2025年(碳减排工程)减排工程技术试题及答案

2025年(碳减排工程)减排工程技术试题及答案一、单项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.碳达峰的核心定义是（）A.某一区域碳排放增速放缓B.碳排放总量达到历史峰值后开始下降C.单位GDP碳排放量达到峰值D.能源消费结构中化石能源占比首次低于50%2.以下不属于碳捕集、利用与封存（CCUS）技术关键环节的是（）A.捕集（Capture）B.运输（Transport）C.转化（Conversion）D.封存（Storage）3.中国《2030年前碳达峰行动方案》中明确，到2030年非化石能源消费比重需达到（）A.20%左右B.25%左右C.30%左右D.35%左右4.工业领域碳减排的“能效提升”路径中，最直接的技术手段是（）A.更换高能耗设备为节能型设备B.引入可再生能源替代化石能源C.优化生产流程减少中间能耗D.推广余热余压回收利用系统5.以下哪种能源的单位热值碳排放量最高？（）A.天然气（CH₄）B.柴油（C₁₆H₃₄）C.无烟煤（固定碳含量85%）D.生物质燃料（含碳量50%）6.碳市场中“配额分配”的核心原则是（）A.历史排放量“祖父法”B.行业基准线法C.企业自主申报D.政府行政指令7.建筑领域低碳转型的关键技术不包括（）A.被动式超低能耗建筑设计B.光伏建筑一体化（BIPV）C.地源热泵供暖制冷系统D.传统红砖墙体材料8.以下属于“负碳技术”的是（）A.森林碳汇B.燃煤电厂烟气脱硫C.工业余热发电D.电动车替代燃油车9.钢铁行业“氢基竖炉”工艺的核心优势是（）A.降低铁矿石品位要求B.减少焦炭使用，直接以氢气还原铁氧化物C.提高钢材强度D.缩短冶炼时间10.全球变暖潜势（GWP）中，以100年为基准，甲烷（CH₄）的GWP值约为（）A.21B.28C.34D.86二、多项选择题（共5题，每题3分，共15分，多选、错选不得分）1.工业领域碳减排的主要技术路径包括（）A.能源结构优化（化石能源→可再生能源）B.生产工艺革新（短流程替代长流程）C.循环经济模式（废钢、废铝回收利用）D.碳捕集与利用（CCUS）技术应用2.以下属于可再生能源的是（）A.地热能B.页岩气C.潮汐能D.生物质能3.碳核算的“范围3”排放包括（）A.企业外购电力的间接排放B.产品运输过程中的排放C.员工通勤产生的排放D.生产设备制造环节的排放4.水泥行业碳减排的技术措施有（）A.使用工业废渣（如矿渣、粉煤灰）替代部分熟料B.推广纯低温余热发电技术C.采用生物质燃料替代部分煤炭D.建设水泥窑协同处置生活垃圾系统5.交通领域低碳转型的可行方案包括（）A.推广电动汽车（BEV）与氢燃料电池汽车（FCEV）B.发展智能交通系统（ITS）优化路网效率C.提高燃油车燃油经济性标准D.扩大公共交通与自行车出行比例三、填空题（共10题，每题1分，共10分）1.全球《巴黎协定》提出，将全球平均温升较工业化前控制在____℃以内，并努力限制在1.5℃以内。2.中国“双碳”目标中，____年实现碳达峰，____年实现碳中和。3.钢铁行业吨钢碳排放基准值（长流程）约为____吨CO₂/吨钢（数据来源：《钢铁行业碳达峰及降碳行动方案》）。4.光伏组件生产过程中，____（填材料）的高能耗是其全生命周期碳排放的主要来源之一。5.碳市场中“MRV”体系指的是监测（Monitoring）、____、核查（Verification）。6.燃煤电厂烟气中CO₂的浓度通常为____%（体积比），低于天然气电厂（约4%8%）。