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何谓减碳又如何减碳?

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发布日期:2021-11-20 来源:无知一熊 浏览次数:97
核心提示:何谓减碳,又如何减碳?减碳就是要减少大气中的二氧化碳含量。这里有个关键词大气,就二氧化碳而言,大气是开口系统(控制体),既有输入也有输出,大气与其环境之间二氧化碳交换如下图所示;要减少大气中的二氧化碳含量,就必须使输入大气的二氧化碳总量少于输出大气的二氧化碳总量,这是减碳之要。

1.关于减碳的总体认识

何谓减碳,又如何减碳?减碳就是要减少大气中的二氧化碳含量。这里有个关键词大气,就二氧化碳而言,大气是开口系统(控制体),既有输入也有输出,大气与其环境之间二氧化碳交换如下图所示;要减少大气中的二氧化碳含量,就必须使输入大气的二氧化碳总量少于输出大气的二氧化碳总量,这是减碳之要。

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如何减少二氧化碳的输入(大气)量?根本上讲就是要减少大气控制体之外的煤炭、石油、天然气等含碳燃料的燃烧,这类含碳燃料的燃烧产生新的二氧化碳并进入大气,导致大气二氧化碳含量净增加。

至于生物质燃料燃烧,因生物质的碳来自于大气中的二氧化碳(绿色植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳),燃烧生物质产生的二氧化碳回到大气,只是二氧化碳在大气内外完成一个循环;假如生物质燃烧利用的能量利用效率高至生物质燃烧利用机组(系统)可以自持(不需外加动力),那么,燃烧生物质回收能量将不会增加大气二氧化碳的含量(燃烧生物质回收能量虽然不减碳,但也不增碳,相较煤、油、气燃烧利用将增加大气的二氧化碳而言,燃烧生物质回收能量还是可取的)。

这就引出了含碳燃料燃烧利用的“效率”问题。不同的含碳燃料燃烧利用机组(系统)的能量利用效率不同,其利用单位能量的二氧化碳产量也不同;权衡利用单位能量的二氧化碳产量可给出含碳燃料及其燃烧利用机组(系统)的优劣;这说明,如果不能淘汰含碳燃料燃烧利用,便需要权衡单位发电量二氧化碳产量这个指标的高低。

以燃料燃烧发电为例(目前有蒸汽轮机发电和燃气轮机发电2种方式),生物质燃烧蒸汽轮机发电的发电效率约为22%(低于25%),大型火电厂蒸汽轮机发电的发电效率约为30%,天然气等气体燃料燃气轮机发电的发电效率高于40%;发电效率越高,单位二氧化碳产量的发电量便越大,换言之,单位发电量产生的二氧化碳量变越小,因此,即使含碳燃料燃烧发电,因机组发电效率不同,其单位发电量的二氧化碳产量也不同。根据单位发电量的二氧化碳产量尽可能小判据,天然气优于是煤炭,煤炭优于生物质,燃气轮机发电机组优于蒸汽轮机发电机组。

如何增大二氧化碳的输出(大气)量?目前最可靠的途径是增大光合作用的二氧化碳转化量,增大生物质及其他垃圾的物质利用比例以减少二氧化碳再次回到大气的量,其次是加强碳捕集、利用和封存。

2.关于减碳的建议

鉴于上述减碳的总体认识,减碳建议如下。

1)系统减碳。树立系统观,全国一盘棋,立足减少二氧化碳输入(大气)总量,系统减碳;重点减碳对象是煤、油、气燃烧利用领域,但在该领域也应按重要性、规模、能量利用效率和改造或替代成本分出减碳改造或替代的先后;避免各行各业各领域各机组(系统)平均化。要诀是系统减(二氧化碳的输入总量),而不是减某行某业某领域某机组(系统)(的二氧化碳产量),减碳不等于禁烧(煤、油、气)。

2)使用无碳能源。推广使用核能、水势能、太阳能、风能、潮汐能等无碳能源。

3)提高生物质综合利用水平。增大生物质及垃圾的物质利用比例,尽量减少生物质及垃圾焚烧利用比例。

4)提高效率。新建项目应采用较高能量利用效率的技术、工艺和设备,优先使用油、气燃料,推广煤改气和热电联供;推动旧项目节能节水节电和智能化、智慧化改造。

5)提高光合速率。提高绿化率,提高光合速率,加强二氧化碳吸收与转化。

6)开发推广碳捕集、利用和封存技术、工艺、设备和产品。

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