CO2控制現(xiàn)狀及減排技術(shù)CO2控制現(xiàn)狀及減排技術(shù)主要內(nèi)容★溫室效應(yīng)★全球變暖與CO2排放★減排CO2的努力★★利用方式的根本變革★技術(shù)研發(fā)思路主要內(nèi)容★溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)溫室氣體（1）水蒸氣水蒸氣不但是數(shù)量最多的溫室氣體，而且它還是氣候的一個反饋。地球的大氣變暖會導(dǎo)致水蒸氣數(shù)量增加，不過也可導(dǎo)致云層加厚或者降雨，這些都是溫室效應(yīng)最重要的反饋機制。溫室氣體（1）水蒸氣溫室氣體（2）二氧化碳二氧化碳是大氣中數(shù)量較少，但是非常重要的一種成分，這種氣體是通過呼吸和火山噴發(fā)等自然過程，以及砍伐森林、土地利用發(fā)生改變和燃燒化石燃料等人類活動產(chǎn)生的。從工業(yè)革命開始到現(xiàn)在，人為原因?qū)е碌拇髿饫锏亩趸紳舛仍黾恿巳种弧＿@是導(dǎo)致氣候變化的一個最為重要的長期因素。溫室氣體（2）二氧化碳溫室氣體（3）甲烷甲烷是一種通過天然污染源和人類活動產(chǎn)生的碳氫化合物氣體，掩埋的垃圾分解、農(nóng)業(yè)——尤其是稻子耕種、反芻動物消化食物、糞便處理以及家養(yǎng)動物都能產(chǎn)生這種氣體。從分子的層面上來說，甲烷是一種比二氧化碳更加活躍的溫室氣體。溫室氣體（3）甲烷溫室氣體（4）一氧化二氮這是土地耕種過程產(chǎn)生的一種溫室氣體，使用商業(yè)或者有機肥料、化石燃料燃燒、硝酸產(chǎn)品和生物燃料燃燒尤其更易產(chǎn)生這種氣體。溫室氣體（4）一氧化二氮溫室氣體（5）碳氟化合物它起源于工業(yè)，是一種具有多種應(yīng)用途徑的合成化合物，但是由于它能對臭氧層造成破壞，因此現(xiàn)在國際協(xié)定對這種產(chǎn)品進行嚴(yán)格管控，禁止把碳氟化合物釋放到大氣里。這些物質(zhì)也是溫室氣體。溫室氣體（5）碳氟化合物大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件地球氣候變化是否堪憂？工業(yè)革命以前，CO2含量極為穩(wěn)定。工業(yè)革命到1959年，大氣中的CO2濃度從大約280ppm增加到316ppm，增加了13%。僅在34年就增加到357ppm，又增加了13%，與前兩個世紀(jì)上升的幅度一樣大地球氣候變化是否堪憂？工業(yè)革命以前，CO2含量極為穩(wěn)定。工業(yè)大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件變酸的海洋“對近期海洋化學(xué)狀態(tài)的急劇變化深感憂心”，這些變化可能在幾十年內(nèi)“對海洋生物群落、食物鏈、生物多樣性及漁業(yè)造成嚴(yán)重影響”。變酸的海洋“對近期海洋化學(xué)狀態(tài)的急劇變化深感憂心”，這些變化變酸的海洋二氧化碳排放在對海洋造成改變。空氣與水頻繁進行氣體交換，因此，排入大氣的任何物質(zhì)，都會有一部分最終進入海洋。在風(fēng)力作用下，這些物質(zhì)迅速溶入深度大約幾百米的水域內(nèi)，之后經(jīng)過數(shù)百年的時間，洋流再將其運送到大海深處。過去二百里，人類排放的二氧化碳中有30%被海洋吸收。如今，海水仍在以每小時百萬噸左右的速度吸收二氧化碳。即便可以從今天起停止二氧化碳排放，要想讓海洋恢復(fù)至工業(yè)革命之前的化學(xué)狀態(tài)，也需要數(shù)萬年時間。變酸的海洋二氧化碳排放在對海洋造成改變。空氣與水頻繁進行氣體大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件全球CO2排放量分布全球CO2排放量分布大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件2009年排放量的國家清單2009年排放量的國家清單2010年排放量的國家清單CDIAC公布的2010年有限的幾個國家二氧化碳排放量。以下表格列出前列國家的每年的CO2排放量估算.2010年排放量的國家清單CDIAC公布的2010年有限的幾從1980年至2009年中國二氧化碳排放量(百萬噸)從1980年至2009年中國二氧化碳排放量(百萬噸)人均CO2排放量來自化石燃料使用和水泥生產(chǎn)的前5個排放地區(qū)的人均CO2排放量人均CO2排放量來自化石燃料使用和水泥生產(chǎn)的前5個排放地區(qū)的大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件全球CO2來源全球CO2來源中國CO2排放分布中國CO2排放分布減排CO2的國際努力1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(UNCED)154個國家簽署了《聯(lián)合國氣候變化框架條約》，規(guī)定發(fā)達國家為締約方，應(yīng)采取措施限制溫室氣體排放，同時要向發(fā)展中國家提供新的額外資金以支付發(fā)展中國家履行《公約》所需增加的費用，并采取一切可行的措施促進和方便有關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓的進行。1997年京都會議日本具有歷史性意義《京都議定書》規(guī)定部分發(fā)達國家在2008~2012年內(nèi)要將其CO2等溫室氣體排放水平比1990年平均減少5.2%。

