二氧化碳減排與利用行業(yè)分析

二氧化碳減排與利用

行業(yè)分析TOC\o"1-5"\h\z一、節(jié)能減排壓力凸顯，推動二氧化碳回收市場快速增長 3二、工業(yè)級二氧化碳應用范圍廣泛 5.■1、二氧化碳氣體保護焊接具有極大發(fā)展空間 5.2、驅油領域為二氧化碳最具開發(fā)價值的應用領域之一 63、其他工業(yè)應用需求潛力巨大 8..三、食品級二氧化碳需求增長潛力十足 9.■1、飲料行業(yè)為食品級二氧化碳主要消費市場 9.2、二氧化碳在煙草工業(yè)中具有十分良好的推廣應用前景 1.03、食品保鮮為食品級二氧化碳重要應用領域 1.1、節(jié)能減排壓力凸顯，推動二氧化碳回收市場快速增長二氧化碳作為生命活動的代謝產(chǎn)物和工業(yè)副產(chǎn)品存在于自然界中，主要來源于火力發(fā)電、建材、鋼鐵、化工、汽車尾氣及天然二氧化碳氣田。在1997年于日本京都通過的《京都議定書》中，明確指出要對六種溫室氣體進行削減：二氧化碳（C02）、甲烷（CH4）'氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCS）'全氟碳化物（PFCS及六氟化硫（SF6）。在六種溫室氣體中，二氧化碳以55%的貢獻率”高居榜首，限制排放'回收利用是全球長期面臨的問題。圖表9溫室氣體對全球升溫的貢獻百分比■氟氯碳化物■甲烷■氧化業(yè)氮國際能源機構（IEA）公布統(tǒng)計稱，2011年全球二氧化碳排放量比2010年增長3.2%，達到316億噸，創(chuàng)歷史新高。其中中國二氧化碳排放量大約占據(jù)全球總排放量的29%，中國人均二氧化碳排放量達7.2噸，減排壓力凸顯。限制溫室氣體排放已成為全球的共識， 2009年11月25日，國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議， 研究部

署應對氣候變化工作。會議決定，到2020年中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。全世界每年向大氣排放的二氧化碳總量超過300億噸，而利用量僅為1億噸。二氧化碳減排和利用被稱為永遠做不完的產(chǎn)業(yè)”。中國石油和化學工業(yè)十二五”發(fā)展指南中，五次提到了二氧化碳利用?！鯩il人均確II■Mil人均確II放啟中國二氧化建排放軍占全U29%可供工業(yè)回收的富二氧化碳氣源有兩大類：天然二氧化碳氣源與工業(yè)副產(chǎn)氣源。天然二氧化碳氣產(chǎn)于某些天然氣田，目前國內(nèi)仍有15%以上的二氧化碳是因開采氣井而產(chǎn)生，產(chǎn)量超過百萬噸，主要分布在江蘇'山東'吉林等地；副產(chǎn)氣源主要來源于化肥廠尾氣'煉廠尾氣'發(fā)酵尾氣等工業(yè)生產(chǎn)過程。通過開采二氧化碳氣井獲得二氧化碳與當前正大力進行的二氧化碳封存背道而馳，預計未來這一違反節(jié)能減排國策的現(xiàn)象將會逐步叫停，而從各種工業(yè)過程的副產(chǎn)品氣源中回收二氧化碳， 即可綜合利用碳資源，又可治理因工業(yè)廢氣排放帶來的環(huán)境污染。按照《京都議定書》的相關要求，2012年后，我國將承擔二氧化碳減排任務。在十二五規(guī)劃中，節(jié)能環(huán)保被列為七大新興產(chǎn)業(yè)之首，在此背景下，國家必將出臺一系列措施鼓勵或要求企業(yè)進行二氧化碳回收工作，這將推動我國二氧化碳回收市場出現(xiàn)快速增長。二、工業(yè)級二氧化碳應用范圍廣泛1、二氧化碳氣體保護焊接具有極大發(fā)展空間二氧化碳氣體保護焊接是以二氧化碳氣體為保護氣體進行焊接的方法二氧化碳保護焊接具有生產(chǎn)率高、焊接低合金鋼不易產(chǎn)生冷裂紋、焊接變形小、焊接電弧可見性好、操作簡單和成本低等優(yōu)點。20世紀50年代，蘇、日已經(jīng)成功將二氧化碳氣體行距應用于電弧焊接保護中，被公認為是一種高效低耗、經(jīng)濟的重要焊接工藝，與手工電弧焊相比，二氧化碳自動氣體保護焊接的功效可提高2-5倍，半自動可提高1-2倍，能耗下降40%-50%，既節(jié)省了填充金屬又提高了焊接速度，達到節(jié)能降耗目的。