《燃烧科学与技术的近代进展》课程教学课件（讲稿）二氧化碳捕集利用与封存（CO2 Capture Utilization and Storage, CCUS）技术

西安支通大学燃烧科学与技术的近代发展XIAN JIAOTONGUNIVERSITY二氧化碳捕集利用与封存(CO, Capture Utilization andStorage,CCUS）技术主讲人：邓双辉副教授单位：能动学院热能工程系邮箱: shdeng@xjtu.edu.cn

二氧化碳捕集利用与封存 （CO2 Capture Utilization and Storage, CCUS）技术 燃烧科学与技术的近代发展 主 讲 人：邓双辉 副教授 单 位：能动学院热能工程系 邮 箱：shdeng@xjtu.edu.cn 1

西安支通大学1：全球气候变化XIANJIAOTONGUNIVERSITY>1.1温室气体的排放情景1.2碳循环与温室气体浓度的变化>1.3全球气候变化的影响>1.4全球气候变暖的原因及解决措施2

１．全球气候变化 2 ➢ 1.1 温室气体的排放情景 ➢ 1.2 碳循环与温室气体浓度的变化 ➢ 1.3 全球气候变化的影响 ➢ 1.4 全球气候变暖的原因及解决措施

西安文通大学1：全球气候变化XIANJIAOTONGUNIVERSITY1.1温室气体的排放情景1.1.1温室气体种类和作用温室效应温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。可见光太阳地面在接受太阳短波辐射而增温的同红外时，也时时刻刻向外辐射电磁波而冷被反射的太阳光却；部分吸收大气在吸收地面长波辐射同时，它自己也向外辐射波长更长的长波辐射（其中向下到达地面的部分称为逆辐红外等地球射）：地面接受逆辐射后就会升温，温室集德或者说大气对地面起到了保温作用。3

１．全球气候变化 1.1 温室气体的排放情景 1.1.1 温室气体种类和作用 3 温室效应，又称“花房效应” ，是大气保温效应的俗称。 大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大 量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度 增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。 温室效应 ◆ 地面在接受太阳短波辐射而增温的同 时，也时时刻刻向外辐射电磁波而冷 却； ◆ 大气在吸收地面长波辐射同时，它自 己也向外辐射波长更长的长波辐射 （其中向下到达地面的部分称为逆辐 射）；地面接受逆辐射后就会升温， 或者说大气对地面起到了保温作用

西安支通大学1：全球气候变化XIANJIAOTONGUNIVERSITY1.1温室气体的排放情景1.1.1温室气体种类和作用温室气体：指大气中那此吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分，包括对太阳短波辐射透明（吸收极少）、对长波辐射有强烈吸收作用的二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氟氯烃及臭氧等30余种气体。>它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用：>主要温室气体：水汽（HO）、二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（N2O）甲烧水蒸气氟利昂（CFC）、甲烷（CH4）等。二氢化碳温室效应漫画4

１．全球气候变化 1.1 温室气体的排放情景 1.1.1 温室气体种类和作用 4 温室气体：指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的 气态成分，包括对太阳短波辐射透明（吸收极少）、对长波辐射有 强烈吸收作用的二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氟氯烃及臭氧等30余 种气体。 ➢ 它们的作用是使地球表面变得更暖， 类似于温室截留太阳辐射，并加热 温室内空气的作用； ➢ 主要温室气体：水汽（H₂O）、二 氧化碳（CO₂）、氧化亚氮（N₂O）、 氟利昂（CFC）、甲烷（CH₄）等

西安交通大学1：全球气候变化XIAN JIAOTONG UNIVERSITY1.1温室气体的排放情景1.1.1温室气体种类和作用种类增温效应（%生命期（年）63二氧化碳（CO,）50-20015甲烷（CH）12—174120氧化亚氮（N,O）11氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）13.3、500007?六氟化硫（SF）及其它温室效应太阳先太阳光Attn12FMC0正常的地球5温室效应的地球

１．全球气候变化 1.1 温室气体的排放情景 1.1.1 温室气体种类和作用 种 类 增温效应(%) 生命期(年) 二氧化碳（CO2） 63 50－200 甲烷（CH4） 15 12－17 氧化亚氮（N2O） 4 120 氢氟碳化物（HFCS）、全氟化碳（PFCS） 11 13.3、50000 六氟化硫（SF6）及其它 7 ？ 5

