国内资讯
(1)2025年3月10日国家能源局发布《关于开展2025年度电力建设施工安全和工程质量专项监管的通知》
《通知》是国家能源局针对2024年全国电力建设领域生产安全事故起数和伤亡人数同比均有所增长,部分事故的类型和原因雷同而为进一步加强电力安全监督管理,提升全国电力建设工程安全生产总体水平,在全国范围内组织开展2025年度电力建设施工安全和工程质量专项监管工作所出台的。
《通知》部署了重点任务,即进一步加强施工作业现场管控,特别要对照《2025年度电力建设工程施工安全和工程质量专项监管检查事项清单》,持续辨识安全风险,查摆事故隐患,严格落实管控治理措施,早一点发现问题,早一点整改闭环,早一点斩断事故链条,全力推动电力建设工程安全生产形势稳定向好。
《通知》将专项监管细化为三个阶段,一是企业自查自纠(专项监管期间持续开展)阶段,要求按照《检查事项清单》等要求扎实开展一次集中自查自纠并于4月10日前,将集中自查自纠情况形成报告,报送当地省级电力管理部门和派出机构。同时按照附件2格式要求将当季度最新进展情况报告国家能源局电力安全监管司。二是部门监督检查(3—11月)阶段,要求对照《检查事项清单》、特别是清单中标注“★”的重点内容开展监督检查,各监督管理部门要分别于2025年3月25日、6月25日、9月25日、12月5日前,按照附件3格式要求,将当季度监督执法概况和检查发现的典型问题报送国家能源局电力安全监管司。三是总结巩固提升(11—12月)阶段,要求11月底前,各监督管理部门、全国电力安委会各企业成员单位完成专项监管全年工作总结,按照附件4格式形成总结报告报送国家能源局电力安全监管司。
(2)2025年3月10日《全国可再生能源供暖(制冷)典型案例汇编(2024)》第三批发布
《汇编》是依据《国家能源局综合司 生态环境部办公厅 住房城乡建设部办公厅关于开展全国可再生能源供暖(制冷)典型案例汇编(2023)工作的通知》的要求,经过中央相关部门及各地方政府主管部门、水电水利规划设计总院及行业协会等单位案例征集和整理,最终形成。
《汇编》共收录了11个生物质能供暖(制冷)典型案例,包括安平集中供热项目、庆安县 1×80MW 农林生物质热电联产示范项目、泰来九洲兴泰生物质热电有限责任公司可再生能源供热综合利用项目、浦东新区黎明生态园清洁能源制冷(供热)项目、龙南富康工业园集中供热项目、青岛恒源热电生物质能源热电联产供热工程项目、国能宁阳生物发电有限公司低真空循环水供暖项目、武汉市生物质锅炉清洁供热示范项目、宝安能源生态园热电联产项目、西安泾渭康恒环境能源有限公司可再生能源供暖(制冷)典型案例项目、青铜峡市生物质成型燃料清洁低碳供暖项目。
《汇编》中每一个案例大体介绍了项目基本情况、供暖面积、技术路线及工艺流程、主要设备选型、生产运行情况、建设运营模式、项目经济性、环境及社会效益、典型经验和做法及问题和建议等内容,既概况了每个项目的经验做法,同时又针对性地提出了潜在问题以及解决意见,具有较好的借鉴价值。
(3)2025年3月11日国家能源局关于印发《2025年能源行业标准计划立项指南》的通知
《指南》内容主要包括总体要求、立项重点(即行业标准制修订计划、行业标准外文版翻译计划)、申报要求、申报材料、项目管理等。
其中,立项重点一项以附件形式明确了2025年各专业领域重点方向,涵盖电力;核电;;煤炭;油气;新能源和可再生能源;新型储能和氢能;炼油、煤制油气和绿色液体燃料;能源碳管理和产业融合发展共8个领域、26个专业方向及168个重点方向。
(4)2025年3月12日工信部等三部门联合发布《关于促进环保装备制造业高质量发展的若干意见》