2002年地球首腦峰會南非

《執(zhí)行計劃》《約翰內(nèi)斯堡宣言》

朱镕基總理宣布中國已核準(zhǔn)旨在延緩全球變暖的《京都議定書》減排CO2的國際努力1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(UNCE《框架條約》締約方作出了許多旨在解決氣候變化問題的承諾。每個締約方都必須定期提交專項報告，其內(nèi)容必須包含該締約方的溫室氣體排放信息，并說明為實施《公約》所執(zhí)行的計劃及具體措施。公約要求發(fā)達國家作為溫室氣體的排放大戶，采取具體措施限制溫室氣體的排放，并向發(fā)展中國家提供資金以支付他們履行公約義務(wù)所需的費用。發(fā)展中國家則不承擔(dān)具有法律約束力的限控義務(wù)。締約方每年都召開會議。

國際上所做的努力《框架條約》締約方作出了許多旨在解決氣候變化問題的承諾。每個國際上所做的努力從2005年2月16日起正式生效；有效期至2012年12月31日。2011年12月加拿大退出《議定書》國際上所做的努力從2005年2月16日起正式生效；大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件京都議定書的實施機制兩個發(fā)達國家之間可以進行排放額度買賣的“排放權(quán)交易”，即難以完成削減任務(wù)的國家，可以花錢從超額完成任務(wù)的國家買進超出的額度。以“凈排放量”計算溫室氣體排放量，即從本國實際排放量中扣除森林所吸收的二氧化碳的數(shù)量。可以采用綠色開發(fā)機制，促使發(fā)達國家和發(fā)展中國家共同減排溫室氣體。可以采用“集團方式”，即歐盟內(nèi)部的許多國家可視為一個整體，采取有的國家削減、有的國家增加的方法，在總體上完成減排任務(wù)。

2008年到2012年底是京都議定書的第一承諾期。

京都議定書的實施機制兩個發(fā)達國家之間可以進行排放額度買賣的“大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件哥本哈根世界氣候大會焦點問題主要問題集中在“責(zé)任共擔(dān)”。《哥本哈根協(xié)議》最終以備忘錄的形式在大會上通過，由各國自愿遵守。由于各方在減排目標(biāo)、“三可”問題（可測量、可報告和可核實）、長期目標(biāo)、資金等問題上分歧較大。《哥本哈根協(xié)議》最終沒有被大會通過。協(xié)議指出，應(yīng)對氣候變化的長期目標(biāo)是將全球變暖幅度控制在2℃以內(nèi)，但并未規(guī)定具體各國的減排量和各個國家的出資份額；只得到了一個無力的協(xié)議，這離形成一個有法律約束力的框架相距甚遠。哥本哈根世界氣候大會焦點問題主要問題集中在“責(zé)任共擔(dān)”。哥本哈根世界氣候大會哥本哈根世界氣候大會坎昆氣候大會2010年12月，退步的日本、遲疑的美國、不甚積極的歐盟、憤怒的小島國家，以及基礎(chǔ)四國的多方較量后，最終通過了《公約》和《議定書》兩項應(yīng)對氣候變化的決議。會議最大的成果在于挽救了聯(lián)合國氣候談判大會，各方得以繼續(xù)在這個框架內(nèi)討價還價，而更多的關(guān)鍵問題被留到了2011年的南非德班氣候大會來解決。坎昆氣候大會2010年12月，退步的日本、遲疑的美國、不甚積大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件資金問題成各方關(guān)注焦點根據(jù)2009年的《哥本哈根協(xié)議》和2010年的《坎昆協(xié)議》內(nèi)容，發(fā)達國家締約方應(yīng)于2010年至2012年期間向發(fā)展中國家提供總值為300億美元的快速啟動資金以幫助其應(yīng)對氣候變化，并于2013年至2020年間每年提供1000億美元的長期資金。在2011年的德班氣候大會上還通過了啟動綠色氣候基金的決議。但第一筆300億美元快速啟動資金的承諾期已過，許多發(fā)展中國家卻反映并未獲得發(fā)達國家的資金支持，而不少發(fā)達國家則表示已履行了快速啟動資金承諾，雙方各執(zhí)一詞，凸顯了資金管理上的不透明和信息不對稱問題。資金問題成各方關(guān)注焦點根據(jù)2009年的《哥本哈根協(xié)議》和20多哈氣候談判結(jié)局通過的決議中包括《京都議定書》修正案，從法律上確保了《議定書》第二承諾期在2013-2020年實施。盡管現(xiàn)實嚴(yán)峻，氣候談判卻離科學(xué)的要求越來越遠，日本、加拿大、新西蘭、俄羅斯等國接連從京都議定書第二承諾期中脫離，加入美國的行列，而日本、澳大利亞等也進一步降低了其減排目標(biāo)，都是極其不負責(zé)任的表現(xiàn)。多哈氣候談判結(jié)局通過的決議中包括《京都議定書》修正案，從法律大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件排放差距聯(lián)合國環(huán)境署的《排放差距報告》指出，各國的減排承諾與實現(xiàn)控制升溫2℃的目標(biāo)之間，存在著80-130億噸碳的差距而2011年全球總排放已經(jīng)比2020年需要達到的水平高出14%。世界銀行的最新報告更是警告說，“除非對氣候變暖采取更多行動，否則全球溫度將在本世紀(jì)末再上升4℃……這將使得沿海城市和窮人面對災(zāi)難性后果”。排放差距聯(lián)合國環(huán)境署的《排放差距報告》指出，各國的減排承諾與我國政策（一）2006年中國提出了2010年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2005年下降20％左右的約束性指標(biāo)。2007年6月國家發(fā)改委出臺的《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》對外發(fā)布，中國是發(fā)展中國家中第一個制定并實施應(yīng)對氣候變化國家方案的國家。2007年12月國家發(fā)改委會同有關(guān)部門制定《節(jié)能減排綜合性工作方案》印發(fā)。2010年8月10日國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于開展低碳省區(qū)和低碳城市試點工作的通知》，在廣東、杭州等5省8市開展低碳試點工作。我國政策（一）2006年中國提出了2010年單位國內(nèi)生產(chǎn)總我國政策（二）2010年11月，我國政府決定到2020年全國單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40-45%，作為約束性指標(biāo)納入“十二五”及其后的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中長期規(guī)劃，并制定相應(yīng)的國內(nèi)統(tǒng)計、監(jiān)測、考核辦法加以落實。中國還將通過大力發(fā)展可再生能源、積極推進核電建設(shè)等行動，到2020年使非化石能源占一次能源消費的比重達到15%左右；通過植樹造林和加強森林管理，森林面積比2005年增加4000萬公頃，森林蓄積量比2005年增加13億立方米。我國政策（二）2010年11月，我國政府決定到2020年全國CO2減排的可能方式CO2減排的可能方式CO2減排措施將電廠煙氣中的CO2進行捕集、存儲或資源化使用低碳燃料或發(fā)展替代性能源如天然氣，太陽能、水能、風(fēng)能及核能提高電力生產(chǎn)及能源使用的效率如采用超高參數(shù)鍋爐、熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱及發(fā)展燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組等CO2減排措施將電廠煙氣中的CO2進行捕集、存儲或資源化效率

