化石燃料固碳,这项新技术有望替代CCUS

全世界每年化石能源利用过程中向大气排放大约360亿吨CO?，其中约20亿吨被海洋吸收，陆地生态系统吸收约7亿吨，人工利用量不到10亿吨。大气中的CO?浓度从工业革命前（150年前）的280ppm增加到目前的421ppm以上,中国CO?排放量近年来快速增长，超过欧盟与美国的总和，人均排放量也超过欧盟。中国面临的国际减排压力巨大，严重制约我国未来发展空间。

 

一、CO?传统减排路径主要有

●从源头进行控制的“无碳技术”(绿色能源和绿色碳汇)

●过程控制的“减碳技术”(现有工业和消费过程减排)

●在末端控制的39;去碳技术39;(捕集封存利用CO?(CCS/CCUS)

二、通过两种方式实现碳中和目标

 

1.不用碳：开发不用碳的绿色能源系统，代替现有化石能源工业经济体系。

2.“用碳不排碳”：开发“用碳（化石能源碳氢化合物）不排碳（二氧化碳）”的创新路线，进行化石能源利用科技的创新。

通过第二种39;用碳不排碳39;思路,山东大学朱维群教授开发出化石燃料环境友好的能源路线,即将化石燃料碳氢化合物在一定工艺条件转化为CO?（二氧化碳）和H?，将H?利用燃料电池发电；CO?在一定工艺过程条件下得到CO?含量最高的稳定固体产品三嗪醇。

目前二氧化碳固定利用方式

●一是大气中二氧化碳的固定利用:生态系统的光合作用,绿色植物在光照条件下将二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气,维持大气碳氧平衡。

●二是现有工业排放二氧化碳的捕集、封存、利用二氧化碳,目前CO?的捕集封存利用（CCS/CCUS）在国内外仍处于研发和示范阶段，面临着高成本、高能耗、长期安全性和可靠性不确定等突出问题。

●三是将化石能源所生成的二氧化碳直接在工业装置中转换成二氧化碳固定利用产品三嗪醇实现化石能源的能量和物质成分同时高效利用。

对比传统化石能源利用过程和山东大学新开发技术，传统能源利用化石燃料中的化学能必需先转变成热能、再转变成机械能、最后转化为电能，受卡诺循环及材料的限制，在机端所获得的能量效率只有33～35%；并且给人类生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声的污染。

新技术在工业过程中，化石燃料采用纯氧(O?,H?O）气化，高温净化，然后进行能量利用（发电等），最后将CO?、部分H?及伴生的N?（H?与N?合成NH?）在一定工艺过程条件下得到CO?含量最高的稳定固体产物三嗪醇（C?H?N?O?）。

该新技术具有以下优势

●在一套工艺过程装置中实现物质成分和能量同时高效利用,共容易进行能量的梯级利用和工艺过程的优化

●二氧化碳生成即固定,减少了二氧化碳的熵增过程

●大量能量释放可采用燃气轮机,废热锅炉,燃料电池等各种能量转换技术输出能量

●提高化石燃料利用效率

●三嗪醇是稳定的固体产品,可以长时间固碳,且产品用途广泛,产品经济效益显著

●该技术在现有化石燃料利用工业基础上进行改造,投资相对较小,可实施性高

●固碳量高

●可减轻绿色能源发展压力