由便于實現(xiàn)自于二氧化碳氣體保護焊可選不同厚度工件的各種位置的焊接，動化生產(chǎn)，如今二氧化碳保護焊接已經(jīng)逐漸取代了手工電弧焊成為焊接方法的主流。便于實現(xiàn)自二氧化碳氣體保護焊接一直是我國重點推廣的二氧化碳應用項目之一目前二氧化碳氣體保護焊使用二氧化碳約占二氧化碳消費量的20%左右，是二氧化碳產(chǎn)品的第二大消費領域。日本等部分發(fā)達國家二氧化碳保護焊接量已占總焊接量的40%以上，我國在70年代將這一工藝廣泛應用到汽車、船舶、集裝箱、金屬結構物焊接，但我國二氧化碳氣體保護焊接量僅占總焊接量的5%，遠低于世界23%的平均水平，具有極大的發(fā)展空間。圖表11我國二氧化碳氣體保護焊接比例遠低于世界平均水平2、驅油領域為二氧化碳最具開發(fā)價值的應用領域之一二氧化碳驅油技術已經(jīng)成為二氧化碳最具開發(fā)價值的應用領域之一。原油溶有二氧化碳時，原油流動性、流變性及油藏性質(zhì)會得到改善。在高壓下將二氧化碳注入油田后，與油、水相混，當油與水內(nèi)含有大量溶解的二氧化碳時，它們的粘度、密度和壓縮性都得到改善，可把原油推入油井，有助于提高采收率，特別是經(jīng)過一次及二次采油后的衰老油井，通過壓入二氧化碳對殘留在油巖中60%-70%的油可進行第三次開采。國外很多油田已成功地進行大規(guī)模二氧化碳驅并取得較好的效果，證明二氧化碳驅具有成功率高、風險性低的特點，以技術指標和經(jīng)濟指標雙重標準來衡量，二氧化碳驅是三次采油中最具潛力的提高采收率方法之一。二氧化碳純度在90%以上即可用于提高采油率，其驅油一般可提高原油采收率7%-15%延長油井生產(chǎn)壽命15-20年。在國外二氧化碳驅油的工業(yè)應用已趨于成熟，使用二氧化碳驅油并占補采原油量的第二位的國家有美國、俄羅斯、匈牙利、羅馬尼亞、加拿大、法國、西德、葡萄牙等。其中美國是二氧化碳驅油發(fā)展最快的國家，美國有10個產(chǎn)油區(qū)的292個油田適用二氧化碳驅油，一般提高采收率7%-15%，在德克薩斯州二氧化碳驅油是最主要的提高采收率方法，其效果也最好，提高采收率30%。目前，美國每年注入油藏的二氧化碳量約為2000萬噸至3000萬噸，其中有300萬噸二氧化碳來源于煤氣化廠和化肥廠的尾氣。二氧化碳在我國油氣開采中也同樣有著巨大的應用潛力，根據(jù)《中國陸上已開發(fā)油田提高采收率第二次潛力評價及發(fā)展戰(zhàn)略研究》，在參與評價的101.36億噸常規(guī)稀油油田的儲量中，適合二氧化碳驅油的原油儲量達12.3億噸，若成功實施二氧化碳驅油可增加采儲量1.6億噸左右。目前國內(nèi)使用二氧化碳提高采收率技術的研究和現(xiàn)場先導試驗卻一直都在繼續(xù)。我國在上世紀60年代，開始對大慶油田注入二氧化碳提高采油率進行了先導性試驗；2008年6月對中原油田濮城水驅廢棄油藏開始進行二氧化碳驅油試驗，井組日產(chǎn)油由0.6t最高上升到15.9t,至2010年3月，累計注入二氧化碳共計1.23萬t,累計增油3272.7t,預計實施二氧化碳驅油后采收率可提高7.9%，另外勝利'遼河'吉林、新疆等油田在二氧化碳驅油技術上也取得了重大突破,為推廣應用奠定了基礎。雖然由于技術難度較大,成本較高,二氧化碳驅油在國內(nèi)還未廣泛開展,但在能源緊缺和節(jié)能減排的背景下,二氧化碳驅油有著非常廣闊的推廣利用前景,期待國家相關部門出臺相應的政策扶持措施，加快這一技術的推廣應用。3、其他工業(yè)應用需求潛力巨大制冷劑：二氧化碳作為制冷工質(zhì)在環(huán)保、安全性及容積制冷量等方面具有明顯的優(yōu)勢，逐漸成為一種比較理想的環(huán)保制冷劑，目前已廣泛應用于汽車空調(diào)船艙空調(diào)以及熱泵熱水器熱水系統(tǒng)。超臨界萃取劑與超臨界清洗劑：超臨界萃取已成為一門新興的化工分離技術，它是利用流體處于超臨界狀態(tài)時，與被萃取物料接觸，使物料中的某些組分（稱萃取物）被超臨界流體溶解并攜帶，達到萃取分離的目的。