煤制甲醇耦合CCUS技术的全过程碳排放核算研究
吴天富1
金炜玲2
周斌3
任亚红4
廖振良5
1.新疆大学建筑工程学院,新疆乌鲁木齐 8300462.同济大学碳中和研究院,上海 200092;同济大学环境科学与工程学院,上海 2000923.新疆大学建筑工程学院,新疆乌鲁木齐 830046;新疆大学西北能源碳中和教育部工程研究中心,新疆乌鲁木齐 8300464.新疆广汇新能源有限公司,新疆哈密 8393035.新疆大学建筑工程学院,新疆乌鲁木齐 830046;同济大学碳中和研究院,上海 200092;同济大学环境科学与工程学院,上海 200092;新疆大学西北能源碳中和教育部工程研究中心,新疆乌鲁木齐 830046
摘要：煤制甲醇是甲醇生产的主要方式,但其高碳排放特性严重制约了行业的绿色低碳转型.尽管CO2捕集、利用与封存(CCUS)技术被视为实现大规模碳减排的有效手段,但其自身的能耗与泄漏风险会影响净减排效果.因此,开展全过程碳排放核算研究并科学评估CCUS技术的实际减排效果,对制定有效的减排措施至关重要.然而,煤制甲醇耦合CCUS技术的全过程工况复杂,且存在碳核算标准和指南难以应用、减排核证体系不完善等问题.为此,本研究构建了煤制甲醇耦合CCUS技术的全过程碳排放核算体系,旨在填补方法上的空白并准确评估CCUS技术的实际减排效果.通过界定系统边界、分层分类核算并结合Aspen Plus流程模拟,解决了传统方法在碳转移场景中的应用盲区.在此基础上,通过敏感性分析,探索了不确定因素对碳排放核算结果的影响,评价核算结果的可靠性和稳健性.基于某年产120万t煤制甲醇的典型工业案例,分析结果表明该案例的碳排放强度为3.00t CO2/t甲醇,而耦合CCUS技术后降至1.88 t CO2/t甲醇;尽管该案例中CO2捕集率达到83.1％,但受CCUS技术自身碳排放的影响,净减排率仅为37.8％.进一步分析指出,为减排效益最大化,需对产生CO2的煤气化单元及捕集CO2的酸性气体脱除单元的操作条件进行协同优化.案例研究表明,本研究提出的核算体系能够为煤制甲醇及其他类似的高碳工业过程提供科学有效的碳核算方法,明确碳排放特征,并准确评估CCUS技术的实际减排效果,为系统减排优化提供了理论依据.
关键词：煤制甲醇CCUS技术碳排放核算碳减排Aspen Plus模拟
分类号：X701(一般性问题)
资助基金：同济大学碳中和研究院资助课题(20230002)国家社会科学基金(21&ZD133)
论文发表日期：2025-12-30
在线出版日期：2025-12-18（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 14-26 )
英文信息