《意见》首先明确了促进环保装备制造业高质量发展的主要目标,即力争到2027年,先进技术装备市场占有率显著提升,标准体系更加健全,重点领域技术装备产业链“短板”基本补齐,“长板”技术装备形成国内主导、国外走出去的优势格局,构建较为完备的环保装备供给体系。到2030年,环保技术装备产业链“短板”自主可控,长板技术装备优势进一步扩大,环保装备制造业行业规模、产品质量、综合效益进一步提升,培育一批产业创新能力和综合竞争力强的龙头企业,推动环保装备制造业从传统的污染治理向绿色、低碳、循环发展全面升级。
《意见》提出了四方面的主要措施,主要内容包括:
推动关键环保技术装备研发攻关方面,一是聚焦产业链供应链堵点卡点,实施重大环保技术装备三年提升行动,围绕高盐废水处理回用、干式烟气净化、持久性有机物识别监测等关键技术开展“揭榜挂帅”,突破专用传感器、低温脱硝催化剂等一批基础零部件、材料药剂和控制装置短板,加快成套技术装备攻关。二是优化环保装备领域战略科技力量,推动优势企业、高校、研究机构联合建设环保装备制造业创新中心。三是面向污染防治急需的高性能水处理膜、挥发性有机物治理装备、新污染物检测设备等领域,引导龙头企业牵头搭建高水平中试平台并适度开放,提供技术研发转化、产品性能测试、仪器设备共享、设备应用验证等专业化服务。
加快先进环保技术装备推广应用方面,一是鼓励用户企业在采购中综合考量环保装备性能、效率、能耗、水耗、寿命、运维等指标,引导优质优价采购,指导第三方机构在用户评价基础上发布环保技术装备推荐清单。二是定期制修订《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》《国家污染防治技术指导目录》,搭建环保装备制造企业与需求用户的有效对接渠道。
培育行业发展新动能方面,一是推动大气治理、污水治理、固废处理装备企业研发新工艺技术,开发新型多污染物治理技术装备,助力实现二氧化硫、氮氧化物、细颗粒物、挥发性有机物等污染物协同削减,提升设备能效碳效水平,推动废弃物资源化利用,鼓励企业扩展温室气体减排、新污染物治理、新兴固废处置等业务。二是推动环保装备企业积极承建国际节能环保成套装备工程,扩大环保技术和设备出口。支持有条件的企业延伸产业链,打造国际承包、海外研发、跨境电商、产品贸易一体化的跨国企业。三是充分利用人工智能、大数据、云计算、工业互联网等新一代信息技术,提升环保装备设计、生产、使用、运维等各环节数字化智能化绿色化水平。
优化产业发展环境方面,一是落实大规模设备更新和消费品以旧换新相关政策,通过国家重点研发计划等支持环保技术装备攻关和中试平台建设,落实好首台(套)重大技术装备、首批次新材料保险补偿政策,适时研究对环保装备产品的政府采购支持政策。二是健全环保装备细分领域产品标准体系,成立环保装备行业标准化组织,制定能耗、水耗、运维、寿命、安全等强制性标准,组织龙头企业参与国际标准制修订。三是加强人才建设。四是优化市场环境。
(5)2025年3月14日财政部印发《清洁能源发展专项资金管理办法》
《办法》明确了清洁能源发展专项资金的定义,是指通过中央一般公共预算安排,用于支持可再生能源、清洁化石能源以及化石能源清洁化利用等能源清洁开发利用的专项资金。专项资金实行专款专用,专项管理。专项资金实施期限为2025年至2029年,到期后按照规定程序申请延续。
《办法》提出专项资金支持范围包括下列事项:清洁能源重点关键技术示范推广和产业化示范;清洁能源规模化开发利用及能力建设;清洁能源公共平台建设;清洁能源综合应用示范;党中央、国务院交办的关于清洁能源发展的其他重要事项。
《办法》同时提出,专项资金分配结合清洁能源相关工作性质、目标、投资成本以及能源资源综合利用水平等因素,可以采用竞争性分配、以奖代补和据实结算等方式。
