低碳經(jīng)濟(jì)與科技創(chuàng)新

1、低碳經(jīng)濟(jì)與科技創(chuàng)新第1頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一 “低碳經(jīng)濟(jì)”一詞首見于英國(guó)政府白皮書2003年 Low Carbon Economy or Economy of Low Carbon Exhaustion and Low CO2 Emission“低碳經(jīng)濟(jì)法案”美國(guó)參議院2007.7 第2頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一全球變暖IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change)使低碳經(jīng)濟(jì)賦予道義責(zé)任19062005年 全球地表溫度已上升0.740.1820052105年 全球地表溫度將上升1

2、.45.8引發(fā)：厄爾尼諾現(xiàn)象、干旱、洪水、熱浪、雪崩和風(fēng)暴、沙塵暴、森林火災(zāi)、海平面上升。溫度上升25，GNP損失，發(fā)展中國(guó)家0.52.8% 發(fā)達(dá)國(guó)家29%第3頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一碳庫(kù)及碳循環(huán)示意圖（單位：109t碳）大氣碳庫(kù)（2006）CO2 381.2ppm，N2O 320.1ppb，CH4 178.2ppb海洋生態(tài)系統(tǒng)無(wú)機(jī)碳庫(kù)（39000）有機(jī)碳庫(kù)（1000）人類社會(huì)活動(dòng)的節(jié)能減排陸地生態(tài)系統(tǒng)生物碳庫(kù)（600）土壤碳庫(kù)（1500）沉積物碳酸巖碳庫(kù)（60 000 000）化石碳庫(kù)（300010 000）光合作用（1.42.8）CO2再利用地質(zhì)存貯凈吸收

3、（1.42.8）砍伐森林（0.62.6）化石燃料燃燒及碳酸鹽分解（約6.08.0）注：大氣碳庫(kù)工業(yè)化社會(huì)前為CO2 280ppm第4頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一大氣中CO2濃度（17502004）第5頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一Source: UNDP, 2007/2008 Human Development Report共同的但有區(qū)別的責(zé)任原則 Common but Differentiated Responsibilities Principle富國(guó)排放溫室氣體多。從工業(yè)革命開始到2004年,每10噸CO2中, 有7噸是富國(guó)排放的

4、. 英國(guó)和美國(guó)人均CO2排放存量達(dá) 1,100噸，而中國(guó)人均存量為 66 噸, 印度人均存量為 23 噸。第6頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一6美國(guó)在全球變暖問(wèn)題上，爭(zhēng)取領(lǐng)導(dǎo)地位承諾2020年比2005年減排17%，2050年減少83%。參議院通過(guò)清潔能源安全法，既對(duì)企業(yè)配給“許可排放上限”并逐年消減，同時(shí)開放自由交易排放權(quán)?；虿都獯?。競(jìng)爭(zhēng)減排技術(shù)市場(chǎng)，對(duì)進(jìn)口企業(yè)的碳排放量征稅，進(jìn)行貿(mào)易保護(hù)，制約發(fā)展中國(guó)家。制定“游戲”規(guī)則控制油價(jià)，制約石油輸出國(guó)發(fā)展。第7頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一2007.1美國(guó)總統(tǒng)國(guó)情咨文： 未來(lái)美國(guó)將像戒掉毒品

5、那樣，戒掉對(duì)中東石油的依賴，減少輸入的3/4。2009年 美國(guó)奧巴馬宣布美國(guó)到2050年將減排CO283%第8頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一 2005年, 中國(guó)CO2排放50.6億噸, 占世界總量18.7%; 美國(guó)58.2億噸, 占世界21.4%; 2006年, 中國(guó)排56.5億噸, 美國(guó)排57.0億噸。 中國(guó)CO2排放量占非附件 I 國(guó)家比例: 1990年為35%，2005年上升到42%。是印度總量的4.4倍，印度人均排放量的3.7倍。中國(guó)碳排放總量大 已接近或超過(guò)美國(guó)第9頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一在低碳經(jīng)濟(jì)中通過(guò)： 源頭治理可再生

6、能源開發(fā)。 過(guò)程治理生產(chǎn)與消費(fèi)中節(jié)能。 末端治理CO2捕集、再利用、 儲(chǔ)存。第10頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一中國(guó)與低碳經(jīng)濟(jì) 全球氣候組織水電裝機(jī)容量 世界第一 1.72億千瓦（占總裝機(jī)21.6% 2008）占可開發(fā)量的31%2008年中國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)展迅速已位于世界前列2007年可再生能源裝機(jī)容量 1.52億千瓦燃料乙醇產(chǎn)量 世界第三中國(guó)沼氣產(chǎn)量 太陽(yáng)能熱水器 120億米3 世界第一中國(guó)人工造林面積 5300萬(wàn)公頃 世界第一可再生能源占7%15%（2020升到）第11頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一CO2排放量影響因素地區(qū)總CO2排

