二氧化碳減排與利用行業(yè)分析

二氧化碳減排與利用

行業(yè)分析TOC\o"1-5"\h\z一、節(jié)能減排壓力凸顯，推動(dòng)二氧化碳回收市場(chǎng)快速增長(zhǎng) 3二、工業(yè)級(jí)二氧化碳應(yīng)用范圍廣泛 5.■1、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接具有極大發(fā)展空間 5.2、驅(qū)油領(lǐng)域?yàn)槎趸甲罹唛_(kāi)發(fā)價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域之一 63、其他工業(yè)應(yīng)用需求潛力巨大 8..三、食品級(jí)二氧化碳需求增長(zhǎng)潛力十足 9.■1、飲料行業(yè)為食品級(jí)二氧化碳主要消費(fèi)市場(chǎng) 9.2、二氧化碳在煙草工業(yè)中具有十分良好的推廣應(yīng)用前景 1.03、食品保鮮為食品級(jí)二氧化碳重要應(yīng)用領(lǐng)域 1.1、節(jié)能減排壓力凸顯，推動(dòng)二氧化碳回收市場(chǎng)快速增長(zhǎng)二氧化碳作為生命活動(dòng)的代謝產(chǎn)物和工業(yè)副產(chǎn)品存在于自然界中，主要來(lái)源于火力發(fā)電、建材、鋼鐵、化工、汽車(chē)尾氣及天然二氧化碳?xì)馓?。?997年于日本京都通過(guò)的《京都議定書(shū)》中，明確指出要對(duì)六種溫室氣體進(jìn)行削減：二氧化碳（C02）、甲烷（CH4）'氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCS）'全氟碳化物（PFCS及六氟化硫（SF6）。在六種溫室氣體中，二氧化碳以55%的貢獻(xiàn)率”高居榜首，限制排放'回收利用是全球長(zhǎng)期面臨的問(wèn)題。圖表9溫室氣體對(duì)全球升溫的貢獻(xiàn)百分比■氟氯碳化物■甲烷■氧化業(yè)氮國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）公布統(tǒng)計(jì)稱(chēng)，2011年全球二氧化碳排放量比2010年增長(zhǎng)3.2%，達(dá)到316億噸，創(chuàng)歷史新高。其中中國(guó)二氧化碳排放量大約占據(jù)全球總排放量的29%，中國(guó)人均二氧化碳排放量達(dá)7.2噸，減排壓力凸顯。限制溫室氣體排放已成為全球的共識(shí)， 2009年11月25日，國(guó)務(wù)院總理溫家寶主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議， 研究部

署應(yīng)對(duì)氣候變化工作。會(huì)議決定，到2020年中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。全世界每年向大氣排放的二氧化碳總量超過(guò)300億噸，而利用量?jī)H為1億噸。二氧化碳減排和利用被稱(chēng)為永遠(yuǎn)做不完的產(chǎn)業(yè)”。中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)十二五”發(fā)展指南中，五次提到了二氧化碳利用。■Mil人均確II■Mil人均確II放啟中國(guó)二氧化建排放軍占全U29%可供工業(yè)回收的富二氧化碳?xì)庠从袃纱箢?lèi)：天然二氧化碳?xì)庠磁c工業(yè)副產(chǎn)氣源。天然二氧化碳?xì)猱a(chǎn)于某些天然氣田，目前國(guó)內(nèi)仍有15%以上的二氧化碳是因開(kāi)采氣井而產(chǎn)生，產(chǎn)量超過(guò)百萬(wàn)噸，主要分布在江蘇'山東'吉林等地；副產(chǎn)氣源主要來(lái)源于化肥廠尾氣'煉廠尾氣'發(fā)酵尾氣等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。通過(guò)開(kāi)采二氧化碳?xì)饩@得二氧化碳與當(dāng)前正大力進(jìn)行的二氧化碳封存背道而馳，預(yù)計(jì)未來(lái)這一違反節(jié)能減排國(guó)策的現(xiàn)象將會(huì)逐步叫停，而從各種工業(yè)過(guò)程的副產(chǎn)品氣源中回收二氧化碳， 即可綜合利用碳資源，又可治理因工業(yè)廢氣排放帶來(lái)的環(huán)境污染。按照《京都議定書(shū)》的相關(guān)要求，2012年后，我國(guó)將承擔(dān)二氧化碳減排任務(wù)。