碳捕集和封存技术(CCS)能够有效减缓CO2排放,但单位捕集能耗过高限制了规模化应用和发展.为解决这一瓶颈,需要从能源转换和能质转化观点出发,构建清晰的能效研究框架.本文首先综述了能效理论模型:分离模型、碳泵模型和过程模型,并从基础理论、模型特点和发展水平等方面进行比较.其后,基于热力学第一定律和第二定律归纳了现有能效评价工具和指标,并以典型捕集技术为案例,对其能效性能进行了对比评价,在方法论层面讨论了工具的应用意义.最后对碳捕集能效研究的发展趋势进行了梳理:可再生能源的集成可以补偿能耗损失,但会使能效分析更加复杂;考虑到碳质迁移全链条过程,需应用全生命周期评价(LCA)方法强化能效评价;实际运行的动态特性,要求能效分析模型的时间尺度需进一步缩小.本文综述的研究框架对碳捕集技术的能效研究具有一定的指导性.
二氧化碳捕集 热力学 模型 再生能源 太阳能