日前,北极星节能环保网从国家发改委获悉:为贯彻落实“十二五”规划《纲要》和《“十二五”控制温室气体排放工作方案》的有关要求,加快低碳技术的推广应用,促进2020年我国控制温室气体行动目标的实现,我们组织编制了《国家重点推广的低碳技术目录》,现向社会公开征求意见。具体技术详情如下:
31 二氧化碳捕集生产小苏打技术
一、技术名称:二氧化碳捕集生产小苏打技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:化工行业CCUS
四、该技术应用现状及产业化情况
利用燃煤电厂或化工生产过程中排放的二氧化碳生产碳酸盐产品是温室气体减排的重要途径之一。目前,在工业领域已经成功利用生产过程排放的二氧化碳生产小苏打、纳米碳酸钙等产品。其中,二氧化碳捕集生产小苏打技术已在我国河北张家口市、四川自贡市、广西来宾市等的工业企业得到应用。由于该技术还处于产业化初期发展阶段,目前推广比例较低。
五、技术内容
1. 技术原理
该技术包含二氧化碳捕集及提纯和小苏打生产两部分。通过高效变压吸附装置将烟道气中的CO2浓度由10%提升至40%以上,被吸附的二氧化碳与联碱装置中的纯碱或烧碱充分反应生成小苏打晶体,经离心机分离、干燥获得小苏打产品,实现二氧化碳的捕集及综合利用。
2. 关键技术
(1)高效变压吸附制取高浓度二氧化碳技术;
(2)纯碱、烧碱碳酸化制取医用碳酸氢钠关键技术;
(3)纯碱烧碱混配工艺技术。
3. 工艺流程
二氧化碳捕集生产小苏打技术工艺流程图见图1。
六、主要技术指标
1.变压吸附装置生产CO2浓度:≥40%;
2.单位热耗:≤3.5 GJ/tCO2;
3.小苏打产品质量达注射用碳酸氢钠指标。
图1二氧化碳捕集生产小苏打技术工艺流程图
七、技术鉴定情况
该技术于2008年获得自贡市科技进步二等奖,已获得1项国家发明专利。
八、典型用户及投资效益
典型用户:自贡鸿鹤化工股份有限公司,广西来宾永鑫糖业公司。
典型案例1
案例名称:自贡鸿鹤化工二氧化碳提浓制注射用碳酸氢钠项目
建设规模:年处理11000万Nm3烟道尾气。建设条件:尾气二氧化碳浓度10%以上。主要建设内容:新建一套二氧化碳捕集及生产小苏打系统。主要设备为吸附器、压缩机、碳化塔等。项目总投资6300万元,建设期1年。年减排量2.2万tCO2,减排成本80~200元/tCO2。年经济效益1150万元,投资回收期为6年。
典型案例2
案例名称:广西来宾永鑫糖业公司利用烟气除甘蔗汁杂质装置
建设规模:每小时处理5000Nm3烟道尾气。建设条件:具有锅炉设备,且运行稳定。主要建设内容:尾气二氧化碳浓度10%以上。项目总投资1850万元,建设期1年。年减排量7850tCO2,减排成本为80~200元/tCO2。年经济效益200万元,投资回收期为9年。
九、推广前景和减排潜力
该技术具有良好的社会效益和经济效益,在工业领域具有广阔的应用前景。预计未来5年推广将比例达到5%,可形成年碳减排能力为24万tCO2。
32 秸秆生物质炭农业应用技术
一、技术名称:秸秆生物质炭农业应用技术
二、技术类别:储碳技术
三、所属领域及适用范围:农业农田施肥及土壤改良领域
四、该技术应用现状及产业化情况
在厌氧或者绝氧的条件下对生物质进行热解,可产生含碳丰富的固体物质,称为生物质炭。由于生物质炭对土壤碳的增汇减排作用,未来将在农业和环境中具有的巨大应用前景。我国作为农业大国,有丰富的秸秆等生物质资源,目前秸秆生物质低温限氧热裂解技术已趋于成熟,连续式立窑、转窑设备已经成功开发,并在上海、天津、河南等地建有较大规模的炭化生产线。其中,生物质炭肥料、土壤改良技术已经完成中试,并在河南、山西和江苏等地实现产业化和农业示范应用。
五、技术内容
1. 技术原理
该技术在封闭限氧条件下,将农作物秸秆稍加破碎,于350~550℃下经热裂解产生气体、液体和固体三相物质。其中,固体部分主要是碱性的生物质炭,为基本保持植物细胞结构的富含稳定性碳(70%左右)和芳构化稳定有机质碳,并含有丰富的钾、硅、磷和钙、铁等养分;气体部分为生物质燃气;液体部分为木醋液。生物质炭用于农田,
