集成碳捕集及太阳能系统的燃煤发电机组的环境评估

宋睿哲, 孔梦迪, 叶学民, 李春曦

(1.华北电力大学 河北省低碳高效发电技术重点实验室,河北保定 071003;2.新天绿色能源股份有限公司,石家庄 050000)

由于全球变暖潜能、臭氧消耗潜能和环境酸性等环境问题日益严重,因此工业生产过程中产生的环境问题也引起了广泛关注。随着“双碳”目标的提出,碳捕集与封存(CCS)技术作为重要的CO2减排技术,是我国践行低碳发展战略的重要技术选择,对实现绿色发展至关重要[1]。

针对增设CCS系统后的燃煤碳捕集系统的生命周期评估,已有大量研究。Matin等[2]采用多种方法比较了有、无CO2捕集装置的燃煤电厂全生命周期评价(LCA)。结果表明,在气候变化潜势(GWP)方面,增加CCS装置对环境有较大收益;对于水足迹、臭氧消耗、电离辐射、海洋富营养化、烟雾和化石燃料消耗等其他影响类别,增加CCS的电厂显示出更大的影响。董志坚等[3]分析了传统燃煤机组和集成有机朗肯循环与太阳能的燃煤机组的生命周期评估,结果表明,气候变化潜势(CCP)得分最高,臭氧损耗潜势(ODP)得分最低,对比其他影响得分,集成机组大于传统机组。

由此可见,采用CCS技术,可有效降低GWP,但其他影响类别会增大。因此,需要考虑增设CCS设备对所有环境类别的影响,进而得到CCS系统对环境影响的客观评价。环境评价方法由环境影响结果结合分析得到,其采用LCA作为环境评价方法。该方法不仅将所有环境影响类别进行加权统一,还可以基于环境方面在不同系统间建立一个比较基准,并通过环境参数指出各组件的节能潜力及难易程度。Cavalcanti等[4]对燃气-蒸汽轮机系统和太阳能场相结合的热电联产系统进行了环境评价。结果表明,增设太阳能集热场导致电力的比环境影响降低8%。Rocha等[5]对比了亚临界电厂和超临界电厂的环境影响。结果表明,由于超临界发电厂的效率增加2.0%,因此电力的比环境影响降低5.7%。Yulia等[6]从和环境的角度分析了采用单乙醇胺(MEA)的燃烧后碳捕集技术的燃煤电厂的性能。结果表明,由于系统效率较低且有许多副产品,需对热交换器、再生器和吸收器进行改进,降低对环境的影响。

以上研究主要集中在对不同碳捕集工艺下燃煤碳捕集系统的生命周期评估以及对不同发电系统的环境分析。而针对耦合CCS系统的环境分析,以及不同再沸器热源的集成系统对环境的影响尚未研究。基于此,笔者在某660 MW燃煤发电机组的基础上(以此为常规方案),集成了CCS系统,并根据再沸器热源的不同,分别研究了中压缸抽汽供再沸器能耗和太阳能加热凝结水供再沸器能耗2种集成方案,并对3种方案进行环境分析,证明了集成系统的可行性,同时指出3种方案对环境的影响,为今后合理集成系统提供依据。

1 系统描述

某660 MW二次再热机组的示意图如图1所示。该机组参数为30 MPa/600 ℃/620 ℃/620 ℃,假定对系统改造后,机组的主蒸汽流量保持不变,构建2种耦合方案,并与常规方案进行对比。

图1 常规以及采用不同碳捕集系统的燃煤发电机组示意图

方案一:未进行改造的660 MW二次再热机组。通过对其进行环境分析,研究各组件的节能潜力。并以此方案的环境影响结果为基准,验证各方案的可行性。

方案二:在该660 MW二次再热机组基础上增设了CCS系统。取MEA溶液作为捕碳吸收剂,再沸器能量由中压缸的排汽提供。为避免MEA溶液在高于122 ℃时发生热降解,可通过减温减压装置调节汽源温度及压力,再沸器回水返回至热井。

方案三:采用太阳能集热装置为捕碳系统供能。选取该地全年平均法向直接辐射(DNI)值为700 W/m2来设计集热器面积。从凝结水泵出口引出凝结水,经太阳能集热装置加热,直至达到MEA再生所需的参数,再沸器回水按照温度对口、能量梯级利用的原则返回至H7出口。

eCH=(eLHV+2 442·wH2O)·φdry+9 417·wS

(1)

