碳减排与低碳生活

1、关于碳减排技术及其与低碳生活的关系，山东黄河三角洲新能源科技发展研究院，温晓辉2013.12.20，内容，背景概述，碳捕集与封存技术探索，节能减排技术应用及实例，低碳城市分析，低碳科技展望，碳足迹，一、背景概述，碳税，低碳，低碳生活，碳交易，低碳科技什么是温室气体？什么是温室效应？它的产生机制是什么？什么是增强的温室效应？增强的温室效应会带来什么问题？人们如何关注低碳？我们能做些什么来减少碳排放？太阳是地球气候和气象变化的主要驱动力。这是一个主要由氢和氦组成的热气火球。(半径是地球的109倍，质量是地球的33万倍，中心问题是几千万摄氏度)，傅立叶发现温室效应，让巴普蒂斯约瑟夫傅里叶176818

2、30，法国著名数学家和物理学家1820，傅立叶在1824年进行了计算，总结了地球及其表面空间的温度，约翰扬达尔验证了温室效应，1820-1893， 物理学家约翰廷达尔在1859年发现，大气中的水蒸气、二氧化碳和甲烷会引起温室效应，而二氧化碳和温室效应之间的关系是由阿伦尼乌斯和瑞典物理学家斯凡特奥古斯特阿伦尼乌斯计算出来的，他在1896年发表了一篇关于“大气中的二氧化碳对地球温度的影响”的论文(二氧化碳使地球表面温度增加了一倍，增加了5-6摄氏度)，阿伦尼乌斯还提出了酸和碱的定义。 他获得了1903年诺贝尔化学奖，查尔斯基林获得了温室效应的发现，查尔斯基林(1928-2005)是美国科学家，是2

3、0世纪50年代现代气候变化的先驱。美国夏威夷岛莫纳罗亚山大气二氧化碳含量的观测，由一个团队领导，绘制了著名的基林曲线，提供了最关键和最有说服力的证据。全球气候变化基本原理示意图，温室效应，温室效应：使地球表面温度适宜，变暖效应：计算温度将较低(-19)，而实际表面温度为14，相差33，这是由自然温室效应造成的。什么是温室气体？水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、二氧化碳(CO2)、一氧化二氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟碳化合物(CFCs)、全氟氯烃(HFCs)、氯氟碳化合物(HCFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)等。增强的温室效应会带来什么问题？在过去的100年里，地球的平均温

4、度上升了0.30.6，到2030年将上升13。如果不加以控制，到本世纪末气温将上升36度。中国年平均地表温度上升了1.1，高于同期全球和北半球的升温速率。近100年全球平均气温变化曲线，1)气温上升，在过去的100年里，全球海平面以每年12毫米的速度上升了1026厘米，太平洋地区的几十个岛国正面临消失，2)全球海平面上升，帕劳将消失。马尔代夫将搬迁整个国家(倒计时100年后沉没)，卡特莱特岛(人口2600)去年开始搬迁，图瓦卢(20公里长，2030米宽)在16年内海平面上升了9.12厘米，并与新西兰签署了搬迁协议。格陵兰岛(全球气温上升23度)整个冰川融化，导致全球海平面上升至少7米，曼谷将在

5、10年内被淹没。近30年来，上海的海平面上升了115毫米，到2050年将上升3050厘米。据估计，近一半的土地将在40年内被淹没。据估计，到2100年，中国南方的海平面将上升6074厘米，珠江三角洲将受到严重影响。上海沿海地区2007年月平均海平面变化曲线、海平面上升，导致海岸侵蚀、海水入侵海岸地下水、土地盐碱化、海岸滩涂湿地、红树林、珊瑚礁等生态群消失。简阿彻1987年在英国买的房子受到海岸侵蚀的影响。这栋房子有被淹的危险，目前仅值1英镑(2美元)。土地盐碱化，3)海平面上升的后果，两极的冰雪融化，海平面将上升70米。中国、尼泊尔、印度、巴基斯坦和不丹是最差的，被称为“亚洲水塔”的喜马拉雅冰

6、川退缩最快。根据目前的情况，国际冰雪委员会(ICSI)报告称，这些冰川可能会在2035年前消失。不丹-喜马拉雅冰川湖、喜马拉雅冰川变化对比、4)冰川融化、高温极冷、冰雪灾害飓风、5)极端气候频发、近年来，中国许多省份持续遭受灾害，带来洪水、干旱、冰雪、冰雹灾害，甚至蝗虫和土壤荒漠化。到2050年，葡萄牙里斯本死于高温的人数将是伦敦的六倍，加利福尼亚的27倍。澳大利亚遭受干旱和森林火灾已经十年了。美国全球气候变化对美国的影响(政府于2009年6月宣布)据说，到本世纪末，美国的平均气温将上升2.26.4度，美国东南部的夏季可能会延长100多天，西部将会更加干燥。6)干旱和缺乏淡水肯尼亚是非洲最发达