在十二五規(guī)劃中，節(jié)能環(huán)保被列為七大新興產(chǎn)業(yè)之首，在此背景下，國(guó)家必將出臺(tái)一系列措施鼓勵(lì)或要求企業(yè)進(jìn)行二氧化碳回收工作，這將推動(dòng)我國(guó)二氧化碳回收市場(chǎng)出現(xiàn)快速增長(zhǎng)。二、工業(yè)級(jí)二氧化碳應(yīng)用范圍廣泛1、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接具有極大發(fā)展空間二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接是以二氧化碳?xì)怏w為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接的方法二氧化碳保護(hù)焊接具有生產(chǎn)率高、焊接低合金鋼不易產(chǎn)生冷裂紋、焊接變形小、焊接電弧可見(jiàn)性好、操作簡(jiǎn)單和成本低等優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)50年代，蘇、日已經(jīng)成功將二氧化碳?xì)怏w行距應(yīng)用于電弧焊接保護(hù)中，被公認(rèn)為是一種高效低耗、經(jīng)濟(jì)的重要焊接工藝，與手工電弧焊相比，二氧化碳自動(dòng)氣體保護(hù)焊接的功效可提高2-5倍，半自動(dòng)可提高1-2倍，能耗下降40%-50%，既節(jié)省了填充金屬又提高了焊接速度，達(dá)到節(jié)能降耗目的。由便于實(shí)現(xiàn)自于二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊可選不同厚度工件的各種位置的焊接，動(dòng)化生產(chǎn)，如今二氧化碳保護(hù)焊接已經(jīng)逐漸取代了手工電弧焊成為焊接方法的主流。便于實(shí)現(xiàn)自二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接一直是我國(guó)重點(diǎn)推廣的二氧化碳應(yīng)用項(xiàng)目之一目前二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊使用二氧化碳約占二氧化碳消費(fèi)量的20%左右，是二氧化碳產(chǎn)品的第二大消費(fèi)領(lǐng)域。日本等部分發(fā)達(dá)國(guó)家二氧化碳保護(hù)焊接量已占總焊接量的40%以上，我國(guó)在70年代將這一工藝廣泛應(yīng)用到汽車(chē)、船舶、集裝箱、金屬結(jié)構(gòu)物焊接，但我國(guó)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接量?jī)H占總焊接量的5%，遠(yuǎn)低于世界23%的平均水平，具有極大的發(fā)展空間。圖表11我國(guó)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接比例遠(yuǎn)低于世界平均水平2、驅(qū)油領(lǐng)域?yàn)槎趸甲罹唛_(kāi)發(fā)價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域之一二氧化碳驅(qū)油技術(shù)已經(jīng)成為二氧化碳最具開(kāi)發(fā)價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域之一。原油溶有二氧化碳時(shí)，原油流動(dòng)性、流變性及油藏性質(zhì)會(huì)得到改善。在高壓下將二氧化碳注入油田后，與油、水相混，當(dāng)油與水內(nèi)含有大量溶解的二氧化碳時(shí)，它們的粘度、密度和壓縮性都得到改善，可把原油推入油井，有助于提高采收率，特別是經(jīng)過(guò)一次及二次采油后的衰老油井，通過(guò)壓入二氧化碳對(duì)殘留在油巖中60%-70%的油可進(jìn)行第三次開(kāi)采。國(guó)外很多油田已成功地進(jìn)行大規(guī)模二氧化碳驅(qū)并取得較好的效果，證明二氧化碳驅(qū)具有成功率高、風(fēng)險(xiǎn)性低的特點(diǎn)，以技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)雙重標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，二氧化碳驅(qū)是三次采油中最具潛力的提高采收率方法之一。二氧化碳純度在90%以上即可用于提高采油率，其驅(qū)油一般可提高原油采收率7%-15%延長(zhǎng)油井生產(chǎn)壽命15-20年。