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      22|碳中和需求技術之能源消費端技術需求
      2024-05-11



      “用綠電、綠氫等替代煤、油、氣,從理論上講是不難做到的,但工藝和設備的再造重建絕不是一件簡單的事?!?/p>

      能源消費端的減碳有兩個關鍵詞,一是替代,二是重建。所謂替代就是用綠電、綠氫、地熱等非碳能源替代傳統的煤、油、氣,而重建則強調在替代過程中,一系列工藝過程需要重新建立。對此,我們可分九個領域,對能源消費端的低碳化所需研發的技術或替代方式分別作出簡單介紹。



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      1

      建筑部門應在三個方面發力

      首先是對建筑本身作出節能化改造;其次是針對城市的建筑用能,包括取暖/制冷和家庭炊事等,均應以綠電和地熱為主;農村的家庭用能,則可采用屋頂光伏+淺層地熱+生活沼氣+太陽能集熱器+外來綠電的綜合互補方式。


      2

      交通部門可著眼于五個方面

      未來私家車以純電動車為主;重卡、長途客運可以氫燃料電池為主;鐵路運輸以電氣化改造為主,特殊地形和路段可采用氫燃料電池,同時發展磁懸浮高速列車;船舶運輸行業中的內河航運可用蓄電池,遠航宜用氫燃料電池或以二氧化碳排放相對較少的液化天然氣作為動力;航空則可用生物航空煤油達到低碳目標。


      3

      鋼鐵行業碳排放主要來自煉焦和焦炭煉鐵,它可分兩階段實現低碳化

      第一階段是對煉焦爐、高爐等的余熱、余能作充分利用,同時用鋼化聯產的方式把煉鋼高爐中的副產品充分利用起來。第二階段是逐步用新的低碳化工藝取代傳統工藝,研發和完善富氧高爐煉鋼工藝,煉鋼過程中以綠氫作還原劑取代焦炭,對廢鋼重煉用短流程清潔煉鋼技術等。



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      4

      我國建材行業的排放主要來自水泥、陶瓷、玻璃的生產,其中80%來自水泥

      建材行業低碳化應從三方面研發技術,一是用電石渣、粉煤灰、鋼渣、硅鈣渣、各類礦渣代替石灰石作為煅燒水泥的原料,從原料利用上減少碳排放的可能性;二是煅燒水泥時,盡可能用綠電、綠氫、生物質替代煤炭;三是用綠電作能源生產陶瓷和玻璃。


      5

      化工排放來自兩大方面

      一是生產過程用煤、天然氣作能源,二是用煤、油、氣作原材料生產化工產品時的“減碳”,比如用煤生產乙烯,需要加氫減碳,其中加的氫如果不是綠氫,就會有碳排放,減的碳一般會作為二氧化碳排放到大氣中。因此,化工行業的低碳化應從四個方面入手,一是蒸餾、焙燒等工藝過程用綠電、綠氫;二是對余熱、余能作充分的利用;三是適當控制煤化工規模,條件許可時盡量用天然氣作原料;四是對二氧化碳作捕集—利用處理。


      6

      有色工業中的碳排放主要來自選礦、冶煉兩個過程

      在整個冶金行業排放中,鋁工業排放占比在80%以上,因為電解鋁工藝用碳素作陽極,碳素在電解過程中會被氧化成二氧化碳排放。因此,冶金工業的低碳化有四步,一是在選礦、冶煉過程中盡可能用綠電;二是研發綠色材料取代電解槽中的碳素陽極;三是對電解槽本身作出節能化改造;四是對鋁廢金屬作回收再生利用。


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      7

      在其他工業領域中

      食品加工業、造紙業、纖維制造業、紡織行業、醫藥行業等也有一定量的碳排放,其排放來源主要有兩個方面,一是生產加工過程中用的煤、油、氣,二是其廢棄物產生的排放。其它工業領域的低碳化改造主要在于用綠電替代化石能源,同時做好廢棄物的回收再利用。


      8

      服務業是一個龐大的領域,但服務業以“間接排放”為主

      服務業用電一般被統計到電力系統碳排放中,運輸過程中的用油一般被統計到交通排放中,建筑物中的用能(包括餐飲業的用氣)則被統計到建筑排放中,似乎“直接排放”的量并不大。但這樣說,并不是說服務業可以置身于低碳化之事外,恰恰相反,服務業亦有可以“主動作為”的地方,這一方面是大力做好節能工作,另一方面是盡可能用電能替代化石能源的使用。


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      9

      農業的碳排放主要來自農業機械的使

      與此同時,農業中的畜牧養殖業以及種植業是甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)的主要排放源,而這二者的溫室效應能力是同當量二氧化碳的數十倍至數百倍。從這樣的前提出發,農業的低碳化一是農業機械用綠電、綠氫替代柴油作動力;二是從田間管理的角度,挖掘能減少甲烷和氧化亞氮排放但不影響作物產量的技術;三是研發出減少畜牧業碳排放的技術;四是盡可能增加農業土壤的碳含量。

      根據這九方面的介紹,我們可以看出:在能源消費端用綠電、綠氫等替代煤、油、氣,從理論上講是不難做到的,但工藝和設備的再造重建絕不是一件簡單的事。同時我們也可以想象,這樣的替代和重建一定會增加最終消費品的成本。所以說,替代和重建需要時間。


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