(2)

式中:eLHV为燃料低位发热量,kJ/kg;wH2O和wS分别为煤炭收到基中水分和硫元素的质量分数;φdry为干基燃料的化学系数,与燃料的化学元素成分有关;wC、wH、wO和wN分别为煤炭收到基中碳、氢、氧和氮元素的质量分数。

ePH=(h-h0)-T0(s-s0)

(3)

式中:ePH为物理和化学,kJ/kg;h和h0分别为比焓和参考比焓,kJ/kg;s和s0分别为比熵和参考比熵,kJ/(kg·K);T0为环境温度,℃。

(4)

式中:eCH,gas为混合气体的化学,kJ/kg;wi为合成气各组分的质量分数,为在环境温度下的化学,kJ/kg;R为摩尔气体常量,J/(mol·K)。

(5)

ED,k=EF,k-EP,k

(6)

(7)

式中:EP,k为净收益,kW;EF,k为净代价,kW;ED,tot为系统总损,kW。

2.2 生命周期评估

生命周期评估是一种量化与产品相关的潜在环境影响方法,有助于进一步识别各种环境影响在不同阶段和区域沿生命周期的积累和传递[10]。包括从原材料获取到材料的加工、制造、运输、使用直至废弃回收的整个生命周期,具有系统性强、包含面广、评价量大和针对性强等特点。其包括4个步骤:目标和范围的定义、生命周期清单、生命周期影响评估和对生命周期结果的解释[11]。

步骤1:在目的和范围的定义中,对所研究系统定义系统边界,如图2所示。需对系统内部所有设备组件及该系统的所有输入流及输出流进行生命周期评估。

图2 LCA的系统边界

步骤2:进行生命周期清单的采集。系统运行中,太阳能、空气及冷凝水均取自环境,因此这些物质流的环境影响为0。对于燃料煤炭,考虑煤炭在运行过程中对环境的影响,需对煤炭使用的整个生命周期进行评估。其环境影响因子见表1。

表1 煤生成污染物及环境影响因子[12]

步骤3:在生命周期评估中,采用了Eco-Indicator 99影响评价方法。主要对人类健康、生态系统和自然资源3种损害类型的环境损害进行了评估。本文采用层次视角、平均加权因子作为标准。通过对这3种损害的结果进行分类、表征和规范化,得到了每一种损害类型的结果,Mettier等[13]根据3种损害类型的调查结果,确定3种损害类型的加权因子分别为40%、40%和20%[4-5],最终得到了生态指标点,其单位是点(Pt)或毫点(mPt),1 Pt代表欧洲平均居民每年对环境产生的影响的千分之一,其数值越高代表对环境的影响越严重。

该机组的燃料收到基的化学成分和低位发热量见表2,其中war为煤炭收到基中灰分质量分数。

表2 煤炭化学成分及低位发热量

采用物料平衡法理论确定燃煤排放CO2、SO2量的表达式[14]:

(8)

(9)

式中:nCO2、nSO2分别为CO2、SO2的排放量,kg/s;mfuel为燃料量,kg/s;MCO2、MC、MSO2、MS分别为CO2、C、SO2和S的摩尔质量,kg/kmol。

燃煤电厂的NOx包括燃料型NOx和热力型NOx。化石燃料发电站的NOx排放因子受燃烧条件变化很大,因此采用式(10)[5]来表示。

(10)

式中:nNOx为NOx的排放量,kg/s;aNOx为NOx的排放因子,取值为6 kg/t。

颗粒物排放量在煤粉燃烧中随煤中灰分质量分数和燃烧过程的类型而变化。对于使用煤粉运行的熔炉,排放量的估算按式(11)[15]进行计算。

nPM=war·afh·mfuel

(11)

式中:nPM为颗粒物排放量,kg/s;afh为飞灰的排放因子,取值为0.9 kg/t。

形成的颗粒物根据颗粒大小可分为总悬浮颗粒(TSP)、可吸入颗粒(PM10)以及可吸入细颗粒(PM2.5),其质量百分比分别为49.39%、48.26%和2.35%[16]。

系统边界内部主要评估组件的4个阶段:每单位质量材料的生产过程、设备的制造及加工过程、各设备的运行过程及各设备的废弃处置及回收过程。对于废弃回收过程,可获得94 mPts/kg环境收益,但是此过程需要的操作工艺需付出24 mPts/kg代价。各设备加工、运行及废弃回收过程的环境影响因子见表3。