在國(guó)外二氧化碳驅(qū)油的工業(yè)應(yīng)用已趨于成熟，使用二氧化碳驅(qū)油并占補(bǔ)采原油量的第二位的國(guó)家有美國(guó)、俄羅斯、匈牙利、羅馬尼亞、加拿大、法國(guó)、西德、葡萄牙等。其中美國(guó)是二氧化碳驅(qū)油發(fā)展最快的國(guó)家，美國(guó)有10個(gè)產(chǎn)油區(qū)的292個(gè)油田適用二氧化碳驅(qū)油，一般提高采收率7%-15%，在德克薩斯州二氧化碳驅(qū)油是最主要的提高采收率方法，其效果也最好，提高采收率30%。目前，美國(guó)每年注入油藏的二氧化碳量約為2000萬(wàn)噸至3000萬(wàn)噸，其中有300萬(wàn)噸二氧化碳來(lái)源于煤氣化廠和化肥廠的尾氣。二氧化碳在我國(guó)油氣開(kāi)采中也同樣有著巨大的應(yīng)用潛力，根據(jù)《中國(guó)陸上已開(kāi)發(fā)油田提高采收率第二次潛力評(píng)價(jià)及發(fā)展戰(zhàn)略研究》，在參與評(píng)價(jià)的101.36億噸常規(guī)稀油油田的儲(chǔ)量中，適合二氧化碳驅(qū)油的原油儲(chǔ)量達(dá)12.3億噸，若成功實(shí)施二氧化碳驅(qū)油可增加采儲(chǔ)量1.6億噸左右。目前國(guó)內(nèi)使用二氧化碳提高采收率技術(shù)的研究和現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)卻一直都在繼續(xù)。我國(guó)在上世紀(jì)60年代，開(kāi)始對(duì)大慶油田注入二氧化碳提高采油率進(jìn)行了先導(dǎo)性試驗(yàn)；2008年6月對(duì)中原油田濮城水驅(qū)廢棄油藏開(kāi)始進(jìn)行二氧化碳驅(qū)油試驗(yàn)，井組日產(chǎn)油由0.6t最高上升到15.9t,至2010年3月，累計(jì)注入二氧化碳共計(jì)1.23萬(wàn)t,累計(jì)增油3272.7t,預(yù)計(jì)實(shí)施二氧化碳驅(qū)油后采收率可提高7.9%，另外勝利'遼河'吉林、新疆等油田在二氧化碳驅(qū)油技術(shù)上也取得了重大突破,為推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。雖然由于技術(shù)難度較大,成本較高,二氧化碳驅(qū)油在國(guó)內(nèi)還未廣泛開(kāi)展,但在能源緊缺和節(jié)能減排的背景下,二氧化碳驅(qū)油有著非常廣闊的推廣利用前景,期待國(guó)家相關(guān)部門(mén)出臺(tái)相應(yīng)的政策扶持措施，加快這一技術(shù)的推廣應(yīng)用。3、其他工業(yè)應(yīng)用需求潛力巨大制冷劑：二氧化碳作為制冷工質(zhì)在環(huán)保、安全性及容積制冷量等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為一種比較理想的環(huán)保制冷劑，目前已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)空調(diào)船艙空調(diào)以及熱泵熱水器熱水系統(tǒng)。超臨界萃取劑與超臨界清洗劑：超臨界萃取已成為一門(mén)新興的化工分離技術(shù)，它是利用流體處于超臨界狀態(tài)時(shí)，與被萃取物料接觸，使物料中的某些組分（稱(chēng)萃取物）被超臨界流體溶解并攜帶，達(dá)到萃取分離的目的。二氧化碳因其安全、價(jià)廉、來(lái)源廣泛、超臨界萃取效率和選擇性高而被廣泛用于從中藥中提取有效成分，從香料植物中提取香料，從油料中提取油脂，從咖啡豆中提取咖啡因，從煙葉中萃取尼古丁等。二氧化碳還可用作超臨界清洗劑，可清除半導(dǎo)體晶片上的光刻膠，可對(duì)光學(xué)零件、電子器件、精密機(jī)械零件進(jìn)行清洗。液態(tài)二氧化碳還可用于衣物、皮革制品的干洗，以取代能致癌的全氯乙烯干洗劑，并減少污染。在美國(guó)液態(tài)二氧化碳的干洗機(jī)已很普遍。植物氣肥：加大作物生長(zhǎng)空間中的二氧化碳濃度，可促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，改良品種，大幅提高產(chǎn)量和質(zhì)量。在我國(guó)，二氧化碳作為螺旋藻的氣肥已在海南養(yǎng)殖場(chǎng)使用。在荷蘭南部，一些農(nóng)民利用煉油廠排放的CO種植蔬菜和鮮花，500家用戶(hù)每年需要約17萬(wàn)噸工業(yè)二氧化碳。近年，一些科研院所和企業(yè)先后研制成功了二氧化碳?xì)怏w肥料，并在山東、河北、河南、遼寧、吉林、黑龍江等北方省份進(jìn)行推廣應(yīng)用，增產(chǎn)幅度在20%左右，顯示了極好的經(jīng)濟(jì)效益。