能实现直接储碳,并通过抑制农田N2O排放而起到间接减排的作用。同时,利用生物质炭生产的复合缓释肥用于农田时,还能减少氮肥施用量。
2. 关键技术
(1)秸秆热裂解技术
在350~550℃之间实现生物质限氧热裂解炭化。
(2)生物质炭土壤储碳改良培肥技术
快速并大幅度提升土壤稳定态有机质,不增加甲烷排放,大幅度减少N2O排放,并显著改善土壤结构和实现保产增产。
(3)生物质炭复合缓释肥技术
采用不同性质及含量的化肥与生物质炭、木醋液和矿物材料混合造粒,使尿素氮与生物质炭颗粒低温复合形成有机桥键缓释性功能基,使生物质炭颗粒的复合和部分氮素转化为新含氮基,降低微生物硝化作用。
3. 工艺流程
秸秆生物质炭农业应用技术工艺流程图见图1。
图1秸秆生物质炭农业应用技术工艺流程图
六、主要技术指标
1.秸秆生物质炭生产技术指标
每吨干秸秆生产750m3以上生物质燃气,250公斤以上生物质炭和200公斤木醋液,燃气低位热值:≥5.1 MJ/Nm3。生物质炭中稳定态有机碳含量45%以上,重金属等指标优于有机肥标准(重金属:Pb<15mg/kg;Cd<0.3mg/kg;Ni<15mg/kg;Cu<25mg/kg;Zn<50mg/kg;As<0.1mg/kg;Hg<0.1mg/kg;Cr<0.1mg/kg),填充密度在0.5g/cm3以下。
2.土壤储碳改良培肥技术指标
生物质炭用量20吨/公顷,4年一次,土壤增碳10%以上;作物增产8~12%,改良盐碱地2年达产;农田N2O减排25%以上,土壤流失减少30%以上。
3.生物质炭缓释肥技术
每吨缓释肥节省化肥养分80公斤以上,肥料农业利用率提高10%以上;农田减少氮肥N2O排放损失25%以上;作物增产5%以上。
七、技术鉴定情况
该技术是2009年科技部的科技支撑计划项目和农业部生态环境财政项目,并于2012年通过教育部组织的科技成果鉴定。
八、典型用户及投资效益
典型用户:河南三利新能源有限公司,安徽拜尔福生物科技公司,江苏森茂生态科技公司等。
典型案例1
案例名称:河南商丘新能源有限公司生物质炭项目
建设规模:年产3万吨秸秆生物质炭。建设条件:秸秆资源丰富,具备秸秆收储运条件。主要建设内容:建设秸秆热裂解炭化立窑及生物质炭联产生产线。主要设备为日产15吨生物质炭的立窑5个,周产生物质炭20吨炭化池7个。项目总投资7500万元,建设期3年。年减排量20万tCO2,年经济效益1500万元,投资回收期5年。减排成本为700~1000元/tCO2。
典型案例2
案例名称:安徽拜尔福生物科技有限公司生物质炭基肥生产与应用
建设规模:年产10万吨秸秆生物质炭复合肥。建设条件:秸秆资源丰富,具备秸秆收储运条件。主要建设内容:建设NPK总养分≥37% 的生物质炭基有机无机缓释复混肥生产线。主要设备为秸秆池式炭化窑10 座,立窑3 座,转窑1 座,蒸汽造粒缓释肥生产线1 条。项目总投资8280万元,建设期3年。年减排量18万tCO2,年经济效益1500万元,投资回收期4年。减排成本为1000~1500元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
预计未来5年,全国将新增农业应用生物质炭250万t,可推广比例将达到未利用秸秆的5%,可形成年碳减排能力达520万tCO2。
33 杉木人工林增汇减排经营技术
一、技术名称:杉木人工林增汇减排经营技术
二、技术类别:储碳技术
三、所属领域及适用范围:林业 森林经营
四、该技术应用现状及产业化情况
林业碳汇技术是碳汇技术的重要手段之一,实现林业碳汇的主要方法有林木种植和林业经营两种途径。我国人工林面积居世界第一(占世界1/3),但人工林经营水平相对较低,平均蓄积量和碳密度均远低于世界平均水平。通过人工林增汇减排经营技术的应用,提升我国人工林的生产力和碳吸存能力,是增强我国森林碳汇功能的一个重要途径。杉木林是我国南方16省区最重要的商品林树种之一,面积达1239×104hm2,占全国人工林面积和蓄积的26.6%。该技术属于杉木林经营类技术,通过增加乔木层碳吸收量和减少土壤碳排放实现林地增汇及减排效果。目前该技术已在福建、浙江等地得到一定规模的应用,并取得了一定的经济效益和碳汇效果。