與

減排

效率從

35%增加到40%，

CO2的減少超過10%

效率

與

減排

效率從

35%增加到40%，

CO2的減火電廠煙氣CO2捕集技術(shù)技術(shù)難點：火電廠煙氣中CO2濃度低，大約3~15%，導(dǎo)致分離回收困難，成本較高，而且會大大降低電廠發(fā)電效率。現(xiàn)有技術(shù)：溶劑吸收法、物理吸附法、膜系統(tǒng)法、低溫蒸餾法、O2/CO2循環(huán)燃燒法、化學(xué)鏈燃燒法目前為止，世界上所有商業(yè)上從電廠煙氣中捕集CO2的方法都是以單乙醇胺(MEA)溶劑為基礎(chǔ)的化學(xué)吸收法。火電廠煙氣CO2捕集技術(shù)技術(shù)難點：火電廠煙氣中CO2濃度低，高效減排的理念對如SO2、NOx、粉塵等有害污染物可通過排放限制和嚴(yán)厲的超標(biāo)懲罰法規(guī)進行監(jiān)督控制；而對CO2排放的控制則可通過征收CO2排放費促進企業(yè)盡可能采取提高效率的先進技術(shù)。電廠通過提高效率使其所得的經(jīng)濟效益因單位出力排放的減少而成倍增加，這大大刺激了電廠各種提高效率技術(shù)的積極性。高效減排的理念對如SO2、NOx、粉塵等有害污染物可通過排放環(huán)境更友好的能源利用方式★CO2/O2循環(huán)燃燒★零排放煤炭發(fā)電方式★吸收分離法★膜分離與碳吸附★碳隔離與資源化利用★“無悔”方案環(huán)境更友好的能源利用方式★CO2/O2循環(huán)燃燒傳統(tǒng)電廠空氣燃料電力CO2,H2O,SO2,NOx,CH4,HC,etc.鍋爐傳統(tǒng)電廠空氣燃料電力鍋爐O2

/CO2循環(huán)燃燒方式Oxy-FuelCombustion降低NOx排放較低的汞排放增強SO2脫除增加CO2濃度O2/CO2循環(huán)燃燒方式Oxy-FuelCombusti兩種燃燒方式的經(jīng)濟性比較由于必須使用制氧設(shè)備，這種新型燃燒方式的運行費用高于常規(guī)的不加脫硫脫硝的燃燒方式，但如果常規(guī)的燃燒方式加脫硫脫硝裝置，則兩者的費用相當(dāng)。如一臺100MW的機組，脫硫脫硝裝置的運行費用占電廠總運行費用的8-18%，而新型燃燒方式達到相同的脫硫脫硝率，其運行費用約占17%。兩種燃燒方式的經(jīng)濟性比較由于必須使用制氧設(shè)備，這種新型燃燒方LosAlamos國家實驗室最先提出了一種零排放的煤制氫/發(fā)電技術(shù)(ZECA)，其技術(shù)路線為：將高溫蒸氣和煤反應(yīng)生成氫氣和CO2，其中氫氣即被用作高溫固體-氧化劑燃料電池的燃料用于產(chǎn)生電力，CO2則和CaO反應(yīng)生成CaCO3，然后CaCO3在高溫下煅燒為高純度的CO2