表3 各设备加工、运行及废弃回收过程的环境影响因子[5]

为评估各设备的环境影响,还需要评估原材料的生产过程的影响,因此需要计算各设备的重量及组成。表4为各设备的材料组成。采用文献[17]的公式,对各设备的重量进行估算,具体见表5。质量函数中m为设备质量,kg;Q为设备换热量,kW;W为设备轴功,kW;qm为质量流量,kg/s。

表4 各设备材质及组成成分[17]

表5 各设备质量估算方程

步骤4:影响评估,是对清单分析所得的环境交换数据进行分析,对环境影响的大小进行评估,为结果解释提供数据。笔者基于SimaPro软件,采用Eco-Indicator 99方法对各设备及各物质流进行生命周期评价。进行环境评价时,需将各设备的环境影响转换为单位时间的环境影响,每个部件的环境影响由生产、制造、运行和维护以及处置阶段的总和得出,需考虑设备的使用寿命。因此,假设设备的使用寿命为30 a,每年运行时间为5 600 h。

利用环境变量对系统部件的环境影响进行评价,采用电力比环境影响和生产1 kW·h电力所产生的环境影响作为评价指标,前者代表电力中每单位所具有的环境影响,该值与机组的效率有关,体现了机组的转换能力;后者代表了整个发电系统流入下游的所有环境影响与电力的比值,其中环境影响包括从系统内烟气、冷凝水和电力等途径流出的影响,电力为除系统自身用电外输出至下游的功率,该指标的值越小,表明机组的环保能力越高。

环境影响率以单位时间的生态指标点(Pts/s或mPts/s)表示其环境影响。第j流的环境影响率Bj是其单位环境影响bj与其值Ej的乘积:

Bj=Ej·bj

(12)

2.3.1环境平衡方程

对于每个组件来说,其环境影响保持平衡。即所有能量流输入的环境影响、该组件的固有环境影响及该组件内产生的污染物的环境影响,等于所有能量流所输出的环境影响。

(13)

Yk为第k个组件的环境影响:

Yk=YCO+YOM+YDI

(14)

式中:Bi,in、Bj,out分别为所有流入或流出设备的流;YCO为施工过程(制造、运输和安装)的环境影响;YOM为运行和维护过程的环境影响;YDI为废弃处置过程的环境影响。

2.3.2 辅助环境方程

2.3.3环境变量

(15)

(16)

BD,k=bF,k·ED,k

(17)

比环境影响的相对差,即产品比环境影响bP,k与燃料比环境影响bF,k的相对差值rb,k,如式(18)所示。该指标表征降低组件的环境影响的潜力,rb,k值越高,则越容易降低该组件的环境影响。

(18)

(19)

3 结果与分析

表6 3种方案下各设备的分析

Tab.6 Exergy analysis of each equipment in three schemes

表6 3种方案下各设备的分析

设备燃料EF/MW产品EP/MW效率ε损失ED,k/MW损率ηD,k锅炉1 628.57806.930.495821.6491.73/92.22/91.82超高压缸138.68132.480.9556.190.69高压缸147.77143.320.9704.440.50中压缸213.57/213.36/213.651)206.84/206.69/206.870.968/0.969/0.9686.73/6.68/6.780.75/0.75/0.76低压缸211.39/91.15/219.22192.65/83.91/199.620.911/0.921/0.91018.74/7.24/19.612.09/0.81/2.19发电机675.29/566.43/682.29661.86/547.85/668.710.980/0.967/0.98013.44/18.57/13.581.50/2.08/1.522号前冷器9.178.100.8841.060.124号前冷器3.593.170.8850.410.046H156.5653.980.9542.580.29H237.1735.770.9621.400.16H340.6737.860.9312.810.31/0.32/0.31H422.7521.500.9451.250.14除氧器36.38/37.44/36.1535.13/36.06/34.930.966/0.963/0.9661.25/1.39/1.220.14/0.16/0.14H618.11/27.65/15.5115.77/22.61/13.700.871/0.818/0.8832.34/5.04/1.810.26/0.57/0.20H77.06/5.53/4.246.43/4.92/3.920.911/0.891/0.9240.63/0.60/0.320.070/0.067/0.036H86.69/4.98/4.076.04/4.39/3.730.902/0.882/0.9160.66/0.59/0.350.074/0.066/0.038H96.19/3.94/3.835.43/3.42/3.420.877/0.868/0.8940.76/0.52/0.400.085/0.058/0.045H105.38/1.93/3.714.37/1.70/3.050.812/0.882/0.8221.01/0.23/0.660.110/0.026/0.074小汽轮机28.3722.310.7866.070.68/0.68/0.69给水泵22.3120.090.9002.220.25凝结水泵0.3230.2650.820/0.817/0.8200.058/0.059/0.0580.006 5系统1 628.57661.86/547.85/668.710.406/0.336/0.412895.69/890.99/894.85