五、技术内容
1.技术原理
该技术通过增加乔木层碳吸收量和减少土壤碳排放两个途径来实现林地的碳汇。增强乔木层碳吸收量主要通过优化立地条件选择、经营模式(形成复层林冠结构)、经营轮伐期等实现;而减少土壤碳排放主要通过降低林地干扰、增加林地地表覆盖、降低土壤温度等,实现土壤碳排放和碳流失的减少。
2.关键技术
(1)立地条件选择和增汇减排经营模式优化技术
通过立地优化选择方案、林种选择优化方案和轮栽选择优化方案最终确定林地经营目标;
(2)林地减排技术
通过增加土壤固碳能力、避免全面除草减少地表温度、降低土壤碳分解等手段实现林地减碳;
(3)杉木林增汇减排经营轮伐期优化技术
根据杉木林成熟所需的采伐年龄,综合考虑更新期,进行轮伐期的优化。
3.工艺流程
杉木人工林增汇减排经营技术流程图见图1。
图1 杉木人工林增汇减排经营技术流程图
六、主要技术指标
1. 立地级在1、2级或立地质量Ⅰ、Ⅱ级;
2. 初植密度<2100株/hm2;
3. 幼林地地面覆盖>80%;
4. 首次间伐年龄7~10年,首次间伐保留密度<1200株/hm2;
5. 保留主伐株数<900株/hm2;
6. 碳汇轮伐期:32~35年生。
七、技术鉴定情况
该技术于2008年通过福建省科技厅组织的鉴定,2009年获得福建省科学技术奖一等奖。
八、典型用户及投资效益
典型用户:福建农林大学莘口教学林场、西芹教学林场等。
典型案例1
案例名称:福建农林大学三明莘口教学林场杉木观光木混交林
建设规模:50 hm2杉木林林场。建设条件:交通方便的杉木多代连栽地。主要建设内容:在杉木林多代连栽地上开展营造杉阔混交林,以及杉阔轮栽和留杉栽阔等经营方式。主要设备为罗盘仪,测高器等。项目总投资182万元,建设期30年。年减排量275 tCO2,30年可减排8250tCO2, 减排成本为20~50元/ tCO2。年经济效益23万元,投资回收期8年。
典型案例2
案例名称:福建农林大学西芹教学林场杉木多代连栽地改造项目
建设规模:50 hm2杉木林林场。建设条件:交通方便,划为用材林经营的杉木多代
连栽地。主要建设内容:在杉木林多代连栽地上开展营造杉阔混交林,以及杉阔轮栽和留杉栽阔等经营方式。主要设备为罗盘仪,测高器等。项目总投资145万元,建设期30年。年减排量303tCO2,30年可减排9075tCO2,减排成本为20~50元/tCO2。经济效益21万元,投资回收期7年。
九、推广前景和减排潜力
杉木人工林增汇减排经营技术是一种林业优化经营技术,可以在降低经营成本基础上实现增加森林的碳汇,具有良好的推广前景。目前,该技术在闽北地区的推广比例约达10%,预计未来5年的推广比例可达30%,经营30年可增加碳汇24万tCO2。
34 油料植物能源化利用过程的CO2减排技术
一、技术名称:油料植物能源化利用过程的CO2减排技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:林业、农业土地利用转化与废弃物处理
四、该技术应用现状及产业化情况
该技术已经累计在非耕地推广种植多个新型高光效能源植物良种,种植面积超过30万亩,能源林累计储碳约10万吨以上;生物液体燃料产量1万吨/年以上,年减少CO2排放超过3万吨;生产成型颗粒燃料2万吨/年以上,替代燃煤年减少CO2排放超过3万吨。目前,该技术的产业化尚处于发展阶段,具有很大的推广潜力。
五、技术内容
1. 技术原理
选育高产、高含油、高光效、高抗逆和土地适应性强的良种推广种植,实现储碳功能;采用生物质气化、液化、成型固化及热电联产技术等,用以替代部分燃煤,实现减排。
2. 关键技术
(1)能源植物定向培育技术
在能源植物培育阶段,利用定向生物育种技术选育出具有高产、高含油、高光效和抗逆光皮树和蓖麻良种等油料植物;
(2)压榨耦合浸提低温制油技术
