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基于AHP-TOPSIS法的碳捕集技术方案综合评估

2023/6/29 9:45:47  阅读:75 发布者:

以下文章来源于洁净煤技术 ,作者刘双,孙楠楠

碳中和情景下二氧化碳捕集技术综合评估——发展路径

近年来,各类碳捕集技术的研发和示范受到广泛关注,但其整体成熟度不高,未来发展路径仍不清晰。基于层次分析法和逼近理想解排序法,构建了一套适用于碳捕集技术的综合评估方法,从技术、低碳、经济、安全4方面对目前典型的碳捕集技术进行了综合评估。结果表明,现阶段复合胺吸收法应用潜力居首,而随着能源、产业结构不断调整,变压吸附法、复合胺吸收法和钙循环法将在未来CO2捕集过程中占据相对重要的地位。

基于AHP-TOPSIS法的碳捕集技术方案综合评估

 1,2,宋学行1,尚  丽1,2,王保登3,沈  群1,熊日华3,孙楠楠1,魏  伟1

1.中国科学院 上海高等研究院

2.中国科学院大学

3.国家能源集团 北京低碳清洁能源研究院

创新点

1)建立了适用于碳捕集技术部署规划的综合效应评价模型,模拟决策者对复杂问题的思考过程,通过定量、定性相结合的分析方法对典型碳捕集技术进行评估。

2)从时间维度上考虑了各类因素对碳捕集技术发展路径的影响力,得出了权重变化趋势,同时可以识别出重点研发方向。

3)在模型建立的基础上,可以进一步引入实际运行工程数据,结合各类碳捕集技术应用场景,不断开展更深入的技术评估工作。

研究背景

碳捕集过程处于CCUS技术链上游,是整体链条中的主要环节。CO2排放源种类多样,在工艺特征、气体组成、排放规模、时空分布差异巨大,而且目前碳捕集技术整体成熟度不高,未来发展潜力和适用场景尚不明确。亟待针对各类碳捕集技术建立多维度评价方法,并开展综合评价,提出碳捕集技术可能的发展路径。

研究内容

从决策者角度出发,利用AHP-TOPSIS方法,同时考虑从技术特性、低碳特性、经济特性、安全特性等多因素,建立了适用于碳捕集技术部署规划的综合效应评价模型,提出了时间维度上各指标权重动态变化以及不同碳捕集技术之间横向对比和不同发展阶段的碳捕集技术纵向对比。

研究结论

1)随时间发展,不同评价指标对碳捕集技术发展路径的影响力不同。初期,技术成熟度较低时,技术的低碳特性在整个评估指标中的影响最重要;后期,随着CCUS技术商业化应用不断推进,经济特性成为重要影响因素。

2)目前,具有综合优势的碳捕集技术是复合胺吸收法,其在技术、低碳、经济特性中表现优秀;其次为相变吸收法,极低的能耗特点使其在低碳特性中表现相对优秀;钙循环法作为一项特殊技术,发展还不够成熟,整体处于平均水平;变温吸附法和变压吸附法在经济和低碳特性中表现不足;MEA基吸收法在技术、低碳、经济、安全特性上表现较差。

3)随着各技术不断发展和我国未来能源、产业结构不断调整,各类碳捕集技术应用场景、影响其综合推广潜力的因素将发生变化,预计变压吸附法、复合胺吸收法和钙循环法将在未来碳捕集过程中占据重要地位,而相变吸收法和变温吸附法的应用场景相对有限,MEA基吸收法由于整体性能较差而逐渐淘汰。

重要图表

1 20252060年权重动态变化趋势

1 20252060年二氧化碳捕集技术综合评估排名变化趋势

引用格式:

刘双,宋学行,尚丽,.基于AHP-TOPSIS法的碳捕集技术方案综合评估[J].洁净煤技术,2023,29(1):1-14.

LIU Shuang,SONG Xuehang,SHANG Liet al.Comprehensive assessment of development path of carbon capture technology based on AHP-TOPSIS method[J].Clean Coal Technology2023,29(1):1-14.

通讯作者

孙楠楠,博士,男,中国科学院上海高等研究院建制化中心副主任,研究员, 博士生导师,中国科学院青年创新促进会成员,入选上海市青年拔尖人才,中国可持续发展研究会碳中和专业委员会委员。主要研究领域为CCUS关键技术和战略,先后承担了中国科学院战略性先导科技专项、上海市科委重大专项、内蒙科技厅重大专项、上海市自然科学基金等项目。作为主要作者参与编写《中国二氧化碳利用技术评估报告》和《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图(2019版)》,为《中国CCUS技术评估报告》执行副主编,在JouleEnergy Environ. Sci.J. Mater. Chem. AACS Appl. Mater. Inter., ChemSusChemCarbon等国内外重要学术期刊上发表论文30余篇,授权国家发明专利5项。

转自:“蔻享学术”微信公众号

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