注:1) 表中所列数据分别为3种方案的计算结果。

方案二和方案三中,对机组的改造均在低压缸及低压回热器单元,因此,锅炉、超高压缸、高压缸及高压回热系统的效率不变。对于方案二,由于中压缸存在大量的抽汽,且中压缸抽汽的能级较高,大量的抽汽得以利用,因此中压缸效率升高。而低压缸的进汽量大幅减小且蒸汽参数下降,因此低压缸效率升高。由于低压缸做功下降,导致发电机偏离设计工况,因此发电机效率下降。低压加热器回热系统的抽汽量降低,凝结水量减小,低压加热器回热系统的蓄热下降[19],各级低压加热器出入口的凝结水温度降低。对于H10来说,入口凝结水温不变,十级抽汽温度降低,换热温差变小,因此H10效率升高。对于其余低压加热器,冷源温度降低,抽汽温度同样下降,其效率均降低。由于H7～H10低压加热器回热系统蓄热降低,H6及除氧器需要更多抽汽来保持除氧器出口水温,因此除氧器效率下降,且H6相较于其他回热器效率降低更加明显。由于除氧器抽汽增多,导致进入低压缸单元蒸汽量减少,凝结水量略有下降,凝结水泵偏离设计工况,效率略有降低。

对于方案三,由于太阳能加热了部分凝结水,导致低压缸的各级抽汽量减少,排挤的蒸汽导致低压缸各级参数升高,且低压缸做功能力增大。由于低压回热系统蓄热量增多,因此除氧器需要较少的抽汽来保持出口温度,因此中压缸抽汽量减少,效率下降。由于凝结水温度较高,除氧器换热温差降低,效率升高。对于低压缸,蒸汽量增多且参数升高,而由于抽汽量较少,因此效率降低。各级低压加热器的出入口水温升高,各级抽汽参数增大,导致各级加热器的效率均增大。

3.2 生命周期评估及环境评价

进行生命周期评估时,将环境损害分为人类健康、生态系统质量和自然资源[12]三类。对人类健康的损害以残疾调整年限(DALYs)来表示,旨在衡量所有人因残疾和过早死亡而导致的健康状况不佳的年限总和。对生态环境的损害可以表示为:相对减少的物种×面积×时间,单位为PDF·m2·yr,代表一定时间内对部分区域所造成的损害。对资源的损害以MJ能量来表示。首先对清单分析结果进行分类,并对3种损害结果进行表征及标准化,最后对3种损害类别进行加权,结果表示为生态指标点。

煤炭燃烧产生的主要物质为SO2、NOx、CO2和灰分,灰分根据大小分为PM10、PM2.5和TSP。烟气对人体健康及生态环境造成破坏,因此环境的影响可分为对人体健康的影响和对生态环境的影响。SO2、NOx及灰分会对人类的呼吸产生影响,前两者的酸性特性又会造成生态环境的酸化和富营养化;而CO2会导致全球气候变化从而对人体健康产生影响;煤炭的开采又会对自然资源造成损害。煤炭整个生命周期清单见表7,对其3种影响进行加权,得到煤炭的全生命周期影响。可以看出,煤炭燃烧对环境产生167.62 mPts/kg影响。

表7 煤燃烧过程对环境影响

对于各设备的生命周期评估,由于缺乏其具体的LCA清单,根据表3～表5,计算得到所研究机组中各设备的换热量,再根据各设备的材料组成估算出系统内各设备的质量,并基于各设备在制造、运行、废弃回收过程中的环境影响,通过Simapro计算出各组件的环境影响。然后除以部件运行周期,得到各设备全生命周期的环境影响,结果见表8。锅炉作为主要的换热装置,存在大量的管式换热器,结构复杂且体积和质量较大,因此在各设备中,锅炉的环境影响最高,其次为汽轮机、凝汽器和发电机。高压及低压回热器、小汽轮机及泵等环境影响均较小。