7、的国家之一，但它无法逃脱干旱造成的饥荒灾难，大量动物死亡，草地消失。埃塞俄比亚和肯尼亚之间的边境很干燥，饮用水已经枯竭。与上个世纪50年相比，中国北方的降水量减少了三分之一，水资源减少了一半。中国每年受干旱影响的面积为4亿亩。正常年份，灌区每年缺水300亿立方米，城市缺水60亿立方米。北京已经成为一个缺水城市，每年只有300多人。2006年，中国青海有4000多个湖泊，现在大部分都干涸消失了。湖北曾经是一个拥有数千个湖泊的省份，但是现在只有100多个湖泊。2009年，辽宁西部发生了严重的夏季干旱，导致大规模的农作物歉收，农作物减产，疾病频发，大量淡水流入北冰洋，破坏了墨西哥暖流的切断，欧洲西北

8、部的气温下降了58度。在新的冰河时期，到2050年，世界上可能会有210亿“气候难民”，也就是说，他们的生存受到威胁(自然灾害、频繁的疾病、环境破坏、健康和安全问题以及移民)。世卫组织估计，每年有30万人死于气候变化造成的灾害。气候难民气候变化带来新的不公正，责任最小的穷人承受着最大的威胁。11)气候变化带来了新的不公平，关注和如何做到这一点。在可持续发展理念的指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等手段，尽可能减少煤炭、石油等高碳能源的消耗，减少温室气体排放，实现经济社会发展和生态环境保护的双赢经济发展格局。2003年，英国能源白皮书我们的能源未来：创造低碳经济在2006年，世

9、界银行首席经济学家尼古拉斯斯特恩(Nicholas Stern)提出，全球每年投资1%的国内生产总值可以避免未来每年损失5%的国内生产总值，并呼吁向低碳经济转型。2007年6月，中国正式发布了应对气候变化的国家计划，2007年7月，美国参议院提出了低碳经济法案，2007年12月3日，联合国气候变化大会“巴厘路线图”要求发达国家到2020年将温室气体排放量减少25%。1992年5月9日，联合国气候变化框架公约的最终目标是将大气中温室气体的浓度稳定在不损害气候系统的水平。截至2007年6月，已有191个国家进行了研究碳捕获和存储技术是指通过碳捕获技术将工业和相关能源行业产生的二氧化碳分离出来，然后

10、通过碳存储的方式运输和密封到海底或地下以及其他与大气隔离的地方。目前，该技术仍处于研发阶段。碳捕获释放到大气中的二氧化碳在枯竭的油田或其他安全的地下场所被捕获、压缩和密封。(目前，试点有三种)，碳运输：压缩后的管道和长途运输。全世界有5600公里的陆上运输管道。碳封存：枯竭的油田是最合适的。目前，二氧化碳封存技术分为两种类型：“地质封存”和“海洋封存”。适合封存二氧化碳的地质结构包括油田、气田、咸水层和无法开采的煤矿。根据IPCC的研究，二氧化碳的性质是稳定的。如果仔细选择、设计和管理地质储存场，注入其中的99%的二氧化碳可以储存几千年。如果要在燃煤电厂旁边实施“碳捕获”项目，首先应该安装三个

11、主要设备。首先是用于化学反应的金属片，它“清洁”发电厂排放的废气，并“捕获”二氧化碳；接下来，二氧化碳气体通过Gagetta，目的是通过蒸汽加热以获得更纯的二氧化碳；最后一步是让气体通过压缩塔，获得压缩二氧化碳，以便运输。节能减排技术及应用实例广义而言，节能减排是指节约物质资源和能源，减少废物和环境有害物质(包括三废和噪声等)的排放。)；从狭义上讲，节能减排是指节约能源和减少环境有害物质的排放。节能减排无疑是必要的选择，节能减排的途径，清洁高效利用煤提高能源系统的高效率(包括收集，转化和中断利用效率)，能源结构多样化，节能减排的例子，“清洁”利用煤燃烧转化节能发电生产超超临界机组节能建筑，“清