，其CaO則被過程回收利用。釋放出來的CO2則和MgSO4反應(yīng)生成穩(wěn)定的可儲存的MgCO3礦物。煤的熱利用率可達70%，是目前的2倍。零排放燃煤發(fā)電技術(shù)LosAlamos國家實驗室最先提出了一種零排放的煤制氫/吸收分離法吸收分離法是利用吸收劑溶液對混合氣體進行洗滌來分離CO2的方法。按照吸收劑的不同，它可以分為物理吸收法和化學(xué)吸收法。物理溶劑吸收CO2沒有形成新的化合物。這種工藝通常采用甲醇作為吸收劑。工藝特點是不會加濕原料氣并且再生能耗低。在再生段，CO2從物理溶劑中閃蒸出來。吸收分離法吸收分離法是利用吸收劑溶液對混合氣體進行洗滌來分化學(xué)吸收法-胺法最普遍的溶劑是胺基溶劑，許多化合物都利用它來脫除酸性氣體,如一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)和二異丙醇胺(DIPA)，他們活性強而不僅限于CO2脫除。這些胺類溶劑也適合脫除其他酸性種類,如H2S。目前主要溶劑是甲基二乙醇胺(MEDA),采用MEDA的優(yōu)點是降低了再生負荷,降低了腐蝕性和提高了抗降解性。化學(xué)吸收法-胺法最普遍的溶劑是胺基溶劑，許多化合物都利用它氨吸收法回收CO2(一)在煙氣中噴淋氨水吸收CO2形成碳酸氫銨是一個復(fù)雜的氣－液化學(xué)反應(yīng)，其總的化學(xué)反應(yīng)過程如下：實際反應(yīng)過程比較復(fù)雜，要經(jīng)過一系列中間階段。其反應(yīng)過程大致如下：氨吸收法回收CO2(一)在煙氣中噴淋氨水吸收CO2形成碳酸氨吸收法回收CO2(二)去除其它污染物；氨的再生容易(可以得到高純度的CO2)

；稀氨水吸收容量遠大于MEA；反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸氫銨晶體，該產(chǎn)物為農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用的氮肥，具有一定的經(jīng)濟效益。氨吸收法回收CO2(二)去除其它污染物；膜分離技術(shù)過濾式膜分離:溶液或混合氣體置于固體膜的一側(cè)，在壓力差作用下，部分物質(zhì)透過膜而成為滲濾液或滲透氣；滲析式膜分離：被處理的溶液和接受液分別置于膜的兩側(cè)，料液中的某些溶質(zhì)或離子在濃度差、電位差的推動下，透過膜而分離出去，進入接受液中。膜分離技術(shù)過濾式膜分離:溶液或混合氣體置于固體膜的一側(cè)，在壓二氧化碳儲存技術(shù)多胺溶液吸收法富胺固體吸收劑技術(shù)碳酸鉀水溶液吸收法二氧化碳水合物捕獲技術(shù)干法可再生吸收劑技術(shù)稀土金屬氧化物吸收法有機溶劑吸收法室溫離子溶液吸收法二氧化碳儲存技術(shù)多胺溶液吸收法二氧化碳的深海處理二氧化碳的深海處理二氧化碳的地質(zhì)處理該方法具有存儲容量大，密封性能好等特點。可以用于二氧化碳儲存的地質(zhì)結(jié)構(gòu)包括：枯竭油氣田、深層鹽水庫、煤層等。二氧化碳的地質(zhì)處理增加采油量從美國GreatPlains合成燃料廠得到的CO2穿過國境線輸送到205英里遠的加拿大Saskatchewan，用于Weyburn油田的三次采油。CO2封存量約2000萬噸。2004年5月該項目第一階段結(jié)束,監(jiān)測結(jié)果表明沒有CO2泄露的痕跡。CO2封存項目每天增產(chǎn)石油6000桶,約占總產(chǎn)量的30%。增加采油量從美國GreatPlains合成燃料廠得到的C我國應(yīng)用情況全球已有１００余個二氧化碳捕獲與封存全流程項目（CCS）項目正在運行或即將運行，但都處于驗證摸索階段，僅在少數(shù)發(fā)達國家有小規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。2010年8月，中國首個CCS在內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)開工建設(shè)。從神華集團煤制油生產(chǎn)線中捕集二氧化碳，經(jīng)過提純、液化等環(huán)節(jié)，運送到距捕集地約17公里、地下約3000米的區(qū)域封存起來，從而減少二氧化碳的大氣排放。一期工程總造價約為2.1億元，將在2010年年底開始進行二氧化碳試注入，預(yù)計每年可減少10萬噸的二氧化碳，相當(dāng)于4150畝森林吸收的二氧化碳量。”我國應(yīng)用情況全球已有１００余個二氧化碳捕獲與封存全流程項目（CO2的陸地儲存植物從空氣中吸取二氧化碳，提供了一種天然的儲存方式。植樹造林、保護森林或者替換林木除了能夠帶來生態(tài)回報外，也促進了碳的轉(zhuǎn)化過程。CO2的陸地儲存植物從空氣中吸取二氧化碳，提供了一種天然的儲CO2的礦物儲存該技術(shù)原理是基于CO2與礦物在一定條件下反應(yīng)生成穩(wěn)定、無污染的碳酸鹽，以實現(xiàn)二氧化碳的儲存。例如CO2

與硅酸鹽礦物反應(yīng)生成碳酸鹽，二氧化硅和水并且放出熱量。CO2的礦物儲存該技術(shù)原理是基于CO2與礦物在一定條件下反應(yīng)“無悔”方案無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達國家都應(yīng)大力提倡“無悔”行動。所謂“無悔”行動，從經(jīng)濟學(xué)角度理解，是指那些不出現(xiàn)凈成本的環(huán)境保護行動。例如，提高能源效率既具有減排溫室氣體的作用，又有降低成本和提高效益的經(jīng)濟意義；植樹造林既可以帶來水土保持等生態(tài)效益和農(nóng)業(yè)效益，又可以增加清除CO2的“匯”，起到抑制溫室氣體濃度增加的作用。“無悔”行動的減排成本普遍低于其他減排方案。“無悔”方案無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達國家都應(yīng)大力提倡“無悔

我們?nèi)绾巍皽p碳”

