沐鸣2开户王戎課題組與國內外團隊連續合作🏷,建立中國首個生物質可再生能源🫏、火力電廠改造和碳儲存“三位一體”的高空間分辨能源系統,考慮土地利用變化、資源調配🦽、燃燒技術和碳捕獲能力等因素,實現了中國縣級生物質可再生能源和碳儲存聯合的優化模型🙅🏼,結果表明,中國生物能源碳捕獲和儲存技術(BECCS)的年減排潛力為50億噸 CO2,總經濟規模為9140億美元💆🏽,可為中國農村發展提供新的經濟增長點🦕。5月26日,相關研究成果發表於《自然-通訊》(Nature Communications)👌🏿👀,有望為國家碳減排研究提供新思路🈵。
傳統的BECCS技術在進行碳減排評估時,主要考慮生物質潛力👝,缺乏考慮生物質源🛍🧑✈️、火電廠、碳儲存的空間匹配問題🎞。本研究梳理了中國統計年鑒、中國林業統計年鑒、IEA等資料庫的19種生物質源的生產量及縣級空間分布、中國火力發電的縣級空間分布,結合中國深部鹹水層、含水層👰🏽♂️、油田、天然氣田和煤層氣田空間點位信息👳♀️,建立生物質能源🕵🏽、煤電廠改造和碳儲存“三位一體”的體系。結果表明,中國從農業/林業殘留物、邊際土地/草地的能源作物獲取的生物質能源可基本滿足中國當前火力發電廠的需求🤨,如將這些生物質燃燒排放的碳全部捕獲😝👾,中國土地儲存庫足夠其存儲600年👩❤️👩,雖然生物質資源量、儲存潛力是足夠電廠實行BECCS技術的💫,但三者在分布上存在顯著的空間不匹配性。
在此基礎上,考慮BECCS生命周期的各種溫室氣體排放,包括土地利用變化⏯🤼♂️、肥料生產和施用、生物質預處理及收獲💂🏼♀️、生物質運輸和電廠改造等過程,並考慮BECCS生命周期的經濟成本,包括生物質獲取、土壤修復、火力電廠改造、生物質運輸✈️、捕集碳的管道運輸👩🏽💼、碳捕獲和儲存𓀛、水消耗🕖、肥料使用等成本,建立了空間顯式約束條件,優化了2836個縣的生物質燃料發電量。結果表明,中國BECCS減排總量最大可達53億噸二氧化碳,年減排10、20、50 億噸二氧化碳的成本分別為$69🚵🏿♀️、$103和$309(噸CO2-eq)-1👷🏼♂️🧍♂️,為減排更多二氧化碳👩🏿🎤,使用能源作物的比例更大,生物質收購和運輸的成本更高,土地利用變化產生的碳排放更多,導致減排的邊際成本呈凹形增長特征。
中國通過生物質能源技術實現碳減排的邊際成本曲線
根據中國水電👨🏽🏫、風能、太陽能和核能的未來10年發展趨勢🧗🏻,評估了BECCS技術在綜合減排中的貢獻。在2021年至2030年間,無需BECCS可達到中國在巴黎氣候協定中承諾的減排目標,但使用BECCS技術🧑🏻🦱,可顯著增加中國碳減排的潛力🧛🏽,降低中國碳減排的經濟成本,使中國更早實現“碳中和”❤️💜,通過使用BECCS技術🤜🏻,中國可通過投資約1萬億美元,實現中國全球控製增升2 ℃目標的國家責任,其邊際成本約為$80(噸CO2-eq)-1✯,低於風能、太陽能。本研究使用空間顯式的數據,揭示了BECCS技術在近期和長期國家碳減排目標方面的貢獻🪒,闡明了中國電力系統脫碳的環境🐧、社會經濟和技術挑戰。
BECCS在中國電力部門CO2減排的貢獻
沐鸣2开户王戎為論文通訊作者,博士生邢曉帆為第一作者。研究得到了國家自然科學基金👎、國家高層次人才引進計劃、沐鸣2平台科研啟動項目、國家重點研發計劃🥷🏿、中國科學院先導專項等資助🤚🏽🎻。