《办法》明确专项资金分配结合清洁能源相关工作性质、目标、投资成本以及能源资源综合利用水平等因素,可以采用竞争性分配、以奖代补和据实结算等方式。使用专项资金对煤层气(煤矿瓦斯)、页岩气、致密气等非常规天然气开采利用给予奖补,奖补资金按照“多增多补”的原则分配。
(6)2025年3月14日国家能源局综合司关于修订印发电力业务许可证申请表和告知承诺书的通知
《通知》包括发电类、输电类、供电类——一般供电公司用、供电类——增量配电企业用四类共12项的电力业务许可证申请表、告知承诺书等更新格式文本要求。
《通知》以附件形式确定了电力业务许可告知承诺书、电力业务许可办理涉及证明材料的承诺书和电力业务许可证申请表的相关内容。其中,电力业务许可告知承诺书涵盖了审批依据、法定条件、应当提交的材料、应保存备核查的材料、办理程序、事中事后监管、法律责任等;电力业务许可办理涉及证明材料的承诺书涵盖了审批依据、法定条件、新申请、许可事项变更、登记事项变更、发电机组延长服务期、电力业务许可证补办、注销、延续、办理程序、事中事后监管、法律责任等。
(7)2025年3月14日水利部印发《2025年农村水利水电工作要点》
《要点》明确将统筹安全与生态,推动小水电绿色转型和智能化发展。文件要求全面落实小水电站安全生产“三个责任人”责任,强化安全度汛监管,巩固大坝安全提升专项行动成果,对未注册电站水库限期完成登记,三类坝严格落实限制水位或空库运行措施。
(8)2025年3月16日中共中央办公厅 国务院办公厅印发《提振消费专项行动方案》
《方案》按照以增收减负提升消费能力、以高质量供给创造有效需求、以优化消费环境增强消费意愿的政策思路,部署了8方面30项重点任务。主要内容包括:
城乡居民增收促进行动方面,一是实施重点领域、重点行业、城乡基层和中小微企业就业支持计划。健全最低工资标准调整机制,科学合理提高最低工资标准。二是多措并举稳住股市,加强战略性力量储备和稳市机制建设,加快打通中长期资金入市堵点,进一步丰富适合个人投资者投资的债券相关产品品种。三是健全种粮农民收益保障机制和土地增值收益分配机制,探索通过出租、入股、合作等方式盘活利用农户合法拥有的住房。培育新型农业经营主体,因地制宜发展庭院经济、林下经济、民宿经济,落实农机报废更新补贴政策,强化产业联农带农。四是加快推进落实偿还拖欠企业账款工作。
消费能力保障支持行动方面,一是研究建立育儿补贴制度。二是扩大学龄人口净流入城镇的教育资源供给。2025年提高部分学生资助补助标准,扩大政策覆盖面。三是健全基本养老保险待遇合理调整机制,2025年提高城乡居民基础养老金和城乡居民基本医疗保险财政补助标准,适当提高退休人员基本养老金。全面实施个人养老金制度。四是加强低收入人口动态监测和分层分类救助帮扶,推动健全基本生活救助制度,提高专项救助水平,强化产业就业等开发式帮扶。加强完全失能老年人照护服务支持。
服务消费提质惠民行动方面,一是推进全社会适老化改造,积极发展抗衰老、银发旅游等产业。鼓励发展社区嵌入式托育、用人单位办托和托幼一体服务。支持和规范社会力量发展养老托育服务。二是加强服务供给能力建设,支持服务消费场景创新、业态融合、产业集聚。提升餐饮服务品质,支持地方发展特色餐饮。结合城市一刻钟便民生活圈和城市社区嵌入式服务设施建设,加快配齐购物、餐饮、家政、维修等社区居民服务网点。三是深化线上线下、商旅文体健多业态消费融合,创新多元化消费场景。四是启动实施冰雪旅游提升计划,组织开展冰雪消费季等促消费活动,建设一批冰雪主题高品质旅游景区、度假区,支持冰雪资源富集地区建设全球知名冰雪旅游高质量目的地。五是有序扩大单方面免签国家范围,优化完善区域性入境免签政策。六是扩大电信、医疗、教育等领域开放试点。聚焦居民消费升级需求,推动医疗健康、文化娱乐等优质生活性服务进口。
