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研究报告

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燃煤电厂在努力捕集CO_2以减少排放

一、燃煤电厂CO_2捕集技术的背景

1.全球气候变化对环境的影响

(1)全球气候变化正在对地球生态环境造成深远的影响，其中一个显著的表现是极端气候事件的增多。近年来，全球多地频繁出现高温、干旱、洪水、台风等极端天气现象，这些事件不仅对人类生活造成巨大破坏，也对生态系统产生了严重影响。例如，极端高温导致冰川融化加速，海平面上升，威胁沿海地区的生态环境和居民生活。此外，干旱和洪水等极端气候事件破坏了生物多样性，导致许多物种濒临灭绝。

(2)气候变化对农业产生了直接和间接的影响。直接方面，气候变化导致的极端气候事件影响农作物生长，导致粮食减产和价格波动。间接方面，气候变化影响了农业生产的稳定性，增加了农业生产的成本，降低了农民的收入。此外，气候变化还导致了土壤退化、水资源短缺等问题，进一步加剧了农业面临的挑战。这些问题不仅影响了全球粮食安全，也对人类的可持续发展构成了威胁。

(3)气候变化对人类健康也产生了严重的影响。全球变暖导致气温升高，增加了热浪发生的频率和强度，对人类健康构成了直接威胁。此外，气候变化还通过影响生态系统和传播媒介，间接影响人类健康。例如，气候变化加剧了蚊媒传染病的传播，如疟疾、登革热等，对全球公共卫生构成了挑战。同时，气候变化还可能导致环境污染加剧，引发呼吸系统疾病和心血管疾病等非传染性疾病。因此，全球气候变化对环境的影响是多方面的，需要全球各国共同努力，采取有效措施应对。

2.燃煤电厂CO_2排放的现状

(1)燃煤电厂作为全球能源结构中的重要组成部分，其CO_2排放量巨大，是导致全球气候变化的主要原因之一。据统计，全球约有40%的电力需求由燃煤电厂满足，而燃煤电厂的CO_2排放量占全球总排放量的约25%。以中国为例，中国是世界上最大的煤炭消费国和燃煤电厂建设国，其燃煤电厂的CO_2排放量占全国总排放量的约40%。2019年，中国燃煤电厂的CO_2排放量约为70亿吨，相当于全球所有航空旅行产生的CO_2排放量。

(2)燃煤电厂CO_2排放的现状不仅体现在总量上，还体现在排放强度上。根据国际能源署（IEA）的数据，2018年全球燃煤电厂的平均CO_2排放强度为每千瓦时约810克，而中国燃煤电厂的平均排放强度为每千瓦时约860克，高于全球平均水平。此外，燃煤电厂的CO_2排放还与煤炭的品质有关，低品质煤炭的燃烧会产生更多的CO_2。以印度为例，其燃煤电厂的CO_2排放强度约为每千瓦时950克，远高于全球平均水平。

(3)尽管全球各国都在积极推动燃煤电厂的清洁化改造，但CO_2排放的现状仍然严峻。以德国为例，2019年德国燃煤电厂的CO_2排放量约为2.5亿吨，尽管德国政府计划在2038年前关闭所有燃煤电厂，但短期内仍面临巨大的减排压力。此外，燃煤电厂的CO_2排放还伴随着其他污染物的排放，如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等，这些污染物对环境和人类健康造成了严重影响。因此，全球范围内对燃煤电厂CO_2排放的治理和减排工作仍然任重道远。

3.CO_2捕集技术的重要性

(1)CO_2捕集技术是应对全球气候变化、减少温室气体排放的关键手段。随着全球对环境保护和可持续发展的重视，CO_2捕集技术的重要性日益凸显。这项技术能够在燃煤电厂等大型排放源中捕获并储存CO_2，有效降低温室气体排放量，对于实现全球减排目标具有重要意义。

(2)CO_2捕集技术有助于推动能源转型和清洁能源发展。在当前能源结构中，燃煤电厂仍是主要的电力来源之一，但燃煤产生的CO_2排放是导致气候变化的主要原因。通过应用CO_2捕集技术，可以减少燃煤电厂的CO_2排放，为清洁能源的发展提供支持。同时，CO_2捕集技术还可以与可再生能源相结合，提高能源利用效率，为能源结构的优化升级提供技术保障。

(3)CO_2捕集技术对于实现国际减排承诺和履行国家责任具有重要作用。全球多个国家和地区已经承诺在特定时间内实现碳中和或碳减排目标。CO_2捕集技术作为一项有效的减排手段，有助于各国政府和企业在实现减排目标的过程中取得实质进展。同时，CO_2捕集技术的应用还能促进国际合作，共同应对气候变化这一全球性挑战。

二、CO_2捕集技术的原理

1.吸收法捕集CO_2的原理

(1)吸收法捕集CO_2是利用吸收剂将CO_2从烟气中分离出来的一种技术。该方法的原理基于CO_2与吸收剂之间的物理吸附或化学反应。在吸收法中，通常使用碱性溶液或固体吸收剂来捕获烟气中的CO_2。当烟气通过吸收剂时，CO_2分子会与吸收剂中的碱性组分发生相互作用，从而被吸附或溶解在吸收剂中。

这种相互作用主要是由于CO_2的极性分子特性以及吸收剂的碱性特性。CO_2分子由一个碳原子和两个氧原子组成，具有