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二氧化碳捕集、利用與封存技術創新

時間:2016-06-24 11:07來源:發改委作者:信息發布點擊: 次

二氧化碳捕集、利用與封存技術創新

二氧化碳捕集、利用與封存技術創新路線圖

一、戰略方向

1. CO2的大規模、低能耗捕集。重點在燃燒后 CO2捕集上實現重大突破，并積極在燃燒前 CO2捕集及富氧燃燒等方面開展研發與攻關。

2.CO2的大規模資源化利用。重點在 CO2的驅油、驅氣、驅水及CO2的礦化發電和生物化工規模化利用等方面開展研發與攻關。3.CO2的安全可靠的封存、監測及運輸。重點在封存機理、適合我國地質特點的封存理論和工程技術體系建設、全流程的監測和預測（警）、安全高效的CO2長管道運輸及管網優化設計等方面開

展研發與攻關。

二、創新目標

1.2020年目標。突破低能耗捕集關鍵材料和工藝，驗證基于IGCC系統的CCUS技術，初步掌握富氧燃燒系統的放大規律和設計方法。集成、配套和完善CO2綜合利用與封存的產業化技術，初步建成涵蓋石油、化工、電力、煤炭和生物工程等的CCUS技術示范工程。建立封存的監測、核證和計量系統，形成安全環保評價標準；突破CO2長距離安全運輸技術。建成百萬噸級全流程CCUS技術示范工程。

2.2030年目標。燃燒后捕集材料和工藝獲得革命性進展，建成基于IGCC系統的全流量CO2捕集示范工程，實現大規模富氧燃燒系統長時間穩定運行。構建涵蓋石油、化工、電力、煤炭和生物工程等的CCUS技術產業項目集群。建立系統的CO2地質封存技術規范和安全保障體系，掌握CO2長距離安全運輸技術。商業化碳捕集和封存技術在煤電機組得到應用。

3.2050年展望。革命性捕集技術得到產業化應用，CO2減排成本較2015年降低60%以上，經濟安全的CO2捕集和封存技術發展成熟；全流量的CCUS系統在電力、煤炭、化工、礦物加工等系統實現覆蓋性、常規性應用。

三、創新行動

1.新一代大規模低能耗CO2捕集技術。研究新型高效CO2吸收（附）劑和材料，以及氣、液二次污染物控制技術；研究新型捕集工藝及設備放大技術、吸收和再生過程強化技術、捕集系統與發電系統耦合集成技術，開發核心專有設備；研究CO2與細微顆粒物、SO2等污染物的協同脫除技術。

2.基于IGCC系統的CO2捕集技術。研發新型吸附材料和膜分離材料、低能耗CO2吸收（附）劑、合成氣的高效變換技術和凈化技術、碳捕集與富氫氣體燃燒技術、新型化學鏈氣化技術；研究基于IGCC的CO2捕集系統集成優化技術。

3.大容量富氧燃燒鍋爐關鍵技術。研究大容量富氧燃燒系統放大技術、大容量富氧燃燒鍋爐設計計算方法及工程放大規律、富氧燃燒用大型空分與鍋爐系統動態匹配技術，研發適合于富氧燃燒煙氣特點的壓縮純化技術（含酸性氣體協同處理），以及富氧燃燒全廠系統動態特性、調節控制、節能（水）等技術。

4.CO2驅油利用與封存技術。開發特殊油氣藏CO2驅油技術，研究CO2與典型油藏混相機理，發展油藏多相多組分相態理論，開發適合驅油封存的調剖技術、混相促進技術、大規模驅油封存場地穩定性評價與控制技術，開發CO2驅油與封存的動態跟蹤與調控技術，優化油藏開采方案及相關配套監測方案。研究CO2/油/水多相滲流及油氣藏CO2封存機理，發展封存潛力評價、CO2驅油與封存協同優化方法。

5.CO2驅煤層氣與封存技術。研究低滲軟煤的流固耦合作用理論，深化驅煤層氣CO2封存潛力的評估方法；突破并驗證適合深度1000米以上、滲透系數1mD以下煤層中驅煤層氣的注入性增強技術；開發適合于吸附態CO2的監測技術，形成并驗證驅煤層氣監測技術體系。

6.CO2驅水利用與封存技術。研究封存與驅水相互作用規律，提出驅水利用的潛力評價方法與選址準則，并應用于典型盆地的目標區圈定；提出安全性、穩定性評價方法，開發封存與產水協同優化模型，構筑驅水利用全流程系統工藝。

7.CO2礦物轉化、固定和利用技術。針對鋼鐵、化工等過程產生的大量工業固廢，結合我國豐富的鉀長石等天然礦物質，研發工業固廢和典型鈣鎂基天然礦物中CO2礦化的高選擇性產品分離技術，形成多級多相反應與分離一體化大型裝備，實現礦渣的高效綜合利用。

8.CO2礦化發電技術。利用大規模工業堿性固廢、天然堿性礦物礦化CO2發電并聯產化學品，研究CO2礦化電池（CMC）的化學反應過程、催化材料及傳輸機制，有效利用礦化反應低位化學能發電；研究CO2礦化電池的工程放大技術，形成可商業化電池堆；研發燃煤電廠低濃度煙氣CO2直接礦化發電技術，以及純堿、鎂鹽、硅氧化物等化工加工過程中應用CO2礦化電池發電的耦合技術。

9.CO2化學轉化利用技術。研發CO2與甲烷重整制備合成氣技術，研究CO2與氫氣制液體燃料、甲醇、碳酸酯、丙烯酸等高值化學品及可降解塑料的高效催化劑和專屬反應器的放大技術，研究并驗證光/電、光/熱的CO2轉化技術、電解水與CO2還原耦合的電能和化學能循環利用技術。

10.CO2生物轉化利用技術。研發高效低成本的固碳優良藻類（菌種）的大規模培育及高效生物光反應器放大技術，研究CO2微藻土壤改良、制備生物柴油和化學品、CO2氣肥等技術。探索微藻基因工程改良前沿技術。

11.CO2安全可靠封存與監測及運輸技術。研究地質封存機理、長期運移規律及預測方法，以及封存地質學理論與場地選址方法；開發注入過程和關井后的長期監測、風險預測、預警與應急管理技術與方法，以及長壽命井下設備與工程材料；研究CO2有效封存的計量和驗證方法。研究長距離大輸量CO2運輸的管道微損傷監測和止裂及自封堵技術、管線泄漏檢（監）測技術、沿線高后果區智能報警技術。

12.建設百萬噸級碳捕集利用和封存系統示范工程。完成燃燒后CO2捕集技術的放大研究、脫碳工程與電廠系統的工程化集成技術研究；建設百萬噸級大型CO2捕集系統示范工程，配合開展百萬噸級CO2驅油和封存的協同優化，保證封存的長期安全性。

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