12、洁”利用煤，综合气化联合循环(IGCC)，多联产技术是利用物理它以煤气化为中心，并能把95%以上的煤转化为可燃气体称为合成气。使用合成气进行联合循环发电可以实现比常规燃煤发电更高的能量利用效率。多联产和清洁技术是实现以煤为基础的清洁能源的竞争性途径。基本概念多联产的原理是将煤气化后的化学产品通过反应器，然后燃烧剩余的尾气发电。多联产相当于化工和发电两个过程的耦合，能源利用效率可提高10%。同时，化工产品附加值较大，可以实现调峰。煤气化系统非常昂贵。如果化工和发电能够相互调节，气化系统就能始终稳定运行，降低发电成本。意义煤气化联合循环(IGCC)与多联产相结合被认为是目前最有前途的洁净煤技术，它

13、在燃烧前去除烟气中的污染物，常规污染少，效率高，有利于煤炭资源的综合利用，并能同时生产甲醇和尿素等化工产品。发展趋势2003年，美国启动了一项为期10年的研究项目“未来发电计划”，投资10亿美元建造世界上第一座零排放燃煤发电站，用于发电和制氢。在生产电能和氢产品的同时，二氧化碳捕获被整合，碳封存技术在深层地质层下得以实现。未来发电计划以每年100万吨的速度减少二氧化碳排放，同时严格限制与煤炭相关的其他环境污染物的排放，消除与煤炭使用相关的环境影响因素在374.15和22.115兆帕下，水蒸气的密度将增加到与液态水的密度相同。这种情况被称为水的临界参数。高于此的参数称为超临界参数。当温度和压力升

14、至600和2528兆帕时，进入超超临界状态。如果我国600兆瓦燃煤机组采用超超临界技术，供电煤耗为278克/千瓦时，比同等容量的亚临界机组少30克/千瓦时。在年运行5500小时的基础上，600兆瓦超超临界机组与同等容量的亚临界机组相比，每年可节约6万吨标准煤，同时SO2、氮氧化物、粉尘、CO2等污染物的排放量将大大减少。采用超超临界燃煤发电技术对节约资源消耗、保护环境、实现可持续发展具有重要意义。与其他洁净煤发电技术相比，超超临界机组技术具有继承性好、易于实现规模化的特点。就可靠性、可用性、热迁移率和机组寿命而言，它可以与亚临界机组相比，并具有更多的商业运行经验。超临界燃煤发电技术、超临界燃煤

15、发电技术，世界超超临界机组参数已达到2732兆帕左右，蒸汽温度为566600，热效率可达4245%。国外机组的可靠性数据表明，超超临界机组也能实现高可靠性。超超临界燃煤机组甚至可以像燃烧天然气和石油的机组一样实现清洁发电。目前，我国已建成或在建的超超临界燃煤机组有玉环电厂、外高桥第三电厂、宁海国华二期、北仑电厂三期、嘉兴电厂三期、漕泾电厂等。未来10年，600兆瓦和1000兆瓦超临界机组将成为我国电网的主要基本负荷发电机组。节能建筑迪拜的自给自足的旋转“动态城堡”，马来西亚的梅纳拉-梅西加格纳建筑充分利用自然通风和照明，建筑概况梅纳拉-梅西加格纳建筑是马来西亚著名的环保建筑。这座位于马来西亚苏

16、邦加亚的绿色建筑充分利用了自然通风，并根据日出方向精心设计。环保设计自然通风提供凉爽的富氧气流。沿着东(热)西方向，以一定的间隔从玻璃办公室立面安装边缘遮阳板。从而为建筑物受阳光影响最大的一侧提供遮阳。只有在南北立面使用玻璃墙才能获得适当的阳光。许多自动隔热系统用于屋顶的阳台，通过设备和空调设备降低能耗。马来西亚充分利用了梅纳拉-梅西加格纳建筑的自然通风和照明。在不久的将来，太阳能有望成为解决高层住宅建筑节能问题的最佳法宝。英国曼彻斯特保险合作协会的太阳能建筑充分利用了自然和环保的太阳能作为自给自足的能源，并使用7244太阳能光伏板代替传统材料(如砖和玻璃等)。)。完工后，外墙高达120米，成为欧洲最大的垂直太阳能电池阵列。每年将产生180，000单位的可再生电力。该公司生动地估计电力可以生产900万杯茶。纽约州赫斯特大厦由英国建筑师诺曼福斯特设计，是赫斯特出版公司的总部。该建筑是原赫斯特总部的延伸，1928年建成的六层建筑，共46层。它的三角形设计风格与石砌六层基座形成鲜明对比。这是自2001年9月11日以来美国第一座破土动工的摩天大楼，也是纽约第一座绿色办公大楼赫斯