7、放量=人口總量人均GDP單位GDP能耗單位能耗CO2排放量中國(guó)排放CO2量預(yù)期人均GDP需持續(xù)增長(zhǎng)能耗/GDP通過(guò)技術(shù)進(jìn)步降低人口眾多以煤為主，能源稟賦差需發(fā)展可再生資源Source: WBCSD，2007第12頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一我國(guó)工業(yè)能耗與國(guó)際領(lǐng)先水平對(duì)比項(xiàng)目我國(guó)平均水平（標(biāo)煤）國(guó)際領(lǐng)先水平（標(biāo)煤）火電煤耗379 g/kwh312 g/kwh大中鋼廠可比能耗705 g/t鋼610 g/t鋼水泥綜合能耗157g/t水泥127.3g/t水泥原油加工112kg/t原油73kg/t乙烯加工1004 kg/t乙烯629kg/t大型合成氨1200kg/t合成氨9

8、70kg/t 平均約高30%左右。第13頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一2006年統(tǒng)計(jì)產(chǎn)業(yè)能耗強(qiáng)度第一產(chǎn)業(yè) 0.34噸標(biāo)煤/萬(wàn)元增加值第二產(chǎn)業(yè) 1.73噸標(biāo)煤/萬(wàn)元增加值第三產(chǎn)業(yè) 0.41噸標(biāo)煤/萬(wàn)元增加值經(jīng)濟(jì)發(fā)展的配第法則：一產(chǎn)二產(chǎn)三產(chǎn)第14頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一能源結(jié)構(gòu)調(diào)整品種單位質(zhì)量的發(fā)熱量單位發(fā)熱量的CO2排放量原煤25.9 MJ/Kg0.117 KgCO2/MJ生物質(zhì)（干基）18.86 MJ/Kg0.0925 KgCO2/MJ柴油 36.78 MJ/Kg0.085 KgCO2/MJ天然氣55.74 MJ/Kg0.049 K

9、gCO2/MJ重點(diǎn)發(fā)展：核能、水電、風(fēng)能近于無(wú)碳排放能源 而生物質(zhì)能要考慮肥料排碳 光伏電池要考慮制造中排碳第15頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一水泥能流圖第16頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一水泥節(jié)約途徑尾氣帶走熱能占全能耗的份額最大22%。尾氣溫度下降10，可節(jié)約1Kg標(biāo)煤/t熟料。設(shè)尾氣廢熱鍋爐尾氣溫度可從300380下降到200以下。熟料溫度每下降100，可節(jié)約5Kg標(biāo)煤/t熟料。第17頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一電石法乙炔 電耗33203200kwh/t電石等離子法乙炔 電耗少30%35%氫等離子法裝置

10、第18頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一2MW氫等離子體煤裂解制乙炔裝置圖第19頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一2 通過(guò)優(yōu)化工藝路線氣流床煤氣焦?fàn)t氣： CO 6.2% H2 58.48% CO2 2.2% CH4 26.49%低熱值煤氣替代甲醇合成氣H2/CO=2TexacoShellCO39.16%63.1 %H230.13%26.17 %CO210.18%11.49 %CH41.08%1.03%第20頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一通過(guò)優(yōu)化工藝路線重質(zhì)原油延遲進(jìn)化加氫裂解輕質(zhì)燃料油石油焦輕質(zhì)燃料油制氫工藝：甲烷水蒸

11、氣重整 煤汽化+變換 煤焦?fàn)t氣加氫脫碳H2第21頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一F-T合成油 20CO+41H2C20H42+20H2O 粗柴油：水=282：360=0.78：1 即生產(chǎn)0.78t粗柴油，副產(chǎn)1噸水（T=250）二甲醚合成 2CO+4H2CH3-O-CH3+H2O 二甲醚：水=46：18=2.5：1 即生產(chǎn)2.5t二甲醚，副產(chǎn)1噸水第22頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一煤二次能源產(chǎn)品（車用）煤油二甲醚甲醇煤電天然氣H2能量轉(zhuǎn)化效率24.826.0%37.9%41.5%40%45%56%61%75%80%煤化工轉(zhuǎn)化不同產(chǎn)品的能量

12、效率中國(guó)人均用電量為美國(guó)的六分之一，為日本的四分之一第23頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一甲醇合成DMC合成DMC2.698萬(wàn)t/D熱電廠尿素合成凈能輸出熱電供甲醇1.827 萬(wàn)t/D尿素CO23.983 萬(wàn)t/DCO22.67 萬(wàn)t/D4.764 萬(wàn)t/D1.313 萬(wàn)t/D128.18 MW1.948 萬(wàn)t/D7.709 萬(wàn)t/D煤NH31.015 萬(wàn)t/D2.945 t/DDMC 合成工藝圖第24頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一 CO2捕集封存（CCS Carbon capture & Sequestration）CO2捕集技術(shù)研究階段

