宁夏回族自治区碳捕集、利用与封存源汇匹配与集群部署

X701; "双碳"(碳达峰、碳中和)战略背景下,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现化石能源大规模低碳化利用的关键技术之一.近年,CCUS技术呈现出规模化和集群化发展趋势,而科学、合理的源汇匹配是CCUS集群部署工程选址的重要依据,能够建立高效CO2输运管网、降低减排成本.宁夏是国家能源安全战略布局的重要保障基地,能源结构偏煤、工业结构偏重特征明显,面临着巨大的碳减排压力.针对宁夏CCUS集群部署的源汇匹配问题,调研评估了宁夏工业碳排放源特征和地质碳汇潜力,构建了 CCUS源汇匹配模型,在充分考虑源汇性质、捕集-输运-封存成本、CO2运输距离、区域地理条件、土地利用类...

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Published in煤炭学报 Vol. 49; no. 3; pp. 1583 - 1596
Main Authors 刘世奇, 莫航, 桑树勋, 刘统
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州 221008 01.03.2024
中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116
中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室,江苏徐州 221008
中国矿业大学碳中和研究院,江苏徐州 221008%中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室,江苏徐州 221008
中国矿业大学碳中和研究院,江苏徐州 221008
Subjects
source-sink matching
管网优化
宁夏
carbon capture,utilization,and storage
源汇匹配
CCUS cluster deployment
Ningxia
碳捕集、利用与封存
CCUS集群部署
pipe network optimization
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.XH23.1378

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Summary:X701; "双碳"(碳达峰、碳中和)战略背景下,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现化石能源大规模低碳化利用的关键技术之一.近年,CCUS技术呈现出规模化和集群化发展趋势,而科学、合理的源汇匹配是CCUS集群部署工程选址的重要依据,能够建立高效CO2输运管网、降低减排成本.宁夏是国家能源安全战略布局的重要保障基地,能源结构偏煤、工业结构偏重特征明显,面临着巨大的碳减排压力.针对宁夏CCUS集群部署的源汇匹配问题,调研评估了宁夏工业碳排放源特征和地质碳汇潜力,构建了 CCUS源汇匹配模型,在充分考虑源汇性质、捕集-输运-封存成本、CO2运输距离、区域地理条件、土地利用类型、人口密度等因素基础上,应用改进的节约里程法和基于地理信息系统(GIS)的最低成本路径优化法,结合ArcGIS平台和优化求解软件,获得了宁夏CCUS源汇匹配优化和应用方案,并提出宁夏CCUS集群部署建议.结果表明,截止2021年,宁夏工业碳排放源107个,碳排放总量2.26亿t/a,以化工(含自备电厂)和电力行业碳排放为主.宁夏主要封存地质体包括深部咸水层、深部不可开采煤层和油气藏,CO2理论地质封存容量151.55亿t,以深部咸水层封存潜力最大.宁夏CCUS源汇匹配效果较好,在源汇直接相连的情况下,区内年排放量10万t以上的大型工业排放源CCUS集群部署(30 a规划期)总成本约2.45万亿元,并以捕集成本为主,占比83.65％,单位减排成本402.32元/t,共需建设CO2运输管道2 459 km;改进的节约里程法和基于GIS的最低成本路径优化法可大幅降低CCUS集群部署成本,优化后CCUS单位减排成本降至381.76元/t,节约管道建设里程938 km.宁夏应聚焦电力、化工等"两高"(高耗能、高排放)行业,在以宁东能源化工基地为重点的北部、东部地区超前应用CCUS技术,打造宁东能源化工基地、银川—吴忠、石嘴山、中卫和固原5个CCUS特色集群,构建宁夏特色的工程化CCUS全流程技术模式.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.XH23.1378