表8 各设备环境影响

表9 碳捕集与封存系统材料清单及环境影响[20]

MEA作为反应吸附剂,在捕获CO2时,由于发生聚合反应形成长链化合物以及发生氧化反应形成有机酸,会造成MEA溶剂的损失,因此在运行中需对溶剂进行补充。补液的环境影响见表10,总计625.94 mPts/t。碳捕集系统的电耗主要为带动循环溶液的泵所消耗的电功率,主要包括贫液泵、富液泵及贫液冷却泵等,所消耗的功率约为33.8 kW·h/t。

表10 碳捕集与封存系统补液的环境影响[21]

表11 不同方案下的环境影响对比

方案二的电力比环境影响为18.41 mPts/MJ,比方案一的机组升高了2.22%。这是由于系统从中压缸抽取了大量蒸汽,导致汽轮机的发电功率降低了17.2%,抽汽导致的功率惩罚使机组的电力比环境影响升高,这一结果与文献[22]一致。

由于在中压缸抽汽后存在降温降压装置且再沸器冷凝水直接返回至凝汽器热井,此股热量未被利用,作为燃料流,其比环境影响在流过装置前后不变,该装置属于耗散原件,燃料在此位置耗损。如果将此损采取余热利用方式进行发电,可减少该位置排放的环境影响,并将该股影响流入电力系统的下游。

对于方案三,碳捕集系统的能耗完全由太阳能加热主凝结水提供,因此未对机组的功率造成惩罚。由于再沸器冷凝水返回至H7低压加热器出口,太阳能不仅提供了再沸器能耗,还将该股凝结水加热后重新输入至回热系统,因此发电功率略有增加,电力的比环境影响有所降低,为17.71 mPts/MJ。

2种燃煤碳捕集方案中,虽都增设了CCS系统,但是处理后的洁净烟气对环境影响却有所不同。对于抽汽供能的燃煤碳捕集机组,相比方案一,其烟气的环境影响增加至3 126.62 mPts/s。这是由于再沸器的能量来自中压缸抽汽,该股燃料流的环境影响输入至碳捕集系统,且所捕获的CO2的环境影响要低于再沸器所消耗的燃料的环境影响。对于碳捕集系统,输入的环境影响要大于输出的环境影响,因此导致洁净烟气的环境影响升高。

当再沸器能量来自于太阳能时,烟气的环境影响降低至1 511.06 mPts/s。这是由于再沸器能量来自太阳能,凝结水在经过太阳能集热场后,比环境影响由16.9 mPts/MJ下降至0.06 mPts/MJ,对于碳捕集系统,其输入的环境影响降低,因此洁净烟气的环境影响下降。

此外,对于CO2压缩系统,纯净的CO2在该系统中被压缩储存。该系统需要大量的电力来驱动压缩机,纯净的CO2在进入压缩系统后被压缩成合适参数的CO2并进行封存。在压缩系统中,输入的电力对环境有较大影响,该损害由冷凝水携带出系统。因此,对于方案2和方案3,冷凝水的环境影响分别为828.82 mPts/s和797.22 mPts/s。

由于方案二中大量抽汽供再沸器能耗导致的功率惩罚,而方案三中太阳能对机组有所补偿,因此各方案的效率大小为:方案三>方案一>方案二。方案二、方案三均布置了碳捕集系统,由于碳捕集系统中需要MEA补液及电力消耗,且CO2压缩过程有电力输入,因此二者净功率均小于方案一,同时2个方案排放至环境的影响均大于方案一。方案二中,由于再沸器使用了中压缸抽汽供能,该股蒸汽的环境影响传递至碳捕集系统并排放至环境,且该方案中存在减温减压器,导致在该组件中以损的形式向环境排放了影响,因此方案二排放至环境的影响最大。方案三存在太阳能补充能量,因此排放至环境的影响相对较小。因此,从环境的角度来说,引入太阳能更能减少对环境的影响。