二氧化碳因其安全、價廉、來源廣泛、超臨界萃取效率和選擇性高而被廣泛用于從中藥中提取有效成分，從香料植物中提取香料，從油料中提取油脂，從咖啡豆中提取咖啡因，從煙葉中萃取尼古丁等。二氧化碳還可用作超臨界清洗劑，可清除半導體晶片上的光刻膠，可對光學零件、電子器件、精密機械零件進行清洗。液態(tài)二氧化碳還可用于衣物、皮革制品的干洗，以取代能致癌的全氯乙烯干洗劑，并減少污染。在美國液態(tài)二氧化碳的干洗機已很普遍。植物氣肥：加大作物生長空間中的二氧化碳濃度，可促進農(nóng)作物生長，改良品種，大幅提高產(chǎn)量和質(zhì)量。在我國，二氧化碳作為螺旋藻的氣肥已在海南養(yǎng)殖場使用。在荷蘭南部，一些農(nóng)民利用煉油廠排放的CO種植蔬菜和鮮花，500家用戶每年需要約17萬噸工業(yè)二氧化碳。近年，一些科研院所和企業(yè)先后研制成功了二氧化碳氣體肥料，并在山東、河北、河南、遼寧、吉林、黑龍江等北方省份進行推廣應用，增產(chǎn)幅度在20%左右，顯示了極好的經(jīng)濟效益。以及利用二氧化碳的化學性質(zhì)，將其轉化為其他物質(zhì)進行資源再利用。如用二氧化碳制可降解塑料、做發(fā)泡劑以及生產(chǎn)各種無機和有機化工產(chǎn)品。三、食品級二氧化碳需求增長潛力十足1、飲料行業(yè)為食品級二氧化碳主要消費市場飲料和啤酒行業(yè)是食品級二氧化碳的主要市場，二氧化碳可用作汽水啤酒可樂碳酸飲料等充氣添加劑，使水溶液呈弱酸性，賦予飲料特殊口味，帶來清涼舒爽的感覺，并能提高防腐性能。目前，從人均年消費量來看，中國大約為10公斤，而美國的人均消費量為147公斤，世界平均水平大約為21.3公斤，與發(fā)達國家相比差距非常明顯，表示中國碳酸飲料市場還具備較好的增長空間。2006年中國碳酸飲料產(chǎn)量為876萬噸，2011年已經(jīng)增長至1606萬噸，復合增速達12.88%，相較于其他全球市場明顯更快，比如美國和英國（增長分別為-1.5%和-1%）。近年來中國啤酒行業(yè)也呈現(xiàn)迅速發(fā)展的態(tài)勢，2011年中國啤酒產(chǎn)量達到489.8億升，2006-2011年復合增速為6.86%。2011年全國碳酸型飲料及啤酒產(chǎn)量大約6300萬噸，按平均每噸碳酸飲料及啤酒需添加二氧化碳15公斤計算，每年需要二氧化碳95萬噸左右。

30%n20%10%5%— 圖表132、二氧化碳在煙草工業(yè)中具有十分良好的推廣應用前景食品級二氧化碳可用于香煙絲的膨化處理，其原理是利用二氧化碳三態(tài)的變化可使煙絲的細胞脹大，該技術較在線膨脹、高壓氨法和氟里昂法有提高香煙等級、降低能耗、節(jié)約煙絲等優(yōu)越性（節(jié)約5%-6%）。尤其隨著國家對于環(huán)保和食品安全性要求的提高，目前采用食品級二氧化碳替代氟利昂進行煙絲膨化趨勢越來越明顯，目前國內(nèi)有上海、寧波、廣州、昆明等卷煙廠使用這項技術。從近幾年一些煙草企業(yè)的經(jīng)驗來看，每生產(chǎn)1萬箱香煙約需二氧化碳150噸左右。國家煙草專賣局局長姜成康在今年年初召開的全國煙草工作會議上表示，2012年中國卷煙產(chǎn)銷量已達4950萬箱。若國內(nèi)煙廠廣泛采用二氧化碳作膨化劑，則煙草行業(yè)每年所需二氧化碳將會出現(xiàn)大幅增長。因此，二氧化碳在煙草工業(yè)中也具有十分良好的推廣應用前景。圖靠14煙草制品行業(yè)探持較快增長32ID%5%0卜8IBCiiMIl6000-煙華制品工業(yè)總產(chǎn)值（億元）?■圖靠14煙草制品行業(yè)探持較快增長32ID%5%0卜8IBCiiMIl6000-煙華制品工業(yè)總產(chǎn)值（億元）?■?增速（*）■■沁Tm Tk?用連（X:250001500010000§ 魚 o I zO I I I*ooo0 z r z ZiXII3、食品保鮮為食品級二氧化碳重要應用領域食品二氧化碳液體或干冰氣化（升華）時產(chǎn)生的低溫足以迅速冷凍食物，不但可以防止細菌生長，而且解凍后味道、質(zhì)地、營養(yǎng)及外觀均不改變，是一種理想的食品制冷劑。目前國際上在食品加工行業(yè)中廣泛采用液體二氧化碳、干冰速凍、二氧化碳氣調(diào)法貯存食品，