我們?nèi)绾巍皽p碳”防止全球變暖的十個舉手之勞防止全球變暖的十個舉手之勞氣溫升高真是二氧化碳引起的嗎？第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)家、中科院副院長丁仲禮院士指責(zé)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）夸大了溫度對二氧化碳濃度的敏感度。他認為，以“溫度對二氧化碳濃度的高敏感度”為“邏輯起點”的現(xiàn)有國際減排方案是發(fā)達國家設(shè)下的“陷阱”――為發(fā)達國家設(shè)計了比發(fā)展中國家多數(shù)倍的未來人均排放權(quán)，其結(jié)果是要限制發(fā)展中國家的經(jīng)濟增長，加大富國與貧國的差距。

氣溫升高真是二氧化碳引起的嗎？第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)家、中科院副院長有很多研究結(jié)果表明，溫度的變化要超前于二氧化碳濃度的變化，所以說，溫度是控制二氧化碳變化最主要的因素，并不是二氧化碳是控制溫度變化的因素。6000年前，地球的溫度比現(xiàn)在還要高約1.5℃，我國中緯度地區(qū)要比現(xiàn)在溫暖潮濕得多。如果以冰河期結(jié)束后的1萬年為考察對象，看不出現(xiàn)在的氣候有什么不正常！在全球10多個較為有名的模式中，同樣將二氧化碳濃度從280ppm上升到560ppm，獲得的增溫幅度從1.5℃到6.4℃，差別竟達5℃之多。因此，所謂“二氧化碳翻倍，升溫2℃”的觀點，只是從多個模式模擬結(jié)果的平均值中得來，不能滿足科學(xué)實驗的基本要求。有很多研究結(jié)果表明，溫度的變化要超前于二氧化碳濃度的變化，所把甲烷等其他溫室氣體換算為二氧化碳，則大氣二氧化碳當(dāng)量濃度已經(jīng)達到甚至超過了450ppm，但一些學(xué)者所描述的災(zāi)難并沒有出現(xiàn)。IPCC的科學(xué)家們說，是大氣氣溶膠的致冷作用消抵了很大一部分二氧化碳的溫室效應(yīng)。對此，丁仲禮院士予以了直接駁斥，他說：“我們可以用非常簡單的觀察事實予以否定：一是南北半球比較，北半球排放的氣溶膠遠多于南半球，但北半球升溫幅度反高于南半球；二是冬夏季節(jié)比較，冬季氣溶膠濃度遠高于夏季，但其增溫幅度也高于夏季。”IPCC已經(jīng)正式承認，其2007年發(fā)表的氣候變化第四次評估報告中存在重大“失誤”，喜馬拉雅冰川將在2035年消失的結(jié)論嚴(yán)重違背事實。丁仲禮院士指出，中國科學(xué)家對氣候變化及碳排放問題應(yīng)該有自己獨立的思考，不能人云亦云。把甲烷等其他溫室氣體換算為二氧化碳，則大氣二氧化碳當(dāng)量濃度已本章結(jié)束本章結(jié)束CO2控制現(xiàn)狀及減排技術(shù)CO2控制現(xiàn)狀及減排技術(shù)主要內(nèi)容★溫室效應(yīng)★全球變暖與CO2排放★減排CO2的努力★★利用方式的根本變革★技術(shù)研發(fā)思路主要內(nèi)容★溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)溫室氣體（1）水蒸氣水蒸氣不但是數(shù)量最多的溫室氣體，而且它還是氣候的一個反饋。地球的大氣變暖會導(dǎo)致水蒸氣數(shù)量增加，不過也可導(dǎo)致云層加厚或者降雨，這些都是溫室效應(yīng)最重要的反饋機制。溫室氣體（1）水蒸氣溫室氣體（2）二氧化碳二氧化碳是大氣中數(shù)量較少，但是非常重要的一種成分，這種氣體是通過呼吸和火山噴發(fā)等自然過程，以及砍伐森林、土地利用發(fā)生改變和燃燒化石燃料等人類活動產(chǎn)生的。從工業(yè)革命開始到現(xiàn)在，人為原因?qū)е碌拇髿饫锏亩趸紳舛仍黾恿巳种弧＿@是導(dǎo)致氣候變化的一個最為重要的長期因素。溫室氣體（2）二氧化碳溫室氣體（3）甲烷甲烷是一種通過天然污染源和人類活動產(chǎn)生的碳氫化合物氣體，掩埋的垃圾分解、農(nóng)業(yè)——尤其是稻子耕種、反芻動物消化食物、糞便處理以及家養(yǎng)動物都能產(chǎn)生這種氣體。從分子的層面上來說，甲烷是一種比二氧化碳更加活躍的溫室氣體。溫室氣體（3）甲烷溫室氣體（4）一氧化二氮這是土地耕種過程產(chǎn)生的一種溫室氣體，使用商業(yè)或者有機肥料、化石燃料燃燒、硝酸產(chǎn)品和生物燃料燃燒尤其更易產(chǎn)生這種氣體。溫室氣體（4）一氧化二氮溫室氣體（5）碳氟化合物它起源于工業(yè)，是一種具有多種應(yīng)用途徑的合成化合物，但是由于它能對臭氧層造成破壞，因此現(xiàn)在國際協(xié)定對這種產(chǎn)品進行嚴(yán)格管控，禁止把碳氟化合物釋放到大氣里。這些物質(zhì)也是溫室氣體。溫室氣體（5）碳氟化合物大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件地球氣候變化是否堪憂？工業(yè)革命以前，CO2含量極為穩(wěn)定。工業(yè)革命到1959年，大氣中的CO2濃度從大約280ppm增加到316ppm，增加了13%。僅在34年就增加到357ppm，又增加了13%，與前兩個世紀(jì)上升的幅度一樣大地球氣候變化是否堪憂？工業(yè)革命以前，CO2含量極為穩(wěn)定。工業(yè)大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件變酸的海洋“對近期海洋化學(xué)狀態(tài)的急劇變化深感憂心”，這些變化可能在幾十年內(nèi)“對海洋生物群落、食物鏈、生物多樣性及漁業(yè)造成嚴(yán)重影響”。變酸的海洋“對近期海洋化學(xué)狀態(tài)的急劇變化深感憂心”，這些變化變酸的海洋二氧化碳排放在對海洋造成改變。空氣與水頻繁進行氣體交換，因此，排入大氣的任何物質(zhì)，都會有一部分最終進入海洋。在風(fēng)力作用下，這些物質(zhì)迅速溶入深度大約幾百米的水域內(nèi)，之后經(jīng)過數(shù)百年的時間，洋流再將其運送到大海深處。過去二百里，人類排放的二氧化碳中有30%被海洋吸收。如今，海水仍在以每小時百萬噸左右的速度吸收二氧化碳。即便可以從今天起停止二氧化碳排放，要想讓海洋恢復(fù)至工業(yè)革命之前的化學(xué)狀態(tài)，也需要數(shù)萬年時間。變酸的海洋二氧化碳排放在對海洋造成改變。空氣與水頻繁進行氣體大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件全球CO2排放量分布全球CO2排放量分布大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件2009年排放量的國家清單2009年排放量的國家清單2010年排放量的國家清單CDIAC公布的2010年有限的幾個國家二氧化碳排放量。以下表格列出前列國家的每年的CO2排放量估算.2010年排放量的國家清單CDIAC公布的2010年有限的幾從1980年至2009年中國二氧化碳排放量(百萬噸)從1980年至2009年中國二氧化碳排放量(百萬噸)人均CO2排放量來自化石燃料使用和水泥生產(chǎn)的前5個排放地區(qū)的人均CO2排放量人均CO2排放量來自化石燃料使用和水泥生產(chǎn)的前5個排放地區(qū)的大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件全球CO2來源全球CO2來源中國CO2排放分布中國CO2排放分布減排CO2的國際努力1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(UNCED)154個國家簽署了《聯(lián)合國氣候變化框架條約》，規(guī)定發(fā)達國家為締約方，應(yīng)采取措施限制溫室氣體排放，同時要向發(fā)展中國家提供新的額外資金以支付發(fā)展中國家履行《公約》所需增加的費用，并采取一切可行的措施促進和方便有關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓的進行。1997年京都會議日本具有歷史性意義《京都議定書》規(guī)定部分發(fā)達國家在2008~2012年內(nèi)要將其CO2等溫室氣體排放水平比1990年平均減少5.2%。

