本文關(guān)鍵詞：我國火電廠二氧化碳捕獲與封存的布局與優(yōu)化研究

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【摘要】：近些年來,二氧化碳等溫室氣體大量排放,引起了全球變暖效應(yīng)。我國“多煤、少油、缺氣”的能源結(jié)構(gòu)決定了煤炭中長期的主導(dǎo)地位,且對化石能源的需求居高不下,減排壓力巨大。溫室氣體的減排方法主要有：提高資源利用效率、發(fā)展清潔能源、二氧化碳捕獲與封存(CCS)技術(shù)等。我國煤炭源源豐富,且二氧化碳封存潛力巨大,許多學(xué)者認(rèn)為CCS在我國的發(fā)展前景廣闊,中國政府也持積極的態(tài)度,將CCS列為我國減緩氣候變化的政策與行動之一�；痣姀S排放的二氧化碳集中易捕獲,且是單個產(chǎn)業(yè)中二氧化碳排放量最大的,所以是世界各國率先應(yīng)用CCS技術(shù)的載體。碳捕獲與封存系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模浩大,若進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用實施階段,耗資巨大,必將成為我國重大的建設(shè)課題。所以,對我國火電廠引入CCS技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)布局研究涉及到巨大的經(jīng)濟效益,也關(guān)系到社會、經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,值得研究和探討。據(jù)此,本文選擇我國大型火電廠為研究對象,進(jìn)行了二氧化碳捕獲與封存的布局與優(yōu)化研究。由于目前碳捕獲與封存技術(shù)備受爭議,本文在廣泛查閱文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,首先對我國火電廠引入CCS技術(shù)的前景和可行性進(jìn)行了分析。然后,根據(jù)碳捕獲與封存網(wǎng)絡(luò)的特點,以最小支撐樹法為理論基礎(chǔ),引入ArcGIS地理信息系統(tǒng)軟件,以碳封存網(wǎng)絡(luò)總成本最低為目標(biāo)函數(shù),構(gòu)建了火電廠的碳封存網(wǎng)絡(luò)布局模型,并用LINGO軟件對其進(jìn)行求解。模型考慮了各個電廠的碳排放量、封存場所的封存容量、每個電廠的平均捕獲成本和各種封存場所的封存成本,并對潛在的二氧化碳封存點進(jìn)行了離散選址,確定了理論最優(yōu)布局方案。最后,引入改進(jìn)的節(jié)約里程法對方案進(jìn)行優(yōu)化。如運輸管網(wǎng)穿越我國內(nèi)海的情況,每個火電廠排放源直接與封存匯相連造成大量不必要的運輸,西北和東北等偏遠(yuǎn)地區(qū)碳排放源數(shù)量和封存場所數(shù)量不對稱等情況。論文取得的主要成果是：(1)分析了我國火電廠引入CCS技術(shù)的可行性和前景。本文詳細(xì)分析了我國火電廠的排放結(jié)構(gòu)、排放空間分布和電力部門的發(fā)展趨勢,結(jié)合CCS技術(shù)的特點和發(fā)展現(xiàn)狀,從捕獲技術(shù)、電廠空間分布和封存潛力三方面得出了我國火電廠引入CCS技術(shù)前景廣闊的結(jié)論。(2)構(gòu)建了我國火電廠引入CCS技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)布局模型。以最小支撐樹和非線性規(guī)劃理論為基礎(chǔ),以系統(tǒng)總成本最低為目標(biāo)函數(shù),以火電廠的排放量和封存場所的封存容量為約束條件,構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)布局模型。(3)對理論布局模型進(jìn)行了優(yōu)化研究。引入改進(jìn)的節(jié)約里程法,對理論方案進(jìn)行了優(yōu)化研究,使最終布局方案更符合我國實際情況,并根據(jù)最終布局方案,對我國引入CCS技術(shù)提出了對策和建議。
【關(guān)鍵詞】：碳捕獲與封存 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 布局研究 火電廠
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM621
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-18
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述12-15
• 1.2.1 我國火電行業(yè)低碳減排研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 碳捕獲與封存技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 碳封存網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究現(xiàn)狀14
• 1.2.4 已有研究中存在的不足14-15
• 1.3 研究方法與研究思路15-16
• 1.3.1 研究方法15
• 1.3.2 研究思路15-16
• 1.4 論文研究內(nèi)容16-17
• 1.5 論文取得的成果17-18
• 第2章 我國電力部門發(fā)展CCS技術(shù)的前景研究18-28
• 2.1 我國發(fā)展CCS技術(shù)的必要性18-22
• 2.1.1 CCS技術(shù)介紹18-20
• 2.1.2 我國CCS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀20-21
• 2.1.3 我國電力部門發(fā)展CCS技術(shù)的必要性21-22
• 2.2 我國電力部門CO2排放特征22-24
• 2.2.1 我國火電排放結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2.2 我國火電排放空間分布23-24
• 2.2.3 我國電力部門發(fā)展趨勢24
• 2.3 我國CO_2封存潛力24-26
• 2.4 我國電力部門發(fā)展CCS技術(shù)的可行性和前景研究26-27
• 2.5 本章小節(jié)27-28
• 第3章 我國火電廠CCS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參數(shù)研究28-49
• 3.1 二氧化碳的捕獲28-33
• 3.1.1 碳排放源的選取28-29
• 3.1.2 碳排放量的計算29-31
• 3.1.3 捕獲成本分析31-33
• 3.2 二氧化碳的運輸33-35
• 3.2.1 運輸方式的選取33-34
• 3.2.2 運輸成本分析34-35
• 3.3 二氧化碳的封存35-46
• 3.3.0 地質(zhì)封存場所的選取35-36
• 3.3.1 EOR封存量的計算36-38
• 3.3.2 廢棄氣田封存量的計算38-40
• 3.3.3 深部咸水層封存量的計算40-41
• 3.3.4 ECBM封存量的計算41-43
• 3.3.5 地質(zhì)封存成本分析43-46
• 3.4 本章小節(jié)46-49
• 第4章 我國火電廠CCS網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模型構(gòu)建49-58
• 4.1 模型構(gòu)建方法49-50
• 4.1.1 圖與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化49
• 4.1.2 最小支撐樹49-50
• 4.2 CCS網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建模50-56
• 4.2.1 研究問題描述50-51
• 4.2.2 數(shù)學(xué)模型構(gòu)建51-54
• 4.2.3 模型求解54-56
• 4.3 本章小節(jié)56-58
• 第5章 我國火電廠CCS網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化58-71
• 5.1 管網(wǎng)避海優(yōu)化58-59
• 5.2 CCS源匯間管網(wǎng)優(yōu)化59-68
• 5.2.1 改進(jìn)的節(jié)約里程法59-61
• 5.2.2 單匯管網(wǎng)優(yōu)化61-66
• 5.2.3 偏遠(yuǎn)地區(qū)管網(wǎng)優(yōu)化66-68
• 5.3 管網(wǎng)布局優(yōu)化前后的對比分析68-71
• 結(jié)論與建議71-73
• 結(jié)論71
• 建議71-73
• 致謝73-74
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 附錄79-83

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳爽;基于ArcGIS的Web地理信息服務(wù)系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];沈陽師范大學(xué);2014年

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本文編號：642782