表12 3种方案的环境参数结果

Tab.12 Environmental parameter results of three schemes

设备bF,k/(mPts·MJ-1)bP,k/(mPts·MJ-1)BD,k/(mPts·s-1)Yk/(mPts·s-1)fb,k/%rb,k锅炉3.3216.242 728.1210.1773.843.89超高压缸16.90/16.99/16.5317.69/17.78/17.31104.63/105.16/102.360.279 60.27/0.26/0.270.047高压缸16.78/16.85/16.4817.31/17.38/17.0074.60/74.91/73.250.299 60.40/0.39/0.410.031/0.032/0.031中压缸16.70/16.76/16.4517.27/17.31/16.99112.88/112.87/111.520.397 00.35/0.34/0.350.033低压缸16.70/18.30/16.4518.33/19.88/18.06316.57/132.39/322.430.383 00.12/0.29/0.120.097/0.087/0.098发电机17.66/17.82/17.3718.01/18.41/17.71237.33/330.98/235.780.525 00.22/0.16/0.220.020/0.033/0.0202号前冷器16.78/16.85/16.4818.99/19.07/18.6517.86/17.94/17.540.002 60.015/0.014/0.0150.134号前冷器16.70/16.76/16.4418.90/18.95/18.596.92/6.94/6.820.001 30.0190.13H116.90/16.99/16.5317.71/17.80/17.3243.58/43.80/42.620.010 00.0230.048 0/0.048 0/0.047 8H216.80/16.87/16.4917.45/17.53/17.1323.45/23.55/23.010.007 80.033/0.033/0.0340.039H316.80/16.87/16.4818.05/18.12/17.7147.25/47.45/46.370.008 60.018/0.018/0.0190.074H416.74/16.80/16.4617.72/17.78/17.4220.93/21.01/20.570.006 50.031/0.031/0.0320.059/0.058/0.058除氧器16.78/16.85/16.4917.380/17.470/17.06520.93/22.41/20.100.095 00.45/0.42/0.470.035/0.037/0.035H616.70/16.76/16.4519.18/20.50/18.6239.11/84.49/29.800.006 10.016 0/0.007 1/0.020 00.14/0.22/0.13H716.70/18.09/16.4518.34/20.31/17.8010.51/10.91/5.320.003 60.034/0.032/0.0680.090/0.120/0.083H816.70/18.17/16.4518.52/20.61/17.9510.94/10.69/5.590.003 80.035/0.035/0.0680.110/0.130/0.091H916.70/18.17/16.4519.05/20.93/18.3912.74/9.45/6.650.004 00.031/0.042/0.0600.14/0.15/0.12H1016.70/18.14/16.4520.57/20.58/20.0016.87/4.13/10.850.004 10.024/0.099/0.0380.23/0.13/0.22小汽轮机16.70/16.76/16.4521.25/21.32/20.92101.35/101.71/99.900.063 00.062/0.062/0.0630.27给水泵21.25/21.32/20.9223.60/23.68/23.2347.18/47.35/46.460.004 90.010/0.010/0.0110.11凝结水泵18.01/18.41/17.7121.96/22.50/21.581.04/1.08/1.020.002 80.27/0.26/0.270.22

对于方案二和方案三,碳捕集系统只是吸收了产生的CO2,并未改变锅炉内燃料燃烧的情况,因此集成碳捕集系统并未减少污染物的产生,也未改变锅炉对环境的影响。同时,由于各组件效率发生变化,导致与损相关的环境影响发生变化,当损降低时,与损相关的环境影响降低,fb变大。对于方案二,由于存在大量中压缸抽汽,导致发电机、H6及除氧器的fb减小,因此在此工况下提高这些组件的效率更能提高系统的环境性能。对于方案三,由于采用外置太阳能直接提供能耗,很大程度上保留了机组的热力性能,因此该方案可通过改善锅炉来提高环境性能。

4 结 论

(1) 方案一中,电力比环境影响为18.01 mPts/MJ,生产1 kW·h电对环境产生的影响为80.95 mPts/(kW·h)。方案二中,抽汽对机组功率产生惩罚,电力比环境影响为18.41 mPts/MJ。方案三中,未对功率产生惩罚且太阳能补充能量至低压加热器系统,电力比环境影响为17.71 mPts/MJ。

(2) CCS系统的上游和下游工艺中的电耗导致净功率有所下降,2种集成碳捕集方案生产1 kW·h电力产生的环境影响为方案二>方案三,因此将太阳能引入燃煤碳捕集系统是降低环境影响的有效途径。

(3) 在各个系统中,锅炉是唯一产生污染物的设备,且产生的污染物对环境的污染起主要作用,因此可通过降低污染物产生来减少环境影响;且锅炉存在较大损,通过提高其效率也可减小环境影响。除锅炉外,损在其他组件对环境的影响中起主导地位,系统中可改善的设备为小汽轮机、给水泵和凝结水泵。低压加热器、高压加热器及主汽轮机效率较高,改善相对困难。