2002年地球首腦峰會南非

《執(zhí)行計劃》《約翰內(nèi)斯堡宣言》

朱镕基總理宣布中國已核準(zhǔn)旨在延緩全球變暖的《京都議定書》減排CO2的國際努力1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(UNCE《框架條約》締約方作出了許多旨在解決氣候變化問題的承諾。每個締約方都必須定期提交專項報告，其內(nèi)容必須包含該締約方的溫室氣體排放信息，并說明為實施《公約》所執(zhí)行的計劃及具體措施。公約要求發(fā)達國家作為溫室氣體的排放大戶，采取具體措施限制溫室氣體的排放，并向發(fā)展中國家提供資金以支付他們履行公約義務(wù)所需的費用。發(fā)展中國家則不承擔(dān)具有法律約束力的限控義務(wù)。締約方每年都召開會議。

國際上所做的努力《框架條約》締約方作出了許多旨在解決氣候變化問題的承諾。每個國際上所做的努力從2005年2月16日起正式生效；有效期至2012年12月31日。2011年12月加拿大退出《議定書》國際上所做的努力從2005年2月16日起正式生效；大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件京都議定書的實施機制兩個發(fā)達國家之間可以進行排放額度買賣的“排放權(quán)交易”，即難以完成削減任務(wù)的國家，可以花錢從超額完成任務(wù)的國家買進超出的額度。以“凈排放量”計算溫室氣體排放量，即從本國實際排放量中扣除森林所吸收的二氧化碳的數(shù)量。可以采用綠色開發(fā)機制，促使發(fā)達國家和發(fā)展中國家共同減排溫室氣體。可以采用“集團方式”，即歐盟內(nèi)部的許多國家可視為一個整體，采取有的國家削減、有的國家增加的方法，在總體上完成減排任務(wù)。