以及利用二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)進(jìn)行資源再利用。如用二氧化碳制可降解塑料、做發(fā)泡劑以及生產(chǎn)各種無(wú)機(jī)和有機(jī)化工產(chǎn)品。三、食品級(jí)二氧化碳需求增長(zhǎng)潛力十足1、飲料行業(yè)為食品級(jí)二氧化碳主要消費(fèi)市場(chǎng)飲料和啤酒行業(yè)是食品級(jí)二氧化碳的主要市場(chǎng)，二氧化碳可用作汽水啤酒可樂(lè)碳酸飲料等充氣添加劑，使水溶液呈弱酸性，賦予飲料特殊口味，帶來(lái)清涼舒爽的感覺(jué)，并能提高防腐性能。目前，從人均年消費(fèi)量來(lái)看，中國(guó)大約為10公斤，而美國(guó)的人均消費(fèi)量為147公斤，世界平均水平大約為21.3公斤，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距非常明顯，表示中國(guó)碳酸飲料市場(chǎng)還具備較好的增長(zhǎng)空間。2006年中國(guó)碳酸飲料產(chǎn)量為876萬(wàn)噸，2011年已經(jīng)增長(zhǎng)至1606萬(wàn)噸，復(fù)合增速達(dá)12.88%，相較于其他全球市場(chǎng)明顯更快，比如美國(guó)和英國(guó)（增長(zhǎng)分別為-1.5%和-1%）。近年來(lái)中國(guó)啤酒行業(yè)也呈現(xiàn)迅速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，2011年中國(guó)啤酒產(chǎn)量達(dá)到489.8億升，2006-2011年復(fù)合增速為6.86%。2011年全國(guó)碳酸型飲料及啤酒產(chǎn)量大約6300萬(wàn)噸，按平均每噸碳酸飲料及啤酒需添加二氧化碳15公斤計(jì)算，每年需要二氧化碳95萬(wàn)噸左右。

30%n20%10%5%— 圖表132、二氧化碳在煙草工業(yè)中具有十分良好的推廣應(yīng)用前景食品級(jí)二氧化碳可用于香煙絲的膨化處理，其原理是利用二氧化碳三態(tài)的變化可使煙絲的細(xì)胞脹大，該技術(shù)較在線(xiàn)膨脹、高壓氨法和氟里昂法有提高香煙等級(jí)、降低能耗、節(jié)約煙絲等優(yōu)越性（節(jié)約5%-6%）。尤其隨著國(guó)家對(duì)于環(huán)保和食品安全性要求的提高，目前采用食品級(jí)二氧化碳替代氟利昂進(jìn)行煙絲膨化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，目前國(guó)內(nèi)有上海、寧波、廣州、昆明等卷煙廠使用這項(xiàng)技術(shù)。從近幾年一些煙草企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，每生產(chǎn)1萬(wàn)箱香煙約需二氧化碳150噸左右。國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局局長(zhǎng)姜成康在今年年初召開(kāi)的全國(guó)煙草工作會(huì)議上表示，2012年中國(guó)卷煙產(chǎn)銷(xiāo)量已達(dá)4950萬(wàn)箱。若國(guó)內(nèi)煙廠廣泛采用二氧化碳作膨化劑，則煙草行業(yè)每年所需二氧化碳將會(huì)出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。因此，二氧化碳在煙草工業(yè)中也具有十分良好的推廣應(yīng)用前景。圖靠14煙草制品行業(yè)探持較快增長(zhǎng)32ID%5%0卜8IBCiiMIl6000-煙華制品工業(yè)總產(chǎn)值（億元）?■圖靠14煙草制品行業(yè)探持較快增長(zhǎng)32ID%5%0卜8IBCiiMIl6000-煙華制品工業(yè)總產(chǎn)值（億元）?■?增速（*）■■沁Tm Tk?用連（X:250001500010000§ 魚(yú) o I zO I I I*ooo0 z r z ZiXII3、食品保鮮為食品級(jí)二氧化碳重要應(yīng)用領(lǐng)域食品二氧化碳液體或干冰氣化（升華）時(shí)產(chǎn)生的低溫足以迅速冷凍食物，不但可以防止細(xì)菌生長(zhǎng)，而且解凍后味道、質(zhì)地、營(yíng)養(yǎng)及外觀均不改變，是一種理想的食品制冷劑。目前國(guó)際上在食品加工行業(yè)中廣泛采用液體二氧化碳、干冰速凍、二氧化碳?xì)庹{(diào)法貯存食品，