利用捕集CO2制燃料化学品储存可再生能源电力的能效分析与评价

宋鹏翔，赵 波，杨岑玉，王 乐，金 翼，杨士慧



利用捕集CO2制燃料化学品储存可再生能源电力的能效分析与评价

宋鹏翔，赵 波，杨岑玉，王 乐，金 翼，杨士慧

（国网智能电网研究院，北京 102209）

本文介绍了国际上利用可再生能源结合捕集CO2制燃料的最新技术进展。以化学合成的反应热力学为基础，通过分析计算与流程模拟，得到捕集CO2制燃料化学品储电的能耗与㶲流，初步评估了甲醇作为储存电能介质的能效，并与氢储能及甲烷储能进行了比较分析。比较结果表明，氢储能流程最短，效率最高，但是没有固碳的作用。对于实现储能与固碳，甲醇的氢原子经济性较好。甲烷产物热值与反应热都较高。甲醇储能效率损失主要由前端电解制氢环节造成。

二氧化碳；甲醇；甲烷；氢；储能；可再生能源

1 CO2利用与储能

我国于2014年在《中美气候变化联合声明》中正式提出2030年前停止增加CO2排放，并将于2030 年将非化石能源在一次能源中的比例提升到20%。这一庄严的承诺为可再生能源的大规模利用与CO2减排工作指出了具体的行动目标[1]。这两大目标的实现要求能源电力企业采取有效的行动和技术创新来应对气候变化问题，促进能源结构向低碳清洁转变。CO2的捕集、储存与利用（carbon capture storage utilization，CCSU）被认为是一种减少温室气体排放的有效手段，涉及众多的技术方案，图1根据利用过程的不同阶段列举了4种主要的技术路线。

CCUS技术的可行性已经得到了较好的验证，然而大规模采用仍然面临生态环境与成本方面的诸多 挑战。……