2008年到2012年底是京都議定書的第一承諾期。

京都議定書的實施機制兩個發(fā)達國家之間可以進行排放額度買賣的“大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件哥本哈根世界氣候大會焦點問題主要問題集中在“責(zé)任共擔(dān)”。《哥本哈根協(xié)議》最終以備忘錄的形式在大會上通過，由各國自愿遵守。由于各方在減排目標(biāo)、“三可”問題（可測量、可報告和可核實）、長期目標(biāo)、資金等問題上分歧較大。《哥本哈根協(xié)議》最終沒有被大會通過。協(xié)議指出，應(yīng)對氣候變化的長期目標(biāo)是將全球變暖幅度控制在2℃以內(nèi)，但并未規(guī)定具體各國的減排量和各個國家的出資份額；只得到了一個無力的協(xié)議，這離形成一個有法律約束力的框架相距甚遠。哥本哈根世界氣候大會焦點問題主要問題集中在“責(zé)任共擔(dān)”。哥本哈根世界氣候大會哥本哈根世界氣候大會坎昆氣候大會2010年12月，退步的日本、遲疑的美國、不甚積極的歐盟、憤怒的小島國家，以及基礎(chǔ)四國的多方較量后，最終通過了《公約》和《議定書》兩項應(yīng)對氣候變化的決議。會議最大的成果在于挽救了聯(lián)合國氣候談判大會，各方得以繼續(xù)在這個框架內(nèi)討價還價，而更多的關(guān)鍵問題被留到了2011年的南非德班氣候大會來解決。坎昆氣候大會2010年12月，退步的日本、遲疑的美國、不甚積大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件資金問題成各方關(guān)注焦點根據(jù)2009年的《哥本哈根協(xié)議》和2010年的《坎昆協(xié)議》內(nèi)容，發(fā)達國家締約方應(yīng)于2010年至2012年期間向發(fā)展中國家提供總值為300億美元的快速啟動資金以幫助其應(yīng)對氣候變化，并于2013年至2020年間每年提供1000億美元的長期資金。在2011年的德班氣候大會上還通過了啟動綠色氣候基金的決議。但第一筆300億美元快速啟動資金的承諾期已過，許多發(fā)展中國家卻反映并未獲得發(fā)達國家的資金支持，而不少發(fā)達國家則表示已履行了快速啟動資金承諾，雙方各執(zhí)一詞，凸顯了資金管理上的不透明和信息不對稱問題。資金問題成各方關(guān)注焦點根據(jù)2009年的《哥本哈根協(xié)議》和20多哈氣候談判結(jié)局通過的決議中包括《京都議定書》修正案，從法律上確保了《議定書》第二承諾期在2013-2020年實施。盡管現(xiàn)實嚴(yán)峻，氣候談判卻離科學(xué)的要求越來越遠，日本、加拿大、新西蘭、俄羅斯等國接連從京都議定書第二承諾期中脫離，加入美國的行列，而日本、澳大利亞等也進一步降低了其減排目標(biāo)，都是極其不負責(zé)任的表現(xiàn)。多哈氣候談判結(jié)局通過的決議中包括《京都議定書》修正案，從法律大氣污染控制工程第12章：CO2控制現(xiàn)狀及減排技課件排放差距聯(lián)合國環(huán)境署的《排放差距報告》指出，各國的減排承諾與實現(xiàn)控制升溫2℃的目標(biāo)之間，存在著80-130億噸碳的差距而2011年全球總排放已經(jīng)比2020年需要達到的水平高出14%。世界銀行的最新報告更是警告說，“除非對氣候變暖采取更多行動，否則全球溫度將在本世紀(jì)末再上升4℃……這將使得沿海城市和窮人面對災(zāi)難性后果”。排放差距聯(lián)合國環(huán)境署的《排放差距報告》指出，各國的減排承諾與我國政策（一）2006年中國提出了2010年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2005年下降20％左右的約束性指標(biāo)。2007年6月國家發(fā)改委出臺的《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》對外發(fā)布，中國是發(fā)展中國家中第一個制定并實施應(yīng)對氣候變化國家方案的國家。2007年12月國家發(fā)改委會同有關(guān)部門制定《節(jié)能減排綜合性工作方案》印發(fā)。2010年8月10日國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于開展低碳省區(qū)和低碳城市試點工作的通知》，在廣東、杭州等5省8市開展低碳試點工作。我國政策（一）2006年中國提出了2010年單位國內(nèi)生產(chǎn)總我國政策（二）2010年11月，我國政府決定到2020年全國單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40-45%，作為約束性指標(biāo)納入“十二五”及其后的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中長期規(guī)劃，并制定相應(yīng)的國內(nèi)統(tǒng)計、監(jiān)測、考核辦法加以落實。中國還將通過大力發(fā)展可再生能源、積極推進核電建設(shè)等行動，到2020年使非化石能源占一次能源消費的比重達到15%左右；通過植樹造林和加強森林管理，森林面積比2005年增加4000萬公頃，森林蓄積量比2005年增加13億立方米。我國政策（二）2010年11月，我國政府決定到2020年全國CO2減排的可能方式CO2減排的可能方式CO2減排措施將電廠煙氣中的CO2進行捕集、存儲或資源化使用低碳燃料或發(fā)展替代性能源如天然氣，太陽能、水能、風(fēng)能及核能提高電力生產(chǎn)及能源使用的效率如采用超高參數(shù)鍋爐、熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱及發(fā)展燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組等CO2減排措施將電廠煙氣中的CO2進行捕集、存儲或資源化效率

與

減排

效率從

35%增加到40%，

CO2的減少超過10%

效率

與

減排

效率從

35%增加到40%，

CO2的減火電廠煙氣CO2捕集技術(shù)技術(shù)難點：火電廠煙氣中CO2濃度低，大約3~15%，導(dǎo)致分離回收困難，成本較高，而且會大大降低電廠發(fā)電效率。現(xiàn)有技術(shù)：溶劑吸收法、物理吸附法、膜系統(tǒng)法、低溫蒸餾法、O2/CO2循環(huán)燃燒法、化學(xué)鏈燃燒法目前為止，世界上所有商業(yè)上從電廠煙氣中捕集CO2的方法都是以單乙醇胺(MEA)溶劑為基礎(chǔ)的化學(xué)吸收法。火電廠煙氣CO2捕集技術(shù)技術(shù)難點：火電廠煙氣中CO2濃度低，高效減排的理念對如SO2、NOx、粉塵等有害污染物可通過排放限制和嚴(yán)厲的超標(biāo)懲罰法規(guī)進行監(jiān)督控制；而對CO2排放的控制則可通過征收CO2排放費促進企業(yè)盡可能采取提高效率的先進技術(shù)。電廠通過提高效率使其所得的經(jīng)濟效益因單位出力排放的減少而成倍增加，這大大刺激了電廠各種提高效率技術(shù)的積極性。高效減排的理念對如SO2、NOx、粉塵等有害污染物可通過排放環(huán)境更友好的能源利用方式★CO2/O2循環(huán)燃燒★零排放煤炭發(fā)電方式★吸收分離法★膜分離與碳吸附★碳隔離與資源化利用★“無悔”方案環(huán)境更友好的能源利用方式★CO2/O2循環(huán)燃燒傳統(tǒng)電廠空氣燃料電力CO2,H2O,SO2,NOx,CH4,HC,etc.鍋爐傳統(tǒng)電廠空氣燃料電力鍋爐O2