大宗消费更新升级行动方面,一是用好超长期特别国债资金,支持地方加力扩围实施消费品以旧换新,推动汽车、家电、家装等大宗耐用消费品绿色化、智能化升级,支持换购合格安全的电动自行车,实施手机、平板、智能手表(手环)3类数码产品购新补贴。二是持续用力推动房地产市场止跌回稳,加力实施城中村和危旧房改造,充分释放刚性和改善性住房需求潜力。允许专项债券支持城市政府收购存量商品房用作保障性住房。落实促进房地产市场平稳健康发展有关税收政策。三是开展汽车流通消费改革试点,拓展汽车改装、租赁、赛事及房车露营等汽车后市场消费。
消费品质提升行动方面,一是聚焦商贸、物流、文旅等服务领域,分类制定提升服务品质政策,打造更多中国服务品牌。二是深入实施数字消费提升行动,大力培育品质电商。开展“人工智能+”行动,促进“人工智能+消费”,加速推动自动驾驶、智能穿戴、超高清视频、脑机接口、机器人、增材制造等新技术新产品开发与应用推广,开辟高成长性消费新赛道。三是促进内外贸标准认证等制度衔接融合。
消费环境改善提升行动方面,一是严格落实带薪年休假制度。二是实施优化消费环境三年行动,进一步完善质量标准、信用约束、综合治理、消费维权等制度。三是深入实施县域商业建设行动和“千集万店”改造提升,加强县级物流配送中心和乡村终端物流配送设施建设。积极发展智慧商圈、沉浸式体验空间等,推动传统百货等实体店改造成为新型商业场所。等。
国际资讯
(9)2025年3月10日法国推出第三版《国家气候变化适应计划》
新华社巴黎3月10日电(记者罗毓)法国政府10日发布该国第三版《国家气候变化适应计划》,将通过政策杠杆和一系列措施来应对到本世纪末法国本土气温上升4摄氏度的可能性。
这项计划由法国国土整治和权力下放部以及生态转型、生物多样性、森林、海洋和渔业部联合发布。该计划指出,按照目前的升温趋势,若不采取措施,气候变化将对法国的经济和社会等产生严重影响:到2100年,法国当年国内生产总值可能损失10个百分点;到2050年,法国农业部门每年可能损失10亿欧元;到2100年,法国可能有多达50万套住房因海平面上涨而受到威胁。
为此,该计划聚焦两个政策杠杆:承诺不再资助未能适应气候变化或对气候变化适应不足的投资项目;承诺到2030年,所有公共政策的制定都将符合到本世纪末升温4摄氏度这一气候情景。
此外,该计划还提出52条措施,包括加强风险防范与保护民众、加强环境保护、提升基础设施韧性建设、强化经济与产业的适应能力、保护自然与文化遗产,推动公共部门转型等方面。
法国政府在2011年和2018年曾发布两版《国家气候变化适应计划》,主要聚焦对气候变化影响的科学研究等内容。
(10)2025年3月12日报道, 英国原子能管理局与埃尼集团合作推进聚变能源
据世界能源3月12日消息,英国原子能管理局(UKAEA)与意大利能源巨头埃尼公司(Eni SpA)正在合作推进聚变能源研发活动。双方计划在卡勒姆校区通过建设世界上最大、最先进的氚燃料循环设施——“英国原子能管理局-埃尼 H3AT(发音为 heat)氚循环设施”,该设施计划于2028年完工,有望成为全球最大、最先进的氚燃料循环设施。
(11)2025年3月12日报道,美英研究团队提出将CO₂转化为C₂烃类产物的高效光电化学系统
据双碳情报3月12日消息,由美国加州大学伯克利分校和英国剑桥大学组成的研究团队联合提出了用于将CO2转化制C2烃类产物的高效光电化学系统。光电化学(PEC)可通过将光吸收和催化集成到致密电极中,为太阳能燃料合成提供了一条直接途径。研究团队将卤化铅钙钛矿光吸收剂与合适的铜纳米花电催化剂结合,通过PEC合成乙烷和乙烯。结果表明,该钙钛矿光电阴极在相对于可逆氢电极0V条件下,生产C2烃类产物的法拉第产率为9.8%。该研究确立了钙钛矿半导体作为PEC多碳合成的通用平台,并为同时进行多碳合成和生物质衍生废物转化为增值产品提供了概念验证,这最终可能对实现可持续的燃料和化学经济做出贡献。相关研究成果发表在《nature》期刊。
