操作农机收获春小麦。
2026-08-13 09:40
中国汽车工业协会12日发布数据显示,2026年7月份,新能源汽车月度新车销量占比首次超过60%、累计占比首次超过50%;月度出口量连续两个月突破100万辆,新能源汽车出口占比连续两个月超过50%。
2026-08-13 09:37
极端天气正在深刻影响各国民众的生活选择,而中国的绿色产品正在其中扮演越来越关键的角色。
2026-08-12 10:23
近日,山东省青岛市首家机器人6S体验店开业,吸引众多消费者前来参观体验。
2026-08-12 10:21
近日,中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代研究团队副研究员要乐、王秋来与中国科学院青藏高原研究所副研究员魏强合作,首次系统揭示了地球倒数第二次大冰期的完整过程与机制。
2026-08-12 10:20
北京大学周丰教授、王旭辉研究员团队揭示极端高温影响水稻产量的新机制,相关成果于近日发表。
2026-08-12 10:16
增强科技创新体系化攻关能力,就是要以系统思维统筹国家创新体系的各类主体、各个环节、各项要素,构建安全可控、高效协同、良性循环的创新生态,提升国家创新体系整体效能。
2026-08-12 09:59
如果一个人童年时曾遭遇不幸和逆境,常让他在成年后面对风浪时,更容易陷入焦虑、抑郁等情绪障碍。目前,人们还没有能治疗童年逆境对大脑深远影响的办法,其中一个重要原因,就是过去没弄清背后的分子机制。
2026-08-11 09:41
日前发布的《加快农业农村现代化“十五五”规划》,将粮食综合生产能力确定为约束性指标,明确提出粮食综合生产能力从2025年的1.39万亿斤,提升到2030年的1.45万亿斤左右。在汶上县,2025年粮食种植面积稳定在150万亩、产量超过14亿斤;今年小麦平均亩产581.5公斤,眼下秋粮玉米长势喜人。
2026-08-11 09:39
氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。氢能能量密度大,在长距离运输上有优势,被应用于公交客运、冷链运输、干线物流等场景。依托国家氢能示范城市群政策牵引,截至2025年底,我国氢燃料电池汽车累计销量近4万辆,氢燃料电池应用场景向矿卡、船舶、无人机、轨道交通等延伸。
2026-08-11 09:35
5月4日,人们在浙江省杭州市文三数字生活街区的AI黑科技市集上体验DeepSeek(深度求索)的人工智能大模型。从东南亚的政务服务到中东的能源行业,从欧美的初创企业到拉美的电商平台,中国大模型正在用实实在在的能力赢得全球用户的信赖。
2026-08-11 09:31
加载更多