7.建筑节能设计中，“围护结构”的关键指标是____（衡量热量传递能力的参数）。8.工业余热按温度等级划分，中温余热指温度在____℃之间的余热资源。9.生物质能的“碳中性”特性源于其生长过程中通过____吸收大气中的CO₂。10.氢能源的制备方式中，____（填技术）通过电解水制氢，若电力来自可再生能源则为“绿氢”。四、简答题（共4题，第12题为封闭型，第34题为开放型，每题8分，共32分）1.简述碳捕集技术中物理吸收法与化学吸收法的核心区别（需列出典型溶剂与适用场景）。2.说明“能源消费总量和强度双控”与“碳排放双控”的主要差异（从控制对象、目标导向角度分析）。3.结合水泥生产“两磨一烧”（生料粉磨、熟料煅烧、水泥粉磨）的工艺流程，分析其碳排放的主要来源及对应的减排技术路径。4.某城市计划在2030年前实现交通领域碳达峰，需制定行动方案。请从“政策引导”“技术创新”“基础设施”三个维度提出具体措施（需结合实际案例或数据支撑）。五、应用题（共3题，第1题为计算类，第2题为分析类，第3题为综合类，共33分）1.（10分）某燃煤电厂年消耗标煤量为100万吨（标煤低位发热量为29.3076MJ/kg），煤中碳含量为65%，碳氧化率为98%。假设CO₂分子量为44，碳分子量为12，计算该电厂的年CO₂排放量（单位：万吨，保留两位小数）。2.（8分）某钢铁企业拟实施“煤改气”（焦炭→天然气）+“高炉转炉长流程”改“电炉短流程”的双路径减排方案。请结合钢铁生产工艺特点，分析该方案的可行性及潜在挑战（需涉及能耗、成本、原料供应等因素）。3.（15分）某工业园区包含化工、建材、机械制造三类企业，目前以燃煤锅炉为主要热源，可再生能源占比不足5%。请设计一套“低碳转型综合方案”，要求涵盖能源供给、工业生产、废弃物利用、碳汇建设四个模块，需明确技术选择、实施路径及预期减排效果（数据可参考行业平均水平）。参考答案一、单项选择题1.B2.C3.B4.D5.C6.B7.D8.A9.B10.B二、多项选择题1.ABCD2.ACD3.BCD4.ABCD5.ABCD三、填空题1.22.2030；20603.1.84.多晶硅5.报告（Reporting）6.12147.传热系数（K值）8.2005009.光合作用10.水电解四、简答题1.物理吸收法：利用溶剂对CO₂的物理溶解度差异实现分离，典型溶剂为甲醇（如Rectisol工艺）、聚乙二醇二甲醚（如Selexol工艺）。适用于高压、高浓度CO₂烟气（如合成气、天然气净化），无需加热再生，能耗较低。化学吸收法：通过溶剂与CO₂的化学反应（如胺类与CO₂生成氨基甲酸盐）实现捕集，典型溶剂为单乙醇胺（MEA）、甲基二乙醇胺（MDEA）。适用于低压、低浓度CO₂烟气（如燃煤电厂），需加热再生溶剂，能耗较高（占电厂发电功率的20%30%）。2.控制对象：能源双控以“能源消费总量（吨标煤）”和“单位GDP能耗（吨标煤/万元）”为对象；碳排放双控以“碳排放总量（吨CO₂）”和“单位GDP碳强度（吨CO₂/万元）”为对象。目标导向：能源双控侧重节能与化石能源消费限制，但未区分能源类型（如可再生能源计入总量）；碳排放双控直接针对温室气体排放，更精准反映减碳效果（如可再生能源不计入碳排放总量）。3.碳排放来源：熟料煅烧（占比约60%）：石灰石分解（CaCO₃→CaO+CO₂）的工艺排放+燃煤燃烧排放。煤粉制备与粉磨（占比约30%）：电力消耗（间接排放）+煤粉燃烧排放。其他环节（占比约10%）：运输、辅助设备能耗。