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低碳经济 与 科技创新 清华大学 化工系 金涌 2009. 10 “低碳经济”一词首见于英国政府白皮书2003年 Low Carbon Economy or Economy of Low Carbon Exhaustion and Low CO2 Emission “低碳经济法案”——美国参议院2007.7 全球变暖IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change)使低碳经济赋予道义责任 1906~2005年 全球地表温度已上升0.74±0.18℃ 2005~2105年 全球地表温度将上升1.4~5.8℃ 引发：厄尔尼诺现象、干旱、洪水、热浪、雪崩和风暴、沙尘暴、森林火灾、海平面上升。 温度上升25℃，GNP损失，发展中国家0.5~2.8% 发达国家2~9% 碳库及碳循环示意图（单位：109t碳） 大气中CO2浓度（1750~2004） 美国在全球变暖问题上，争取领导地位 承诺2020年比2005年减排17%，2050年减少83%。 参议院通过清洁能源安全法，既对企业配给“许可排放上限”并逐年消减，同时开放自由交易排放权。或捕集封存。 竞争减排技术市场，对进口企业的碳排放量征税，进行贸易保护，制约发展中国家。 制定“游戏”规则 控制油价，制约石油输出国发展。 2007.1美国总统国情咨文： 未来美国将像戒掉毒品那样，戒掉对中东石油的依赖，减少输入的3/4。 2009年 美国奥巴马宣布美国到2050年将减排CO283% 在低碳经济中通过： 源头治理—可再生能源开发。 过程治理—生产与消费中节能。 末端治理—CO2捕集、再利用、 储存。 中国与低碳经济 ——全球气候组织2008.8.1 水电装机容量 世界第一 1.72亿千瓦（占总装机21.6% 2008）占可开发量的31% 2008年中国风电、光伏发电发展迅速已位于世界前列 2007年可再生能源装机容量 1.52亿千瓦 燃料乙醇产量 世界第三 中国沼气产量 太阳能热水器 120亿米3 世界第一 中国人工造林面积 5300万公顷 世界第一 可再生能源占7%→15%（2020升到） CO2排放量影响因素 我国工业能耗与国际领先水平对比 2006年统计产业能耗强度 第一产业 0.34吨标煤/万元增加值 第二产业 1.73吨标煤/万元增加值 第三产业 0.41吨标煤/万元增加值 经济发展的配第法则： 能源结构调整 水泥能流图 水泥节约途径 尾气带走热能占全能耗的份额最大22%。 尾气温度下降10℃，可节约1Kg标煤/t熟料。 设尾气废热锅炉尾气温度可从300~380℃下降到200℃以下。 熟料温度每下降100℃，可节约5Kg标煤/t熟料。 电石法乙炔 电耗3320~3200kw?h/t电石 等离子法乙炔 电耗少30%~35% 2MW氢等离子体煤裂解制乙炔装置图 2 通过优化工艺路线 通过优化工艺路线 F-T合成油 20CO+41H2→C20H42+20H2O 粗柴油：水=282：360=0.78：1 即生产0.78t粗柴油，副产1吨水（T=250℃） 二甲醚合成 2CO+4H2→CH3-O-CH3+H2O 二甲醚：水=46：18=2.5：1 即生产2.5t二甲醚，副产1吨水 煤化工转化不同产品的能量效率 DMC 合成工艺图 Ⅳ CO2捕集封存（CCS Carbon capture Sequestration） 化学循环燃烧发电 富氧水泥生产 水泥生产：煤燃烧排CO2/CaCO3分解排CO2=2.7/3.8=1/1.41 富氧煅烧可提高尾气中CO2含量→100% 水泥产量22年世界第一 2006年产量12.4亿吨/年 每年可收集6亿吨以上的CO2 石灰产业有相同问题 Ⅵ 生物质能源 “十一?五”规划增加非粮乙醇200万t/年