二氧化碳捕集与地热发电全链能流分析

摘要：

以CO2为工质的增强型地热发电系统(CO2-EGS)拓展了 CO2封存汇的种类,同时其从干热岩中获得的热量还可补充因捕集、输运和封存消耗的能量,有效提高了项目的经济性.但多大程度上可填补CO2捕集及输运的能耗是该技术规模化应用与发展过程中亟需解决的关键问题之一.为此,通过对CO2捕集电站与地热发电全链系统的解构和耦合,在降低了全链系统某些参数的敏感性基础上,编制了全链优化软件.然后以某超临界燃煤电站为参考电站(热效率设为42.30％,净功为590.8 MW),对4种捕集方法(燃烧后捕集、加压富氧燃烧、化学链燃烧、分级气化)对应的全链系统进行了能流分析.结果表明:①对于中等温度的热储,化学链燃烧和分级气化法与CO2-EGS结合后,全链系统的净输出可超过无CO2捕集的参考电站,即CO2-EGS的输出功可以弥补因捕集和输运造成的能量损失;②对于高温热储,CO2-EGS的净输出可补偿加压富氧、化学链和分级气化法捕集和输运能耗.最后,基于全链能量梯级利用理念,结合CO2膨胀发电的特点,提出了热量反哺的全链能量优化利用方法.结论认为:①全链能耗的主要差异体现在捕集过程,具体数值可达到数量级的差别;②压缩和输运及CO2-EGS的单位能耗差异因捕集气的组分差异导致,数值上相差不大;③热量反哺理念显示了基于全链系统的能量优化利用优势,使系统的能量分配得到了优化,燃烧后捕集和分级气化两种捕集方案的指标得以提高.

关键词：CCUS、干热岩、CO2-EGS、热量反哺、全链能量优化、燃烧后捕集、加压富氧、化学链、分级气化

所属期刊栏目：42

分类号：TQ028.8;X701;TQ424

资助基金：国家重点研发计划2016YFB0600805

在线出版日期：2022-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：130-138