减排路径：工艺改进：使用钢渣、矿渣等工业废渣替代部分石灰石（降低熟料系数）；推广新型干法窑（热耗降低10%15%）。燃料替代：生物质燃料（如甘蔗渣、稻壳）替代部分煤炭（减少燃烧排放）；协同处置生活垃圾（替代燃料占比可达30%）。能源结构：配套纯低温余热发电（吨熟料发电3040kWh，减少外购电排放）。CCUS应用：在熟料煅烧环节捕集CO₂（如膜分离+胺吸收），用于混凝土养护或工业利用（如合成甲醇）。4.政策引导：出台燃油车禁售时间表（如2030年禁止销售新燃油车），对新能源汽车（NEV）给予购置税减免；制定货运“公转铁”“公转水”比例目标（如2030年铁路/水路货运占比提升至35%）。技术创新：支持氢燃料电池重卡研发（如某车企已推出续航1000km的氢燃料重卡）；推广V2G（车辆到电网）技术，利用电动车电池参与电网调峰。基础设施：建设充换电站（如每50km高速设置超充站）、加氢站（2030年规划100座）；完善自行车道网络（覆盖率提升至80%），设置公交专用道（高峰期公交速度提升20%）。五、应用题1.计算过程：CO₂排放量=标煤量×低位发热量×碳含量×氧化率×(44/12)=100×10⁴吨×29.3076MJ/kg×（65%）×98%×(44/12)注：标煤低位发热量为29.3076MJ/kg=29307.6kJ/kg，1吨标煤=1000kg，故总发热量=100×10⁴×1000×29307.6kJ=2.93076×10¹⁴kJ。但更简便的计算方式为直接使用碳平衡：碳排放量=100×10⁴吨×65%×98%=63.7×10⁴吨碳；CO₂排放量=63.7×10⁴×(44/12)=233.97×10⁴吨=233.97万吨。2.可行性分析：煤改气：天然气燃烧CO₂排放系数（56.1吨CO₂/万m³）低于焦炭（29.4吨CO₂/吨），但天然气热值（35MJ/m³）低于焦炭（28MJ/kg），需调整高炉热制度，可能影响产量。短流程：电炉以废钢为原料，吨钢CO₂排放约0.20.4吨（长流程约1.8吨），但需稳定废钢供应（2025年我国废钢资源量约3亿吨，仅能支撑40%电炉钢）。潜在挑战：成本：天然气价格（34元/m³）高于焦炭（25003000元/吨），吨钢燃料成本增加200300元；电炉电耗（400500kWh/吨）若依赖火电，间接排放仍较高。原料：废钢品质（含杂质）影响电炉钢质量；国内废钢回收体系不完善（回收率仅20%，欧盟达45%）。技术：高炉改天然气需改造喷吹系统，投资约5000万元/座；电炉需配套大容量变压器（100MVA以上），电网扩容成本高。3.低碳转型综合方案：能源供给模块：技术选择：建设园区光伏电站（屋顶+地面，装机容量10MW）、燃气蒸汽联合循环机组（替代燃煤锅炉，热效率提升至60%以上）、风电（3台2MW风机，年发电1800万kWh）。实施路径：2025年前完成光伏与燃气机组建设，2028年前投运风电；与电网签订绿电交易协议（绿电占比2028年达50%）。减排效果：替代燃煤锅炉（年耗煤5万吨），减少CO₂排放约13万吨/年（燃煤排放系数0.74吨CO₂/吨煤）。工业生产模块：化工企业：推广水蒸气裂解炉节能改造（热效率从88%提升至92%），使用生物基原料（如生物乙醇制乙烯，替代石脑油）。建材企业：水泥窑协同处置园区工业固废（年处置10万吨），替代黏土原料（减少石灰石分解排放2.5万吨CO₂/年）。机械制造：引入激光切割（替代火焰切割，能耗降低30%），推广粉末冶金（减少机加工工序，材料利用率从60%提升至85%）。废弃物利用模块：建设园区资源循环中心：化工废催化剂（含贵金属）再生（年回收铂族金属5