(12)2025年3月12日报道,德国可再生能源发电占比已近六成
德国联邦统计局3月12日发布的最新数据显示,2024年德国可再生能源发电量同比增长2.3%,占总发电量的59.4%,达到历史新高,这一占比明显高于欧盟47.4%的整体水平。相比之下,以煤炭、天然气为代表的传统能源发电量同比下降11%,降至1751亿千瓦时,占总发电量的40.6%。德国正大力发展风能、太阳能等可再生能源,计划到2030年实现可再生能源占电力供应至少80%的目标,到2045年成为世界上第一批实现气候中和转型的工业国家之一。
(13)2025年3月13日际能源署报告称美关税政策导致石油需求增长预期下降
据央视新闻客户端消息,当地时间3月13日,总部设在巴黎的国际能源署在报告中说,由于美国威胁对贸易伙伴加征关税给宏观经济带来下行风险等影响,该机构将其对2025年全球石油需求日均增长的预期下调至略超100万桶,比上月的预测数据少7万桶,调整后的日均需求量为1.039亿桶。
(14)2025年3月13日报道,FutureCoal发布《可持续煤炭价值链路线图》
2024年12月9日,全球可持续煤炭联盟(FutureCoal)发布《可持续煤炭价值链路线图》,提出煤炭是一种多用途资源,对现代生活、工业发展和经济进步至关重要。报告探讨了煤炭价值链的可持续发展方向,强调先进煤炭技术不仅能提供清洁能源,减少高达99%的碳排放,还能支持发展中和新兴经济体的经济增长目标。报告提出了通过可持续煤炭管理建立脱碳煤炭生态链的可行路径,关键要点如下:
第一,煤炭在能源转型过程中仍将发挥重要作用
实现可持续的能源未来迫切需要建立系统、全面的方法,以实现《巴黎协定》气候目标。尽管可再生能源至关重要,但在能源危机期间无法完全依靠波动性可再生能源满足需求。先进煤炭技术可以提供可行的解决方案,通过提升能效、减少排放以及在许多情况下完全捕集排放,从而在不危及能源安全的情况下实现深度减排。随着创新和投资的增加,煤炭的价值主张进一步增强,可在产生清洁高效电力的同时捕集排放物以生产高价值副产品。因此,先进煤炭技术在发电以及非能源应用领域均具有较大潜力,其关键是降低排放,并在煤炭生态系统内建立循环经济,最大限度发挥煤炭及其废弃流的价值。
第二,先进煤炭减排技术可以大幅降低煤电排放
高效低排放(HELE)燃煤电厂、碳捕集与封存(CCS)、生物质混烧等先进减排技术的进步和部署,可减少14.12亿吨碳排放/年。将现有低效燃煤电厂改造为高效低排放(HELE)燃煤电厂(如超临界、超超临界电厂等),可减少约20%-40%的排放。高效的电厂设计可以减少土地使用,并利用现有基础设施和燃料供应。
第三,热电联产可利用发电过程中产生的热量实现更高效率
热电联产(CHP)系统效率可超过80%,而传统燃煤电厂和现场锅炉效率仅为30%-50%,现有CHP用户通常能节约20%的能源成本。亚太地区是全球最大的CHP市场,其市场68%由中国主导。因此,全球有超过一半59%的CHP系统使用煤炭作为燃料。目前,CHP的重要性被低估,应在全球能源转型中发挥更大作用。
第四,改造现有燃煤电厂可能是短期内更经济可行的方案
报告提出通过改造现有亚临界和超临界燃煤电厂以提升效率、促进减排,可以采用的改造措施包括:①改进蒸汽流动路径,可小幅提升效率;②增加双再热蒸汽系统并有效管理蒸汽,可以提高效率3%;③对超超临界组件进行高温改造、升级蒸汽温度可将效率提升4%;④短期内,最具效果的减排措施是CCS和混燃无碳燃料(如氢、氨)。各项措施的减排潜力见图1。