13、示范階段特定條件下可行燃燒后金屬有機(jī)骨架吸附劑離子液體吸收沸石無(wú)機(jī)膜分離甲醇吸收CO2，乙醇胺吸收劑吸收分離燃燒前煤氣化為CO+H2，經(jīng)變換CO制H2+CO2H2為無(wú)碳燃料（燃料電池）CO2分離后捕集氧化分離碳酸鹽煅燒（水泥、石灰）中采用純氧回收，無(wú)N2、CO2化學(xué)循環(huán)燃燒金屬氧化物的晶格氧作氧載體，進(jìn)行煅燒生成CO2與水而不與N2組合。而金屬與空氣反應(yīng)而生成金屬氧化物循環(huán)利用第25頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一化學(xué)循環(huán)燃燒發(fā)電第26頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一富氧水泥生產(chǎn)水泥生產(chǎn)：煤燃燒排CO2/CaCO3分解排CO2=2.7/3.8

14、=1/1.41富氧煅燒可提高尾氣中CO2含量100%水泥產(chǎn)量22年世界第一 2006年產(chǎn)量12.4億噸/年 每年可收集6億噸以上的CO2石灰產(chǎn)業(yè)有相同問(wèn)題第27頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一 生物質(zhì)能源“十一五”規(guī)劃增加非糧乙醇200萬(wàn)t/年 總?cè)剂弦掖紴?00萬(wàn)t/年“十一五”生物柴油20萬(wàn)t/年可再生能源的比重從2005年7.5% 2010年10%全國(guó)可再生能源利用率達(dá)3億t/年標(biāo)煤第28頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一陽(yáng)光微藻轉(zhuǎn)化器第29頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一15000英里英畝收獲物8000英里英畝

15、收獲物燃料乙醇車與電動(dòng)車的比較第30頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一安凱純電動(dòng)豪華車HFF6127K46EV百公里能耗為柴油車的1/3磷酸鐵鋰電池+超級(jí)電容最高時(shí)速100km/h充電4小時(shí)，行駛200300公里第31頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一 風(fēng)能利用第32頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一風(fēng)電2008年 裝機(jī)超過(guò)1221萬(wàn)千瓦，僅800萬(wàn)千瓦并網(wǎng)風(fēng)電企業(yè) 2004年6家，2008年70多家風(fēng)電產(chǎn)能 3500萬(wàn)4000萬(wàn)kw/年，我國(guó)建設(shè)速度約為10001500萬(wàn)kw/年，2020年達(dá)一億kw裝機(jī)技術(shù)制約 調(diào)峰技

16、術(shù)、智能電網(wǎng)等火電投資35004000元/kw，風(fēng)電投資70008000元/kw第33頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一 光伏電池第34頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一光伏電池2007年多晶硅產(chǎn)量600噸，2009年可達(dá)811萬(wàn)噸，全球需求6萬(wàn)噸，在建投資1000億元，逾17萬(wàn)噸。價(jià)格從500 美元/Kg下降到70 美元/Kg“過(guò)程污染” “終端環(huán)?！?，核心技術(shù)在國(guó)外國(guó)內(nèi)發(fā)電成本 3元4元/Kw.h，而敦煌10兆瓦電臺(tái)招標(biāo)報(bào)價(jià)為0.69元/Kw.h第35頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一全部可再生能源可以提供目前全球能源

17、需求的3078倍 水能 1倍 潮汐能 2倍 地?zé)崮?5倍 生物質(zhì)能 20倍 風(fēng)能 200倍 太陽(yáng)能 2850倍Source: Greenpeace International, Energy Revolution, Sep. 2005.第36頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一CCRS ( Carbon Capture Reuse & Storage) CO2捕集CO2CO 化學(xué)能存儲(chǔ)富H2源（CH4） 垃圾電電解水 生物質(zhì)制H2 反應(yīng)堆剩余熱制H2硅酸鎂、硅酸鹽+CO2 碳酸鹽 低價(jià)H2源CO2礦化存貯第37頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一 其

18、他方式 靜脈產(chǎn)業(yè)節(jié)能鋼材、銅、鋁回?zé)捗繃嵲偕埞?jié)電512度、4m3木材、100噸水輪胎翻新節(jié)約70%橡膠10億噸廢渣、鋼渣、爐渣、電石渣 煤堿石、磷電爐渣 作水泥原料 土壤改良劑第38頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一“城市礦山”計(jì)劃20092011可新增回收廢鋼1600萬(wàn)噸廢鉛100萬(wàn)噸廢銅106萬(wàn)噸廢鎳1.1萬(wàn)噸廢鋁133萬(wàn)噸金1.23噸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值1900億元，節(jié)能2500萬(wàn)噸標(biāo)煤第39頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一 優(yōu)化能源消費(fèi)建筑節(jié)能 全國(guó)建筑面積400440億m2，每年新建約20億m2。 建筑能耗占總能耗20.7% 采暖、生活用煤1.6億t/年 標(biāo)煤 耗電5500億 Kwhr 20042020年 增加 面積110億m2 耗煤2.5億t/年 耗電58006300億 Kw hr 建筑能耗將達(dá)到35%以上，超過(guò)交通、工業(yè)能耗。第40頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)10分，星期一空調(diào)夏季一匹馬力可為玻璃幕墻建筑5m2采光面降溫，一般建筑為20m22009年深圳有建筑2.5億m2