西安交通大学1：全球气候变化XIAN JIAOTONG UNIVERSITY1.1温室气体的排放情景1.1.2温室气体的排放来源来源人类生产活动来源人类生活活动农业(如水稻)7化石能源燃烧活动(氧化亚氮、甲烷）（如煤、石油、天然气等燃烧过程）畜牧业(如牛、羊等动物消化化石能源开采过程中的排放和泄漏(甲烷）（如石油、天然气等开采过程）废弃物处理（甲烷和二氧化碳）部分工业生产过程S土地利用变化减少对二氧化碳的（如炼钢、水泥生产等）吸收（如森林砍伐）6

１．全球气候变化 1.1 温室气体的排放情景 1.1.2 温室气体的排放来源 ➢ 化石能源燃烧活动 （如煤、石油、天然气等燃烧过程） ➢ 化石能源开采过程中的排放和泄漏 （如石油、天然气等开采过程） ➢ 部分工业生产过程 （如炼钢、水泥生产等） 来源人类生产活动 ➢ 农业(如水稻) （氧化亚氮、甲烷） ➢ 畜牧业(如牛、羊等动物消化) （甲烷） ➢ 废弃物处理 （甲烷和二氧化碳） ➢ 土地利用变化减少对二氧化碳的 吸收 （如森林砍伐） 来源人类生活活动 6

西安支通大学1·全球气候变化XIAN JIAOTONGUNIVERSITY1.2碳循环与温室气体浓度的变化地球系统不同碳库间的碳循环大气中的C呼吸作用呼吸作用光合作用生物的分工厂、汽车等解作用煤石油动植物的遗体和排出物天燃气化石懿料7

１．全球气候变化 1.2 碳循环与温室气体浓度的变化 7 地球系统不同碳库间的碳循环

西安文通大学1·全球气候变化XIAN JIAOTONGUNIVERSITY1.2碳循环与温室气体浓度的变化口大气中CO,含量·1750年以前260-280 ppm这种增加主要产生自人·目前380-420ppm类活动：·预计21世纪中叶540～970ppm>化石燃料燃烧和毁林口气温>水泥生产;·20世纪增加了0.6±0.2°0>土地利用和管理变化口海平面（森林砍伐，作物生产，草地变农用等）。·20世纪上升了10～20cm8

１．全球气候变化 1.2 碳循环与温室气体浓度的变化 8  大气中CO2含量 • 1750年以前 260-280 ppm • 目前 380-420 ppm • 预计21世纪中叶 540～970 ppm  气温 • 20世纪增加了0.60.2oC  海平面 • 20世纪上升了10～20cm 这种增加主要产生自人 类活动： ➢ 化石燃料燃烧和毁林; ➢ 水泥生产; ➢ 土地利用和管理变化 （森林砍伐，作物生 产，草地变农用等）

西安支通大学1：全球气候变化XIAN JIAOTONG UNIVERSITY1.3全球气候变化的影响气候变暖带来的灾害有：>①雪盖和冰川面积减少一全球升温会引起海水膨胀、海洋变暖、雪盖比例下降冰川融化等；一当全球升温12℃时，发生极端高温天气的概率也会随之提升;>②海平面上升由温暖化引起的海洋热膨胀和极地冰川融化，会使海平面高度上升；一过去100年10~20cm9

１．全球气候变化 1.3 全球气候变化的影响 气候变暖带来的灾害有： 9 ➢ ① 雪盖和冰川面积减少 – 全球升温会引起海水膨胀、海洋变暖、雪盖比例下降、 冰川融化等； – 当全球升温1~2℃时，发生极端高温天气的概率也会随之 提升； ➢ ② 海平面上升 由温暖化引起的海洋热膨胀和极地冰川融化，会使海平面高 度上升； – 过去100年 10～20cm

西安文通大学1：全球气候变化XIAN JIAOTONG UNIVERSITY1.3全球气候变化的影响>③降水格局变化一中高纬降雨量增大：一北半球亚热带降雨量增大，南半球减少；√④气候灾害一过多降水、大范围干旱、持续高温：>③影响人体健康一加大人群的发病率和死亡率>③影响农业生产和生态系统一一些地区生长季节延长，另一些地区的自然生态系统可能会无法适应气候增温的变化。10

１．全球气候变化 1.3 全球气候变化的影响 10 ➢ ③ 降水格局变化 –中高纬降雨量增大； –北半球亚热带降雨量增大，南半球减少； ➢ ④ 气候灾害 –过多降水、大范围干旱、持续高温； ➢ ⑤ 影响人体健康 –加大人群的发病率和死亡率； ➢ ⑥ 影响农业生产和生态系统 –一些地区生长季节延长，另一些地区的自然生态系统可 能会无法适应气候增温的变化