图1 改造现有亚临界和超临界电厂实现净零排放的措施的减排贡献(单位:百万吨CO2)
投资先进煤炭技术比使用太阳能、风能及电池储能替换现有煤电,其土地使用强度更低。因此,需要考虑平衡且优化的策略,涵盖所有技术和节能解决方案。相较于单一淘汰煤炭,对所有脱碳技术进行最佳投资可能更加资源高效和经济,并具备更高的能源安全。就成本而言,将升级改造全球现有亚临界和超临界电厂需要花费0.5万亿元,将这些电厂完全替换为超超临界电厂需要1.5万亿美元。如果付出同样资金用于将其替换成陆上风电,由于风电的容量因子相对更低,将存在5860太瓦时的发电量缺口,需要另外新建风机来补足,额外产生2.7万亿美元的支出。此外,通过配备CCS对大多数机组进行脱碳,同时使用氨、生物质作为混合燃料,为电厂运营商提供了更有效的脱碳战略。
第五,退煤政策可能会破坏全球能源脱碳努力
改造现有煤电机组可提升效率以显著降低排放量、提高电厂性能、改善空气质量,并提供可靠电力,欧美国家倡导的逐步淘汰煤炭政策可能会阻碍对此的投入。而且,退煤政策可能导致将稀缺的财政资源分配给效果较差的碳减排措施,产生更高成本。亚洲国家没有丰富的天然气等资源,并不适合欧美的路线。日本燃煤电厂的平均效率为41%,当前技术进步可将效率提升至接近50%,但经合组织成员国、政策制定者和非政府组织推动逐步退煤,阻碍了对更清洁化石燃料技术的投资。如果这种趋势继续持续,将可能阻碍全球能源和重工业脱碳的努力,延缓实现《巴黎协定》气候目标的进度。
第六,CCS对于实现2050年净零排放至关重要
尽管2005年至2021年全球能源转型相关投资达到5.4万亿美元,包括对风能、太阳能、电动汽车等的投资,但对全球主要能源结构的影响微乎其微,化石燃料在其中占比一直约为80%。根据国际能源署(IEA)的预测,2024年全球化石燃料投资约为5000-6000亿美元。政策制定者、分析师和非政府组织需要重新思考未来能源转型投资的分配方式,重点聚焦可再生能源,同时加快推进化石燃料和生物能源脱碳,并考虑发展核能。政府间气候变化专门委员会(IPCC)表示,CCS技术可以延长化石能源资产的运行时间,减少闲置资产,仅依靠可再生能源无法实现到2050年净零排放的必要脱碳目标。相比非化石燃料发电的CCS技术,IPCC更倾向于发展生物能源碳捕集(BECCS)和直接空气碳捕集(DAC)。
第七,煤炭的价值不仅在于燃烧,发挥其资源属性高值利用是实现可持续煤炭管理的关键
联合国预计,到2050年,全球人口将从当前的80亿增加至100亿,城镇人口占比将从55%提升至70%。城市化和工业化趋势将推动对钢铁和水泥的强劲需求(尤其是在亚洲),这也将推进对煤炭的需求。正确认识和利用煤炭的非燃料用途,可以确保其继续以符合可持续性和气候目标的方式为社会做出贡献。
a.钢铁。到2050年,预计钢材使用量将比当前水平增加约20%,而当前大多数钢铁均通过使用冶金煤的高炉工艺生产。
B.水泥。水泥生产是能源密集型行业,生产1吨水泥需要200至450公斤煤炭。随着全球基础设施项目的迅速扩张,尤其是在严重依赖煤炭的发展中国家,水泥的煤炭消费将持续成为一个重要组成部分。到2050年,全球水泥需求可能超过40.1亿吨。燃煤电厂的副产品煤灰可与与波特兰水泥混合,显著降低水泥行业的碳排放。
c.农业。人口增长、化肥价格上涨、生物多样性减少以及地缘政治紧张等因素使得谷物生产面临压力,煤炭在应对这些挑战中可以发挥至关重要的作用。例如,煤气化生产的氢气可用制氨,进而生产化肥。同时,煤炭可以作为土壤的自然添加剂,减少对氮肥的需求。褐煤等低阶煤可用作腐殖质的来源,可增加土壤保水性用于干旱地区和治理水土流失。