/CO2循環(huán)燃燒方式Oxy-FuelCombustion降低NOx排放較低的汞排放增強SO2脫除增加CO2濃度O2/CO2循環(huán)燃燒方式Oxy-FuelCombusti兩種燃燒方式的經(jīng)濟性比較由于必須使用制氧設(shè)備，這種新型燃燒方式的運行費用高于常規(guī)的不加脫硫脫硝的燃燒方式，但如果常規(guī)的燃燒方式加脫硫脫硝裝置，則兩者的費用相當(dāng)。如一臺100MW的機組，脫硫脫硝裝置的運行費用占電廠總運行費用的8-18%，而新型燃燒方式達到相同的脫硫脫硝率，其運行費用約占17%。兩種燃燒方式的經(jīng)濟性比較由于必須使用制氧設(shè)備，這種新型燃燒方LosAlamos國家實驗室最先提出了一種零排放的煤制氫/發(fā)電技術(shù)(ZECA)，其技術(shù)路線為：將高溫蒸氣和煤反應(yīng)生成氫氣和CO2，其中氫氣即被用作高溫固體-氧化劑燃料電池的燃料用于產(chǎn)生電力，CO2則和CaO反應(yīng)生成CaCO3，然后CaCO3在高溫下煅燒為高純度的CO2

，其CaO則被過程回收利用。釋放出來的CO2則和MgSO4反應(yīng)生成穩(wěn)定的可儲存的MgCO3礦物。煤的熱利用率可達70%，是目前的2倍。零排放燃煤發(fā)電技術(shù)LosAlamos國家實驗室最先提出了一種零排放的煤制氫/吸收分離法吸收分離法是利用吸收劑溶液對混合氣體進行洗滌來分離CO2的方法。按照吸收劑的不同，它可以分為物理吸收法和化學(xué)吸收法。物理溶劑吸收CO2沒有形成新的化合物。這種工藝通常采用甲醇作為吸收劑。工藝特點是不會加濕原料氣并且再生能耗低。在再生段，CO2從物理溶劑中閃蒸出來。吸收分離法吸收分離法是利用吸收劑溶液對混合氣體進行洗滌來分化學(xué)吸收法-胺法最普遍的溶劑是胺基溶劑，許多化合物都利用它來脫除酸性氣體,如一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)和二異丙醇胺(DIPA)，他們活性強而不僅限于CO2脫除。這些胺類溶劑也適合脫除其他酸性種類,如H2S。目前主要溶劑是甲基二乙醇胺(MEDA),采用MEDA的優(yōu)點是降低了再生負荷,降低了腐蝕性和提高了抗降解性。化學(xué)吸收法-胺法最普遍的溶劑是胺基溶劑，許多化合物都利用它氨吸收法回收CO2(一)在煙氣中噴淋氨水吸收CO2形成碳酸氫銨是一個復(fù)雜的氣－液化學(xué)反應(yīng)，其總的化學(xué)反應(yīng)過程如下：實際反應(yīng)過程比較復(fù)雜，要經(jīng)過一系列中間階段。其反應(yīng)過程大致如下：氨吸收法回收CO2(一)在煙氣中噴淋氨水吸收CO2形成碳酸氨吸收法回收CO2(二)去除其它污染物；氨的再生容易(可以得到高純度的CO2)

；稀氨水吸收容量遠大于MEA；反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸氫銨晶體，該產(chǎn)物為農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用的氮肥，具有一定的經(jīng)濟效益。氨吸收法回收CO2(二)去除其它污染物；膜分離技術(shù)過濾式膜分離:溶液或混合氣體置于固體膜的一側(cè)，在壓力差作用下，部分物質(zhì)透過膜而成為滲濾液或滲透氣；滲析式膜分離：被處理的溶液和接受液分別置于膜的兩側(cè)，料液中的某些溶質(zhì)或離子在濃度差、電位差的推動下，透過膜而分離出去，進入接受液中。膜分離技術(shù)過濾式膜分離:溶液或混合氣體置于固體膜的一側(cè)，在壓二氧化碳儲存技術(shù)多胺溶液吸收法富胺固體吸收劑技術(shù)碳酸鉀水溶液吸收法二氧化碳水合物捕獲技術(shù)干法可再生吸收劑技術(shù)稀土金屬氧化物吸收法有機溶劑吸收法室溫離子溶液吸收法二氧化碳儲存技術(shù)多胺溶液吸收法二氧化碳的深海處理二氧化碳的深海處理二氧化碳的地質(zhì)處理該方法具有存儲容量大，密封性能好等特點。可以用于二氧化碳儲存的地質(zhì)結(jié)構(gòu)包括：枯竭油氣田、深層鹽水庫、煤層等。二氧化碳的地質(zhì)處理增加采油量從美國GreatPlains合成燃料廠得到的CO2穿過國境線輸送到205英里遠的加拿大Saskatchewan，用于Weyburn油田的三次采油。CO2封存量約2000萬噸。2004年5月該項目第一階段結(jié)束,監(jiān)測結(jié)果表明沒有CO2泄露的痕跡。CO2封存項目每天增產(chǎn)石油6000桶,約占總產(chǎn)量的