在油料加工制油阶段,采用低温压榨、正丁醇研磨同步提取和近临界流体高效萃取等技术,完成蓖麻籽、光皮树果实和山苍籽等油料的处理,实现了油料的绿色高效制油;
(3)甘油沉降耦合酯交换技术
在原料油酯交换制备生物柴油阶段,采用甘油沉降耦合酯交换连续式反应技术,实现了生物柴油的连续式生产;并在酯交换反应体系中加入能降低油脂和低级醇分子间的界面能的非离子表面活性剂,提高油脂与低碳醇酯交换反应速率;
(4)颗粒燃料协同粘结复合成型技术
通过对油料饼粕生物改性,充分利用纤维类、糖类和蛋白质类的黏结能力,发挥协同粘结作用,改善颗粒燃料生产对生物质原料品种来源单一的不足;
(5)新型生物柴油催化剂技术
采用两种新型催化剂,酯化阶段用有机酸代替常用的硫酸催化剂,酯交换阶段用固体催化剂代替常用的氢氧化钠催化剂,通过“常压酯化、酯交换”等工艺,由长柄扁桃等油料植物生产出合格的生物柴油、生物重油、生物轻油、工业甘油等产品。该技术对原料油要求低,综合能耗和甲醇消耗低于平均水平,生产过程无新增污染物。
3. 工艺流程
该技术的减排原理图如图1所示。
图1 油料植物能源化利用过程的CO2减排技术原理图
油料植物能源化利用技术工艺流程图如图2所示。
图2 油料植物能源化利用技术工艺流程图
六、主要技术指标
1. 良种油料植物种植:光皮树果实含油率>30%,亩产油>100kg;蓖麻籽含油率>50%,亩产油>150kg;长柄扁桃种仁含油率>44%,亩产油>50kg;
2. 油料低温制油技术:加工温度<80oC,饼粕残油率<1%;
3. 清洁生产制备生物柴油技术:转化率>95%,最终产率>92%,产品纯度>98%;
4. 颗粒燃料协同成型技术:原料利用率>98%,成型率>93%。
七、技术鉴定情况
“新型生物柴油固体催化剂研究”于2008年通过了陕西省科技厅组织的科技成果鉴定;“原料广适性清洁工艺生产生物柴油关键技术与示范”于2010年通过了湖南科技厅组织的科技成果鉴定;“长柄扁桃高值综合开发及其沙漠治理应用”于2012年通过了陕西省科技厅组织的科技成果鉴定;“光皮树良种选育及其果实油脂资源利用技术”于2009年获得湖南省科技进步二等奖;“南方蓖麻新品种选育及其油脂利用技术”于2012年获得湖南省科技进步一等奖。此外,该技术还获得了数十项国家发明专利。
八、典型用户及投资效益
典型用户:湖南未名创林生物能源有限公司、湖南金荟生物科技有限公司、湖南理昂再生能源电力有限公司、榆林市生能生物科技有限公司、神木县生态保护建设协会、重庆天润能源有限公司等。
典型案例1
案例名称:湖南能源作物成型颗粒加工示范项目
建设规模:年产成型颗粒20000吨。项目建设条件:在黄河以南,长江流域至西南各地的石灰岩地区采用,利用山地和丘陵等非耕地,种植光皮树和蓖麻。生产选址应当在种植基地50 km以内,并距离工业区或城市等供能集中区100km以内。主要建设内容:20000吨/年成型颗粒生产线。主要设备为生物质锅炉和颗粒成型机等。项目总投资3000万元,建设期3年。年减排量2.75万tCO2,年经济效益1800万元,投资回收期约2年。减排成本为80~120元/tCO2。
典型案例2
案例名称:毛乌素沙漠长柄扁桃林基地项目
建设规模:26万亩。项目建设条件:在广大的北方沙漠地区,特别是年降雨量在150mm以上的干旱、半干旱区域,适宜种植土壤为沙地、黄土丘陵区、沙石地区。主要建设内容:在荒漠中建成26万亩长柄扁桃治沙基地,其中已挂果长柄扁桃面积为10000亩、200多亩苗圃、4座温室大棚等。主要设备为货车、收割机、灌溉车。项目总投资为2022万元,建设期为10年。项目年减排量约224万tCO2,年经济效益为440万元,
投资回收期约5年。减排成本为1~10元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
预计未来5年,该技术推广比例可达5%,累计推广光皮树良种、蓖麻良种、长柄扁桃等油料植物种植面积超过100万亩,形成生物质液体燃料生产能力达10万t/年,成型燃料生产能力达10万t/年,可形成年碳减排能力580万tCO2。