d.氢能。将煤制氢与CCS结合生产蓝氢,可实现低成本低碳制氢,助力全球氢能产业发展。
e.关键矿物。煤炭中含有许多铝、钴、铜、铁、铅、银、镍、锌和稀土元素等关键矿物,对于建造风力涡轮机、光伏面板、电池等至关重要,从煤矿中提取稀土元素比传统火成岩硬岩矿床方法更为经济环保。此外,还可利用煤炭及其废物生产高价值碳产品,如煤砖、碳纳米材料(石墨烯)、活性炭等,有望应用于多个行业。
f.建筑材料。以煤炭为原料生产新型建筑材料,预计未来将大幅增长,创造新的商业前景。煤炭可生产多种轻质耐用的建筑材料,具有有优越的机械强度、硬度、韧性、耐磨属性和化学抗性,可用于多种基础设施,同时还可实现碳封存。
g.碳纤维。碳纤维在航空航天、国防、汽车、土木工程、医疗、体育用品、储能以及消费电子等多个行业得到广泛应用,尤其是用于风机叶片以及储氢/天然气容器等,基础设施和建筑行业对碳纤维的需求也在日益增长。利用煤基材料(如沥青)和废煤生产碳纤维有望实现低成本。
h.石墨和电极。石墨是锂离子电池、核反应堆以及高温应用中的关键组件,也是石墨烯的前体,对能源转型和储能技术进步至关重要。到2040年,全球石墨需求将增长超过2000%。通过创新工艺,在1500℃下可快速利用煤炭、煤矸石、煤焦和塑料废料生产高结晶度石墨,制成的石墨电极性能优于现有商业石墨电极。利用电化学反应也可以将煤焦转化为高价值石墨,显著降低工艺温度和时间。美国在这一方向处于研究前沿,开展的研究包括:①爱荷华州立大学正研发用于工业应用的煤基石墨烯材料;②Touchstone Research Laboratory正开发由废煤合成石墨产品;③俄亥俄大学利用碳产品供应链废料及副产品生产用于储能的石墨;④乔治·华盛顿大学正开发将煤炭转化为锂离子电池级石墨的技术;⑤C-Crete Technologies公司正开展将煤低成本转化为石墨烯的实验室规模测试、建模与技术经济分析。
i.碳泡沫。碳泡沫具有复杂立体框架、微米级孔隙以及灵活的物理特性,可用于生产混凝土轻质骨料、建筑防火/隔热材料、电磁干扰屏蔽面板、复合磨具等。通过高压釜和间歇式窑炉碳化等批处理步骤,可实现大规模生产。行业内估计,如果碳泡沫能够满足房屋建造预计需求的10%,每年将使用超过1亿吨煤炭。
j.纳米材料。石墨烯是一种卓越的碳材料,其强度超过钢材,并且比铜的电导率和导热率更高。美国国家能源技术实验室(NETL)开发出一中简单的煤制石墨烯工艺,其产量是当前方法的6到10倍,而且成本仅为1/15到1/30。该技术专利已转让以实现商业化。除此以外,石墨烯量子点、碳纳米片也受到关注,当前正在进行的煤基纳米材料相关研究包括:①怀俄明大学开发基于煤炭生产多功能碳量子点;②NETL正开发碳材料制造;③伊利诺伊大学正开发煤基超导材料用于储能;④特拉华大学正开发实验室规模的煤基碳金属复合材料增材制造技术,用于高性能散热器;⑤田纳西理工大正开发煤基石墨烯铜纳米复合材料的喷涂沉积技术,用于生产先进导体;⑥Baker Hughes Transition公司正开发煤增强型聚醚醚酮长丝的增材制造技术;⑦特拉华大学正开发高负载煤炭衍生碳的颗粒粘结丝材的实验室规模制造工艺;⑧俄亥俄大学正开发废弃物增强丝材,用于碳化结构的熔融沉积成型增材制造;⑨Semplastic EHC公司正开发煤废弃物增强丝材,用于高温塑料和陶瓷复合材料的增材制造。
报告提出通过可持续煤炭管理(图2),使煤炭技术具备无限可能性,包括将CCS与其他煤炭工艺集成,如钢铁和水泥生产、蓝氢、氨、甲醇、烯烃、农产品、先进碳产品等等,以及将减排技术用于上游煤炭开采和运输。从技术上讲,实现煤炭价值链的脱碳是可行的。
图2 可持续煤炭管理
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