可再生能源與余熱協同輔助碳捕集技術研究現狀與展望

　　摘 要：碳捕集與封存(CCS)及利用是實現 CO2近零排放和碳中和目標的重要途徑，但碳捕集成本和能耗的增加，使得系統能效降低。低能耗碳捕集技術的創新發展和高效可再生能源輔助碳捕集技術，是降低碳捕集能耗和提高系統能效的重要路徑?？偨Y了可再生能源與余熱及其協同輔助碳捕集技術的類型和發展，綜述分析了可再生能源中太陽能、地熱能、風能、生物質能和余熱以及多能耦合輔助碳捕集技術的最新進展及面臨的主要問題，展望了未來利用可再生能源和余熱輔助碳捕集技術的發展趨勢。研究表明，隨著可再生能源與余熱開發利用技術的創新與發展，碳捕集成本降低的同時系統能效得到提高;綜合利用和匹配太陽能制冷、熱、電、光和化學轉化輔助碳捕集技術，高效利用太陽能的潛力更大;可再生能源與余熱及多能耦合輔助碳捕集，需重點研究工藝匹配、能量梯級優化利用，且綜合評價與指標體系有待完善。

　　關鍵詞：碳捕集與封存;太陽能;地熱能;風能;生物質能;余熱;碳中和;碳達峰;可再生能源;多能耦合

　　魯軍輝; 王隨林; 唐進京; 任可欣， 華電技術 發表時間：2021-11-15

　　0 引言

　　為保證國家能源安全和綠色生態發展以及減少CO2排放，實現碳達峰、碳中和目標，具有更高效、清潔的可再生能源將會得到快速發展[1-4]，我國能源結構將隨之發生變化[5-7]。碳中和、碳捕集與封存(CCS)是實現溫室氣體深度減排最重要的技術路徑之一。但CCS技術能耗非常大[8-9]，特別是較為成熟的吸收法和吸附法，其捕集吸收溶液或吸附劑再生能耗高，價格昂貴，嚴重降低了系統效率[10-14]。以燃煤電廠為例，CCS 會造成燃煤電廠發電成本和能耗增加 40%~80%，電廠效率降低 20%~30%，現有 CCS 每噸 CO2的成本約為 70美元，其高成本難以被市場接受[15-16]。雖部分油汽行業通過 CO2驅油增加產量，降低能耗，但缺少對CO2捕集與永久封存的總體成本評估。

　　由于碳捕集技術能耗高，因此降低碳捕集能耗，提高系統能效成為研究的焦點，其主要通過碳捕集技術創新、利用可再生能源，提高系統能效的同時降低碳捕集能耗，如圖1所示。

　　A區為提升系統能源轉化利用率和降低能耗碳捕集技術的交集，如運用低品位熱能驅動碳捕集的吸附劑或吸附溶液再生，關注低能耗碳捕集技術的創新發展;B區為利用可再生能源驅動碳捕集技術，如生物質燃燒、太陽能和其他可再生能源轉化為熱、電及耦合輔助碳捕集吸附劑或吸附溶液再生以及 CO2壓縮與封存及利用，關注集成可再生能源輔助碳捕集的匹配與優化，減少碳捕集能耗;C區為提高系統能源轉化利用率技術耦合可再生能源利用，如生物質燃燒或太陽能耦合熱泵技術，關注高效可再生能源利用技術發展;D 區為高效利用可再生能源耦合低能耗碳捕集技術，如太陽能或地熱能通過驅動吸附/吸收低能耗碳捕集技術，太陽能輔助化學鏈燃燒技術等。目前，降低碳捕集技術能耗主要通過低能耗碳捕集技術的創新發展(A)、可再生能源耦合碳捕集技術(B)、高效可再生能源耦合低能耗碳捕集技術(D)、提高能源利用能效(C)，從而降低碳捕集能耗。為提高系統效率，降低碳捕集能耗，本文總結可再生能源與余熱及其協同輔助碳捕集的技術類型和發展，分析可再生能源中太陽能、地熱能、風能、生物質能和余熱以及多能耦合輔助碳捕集技術面臨的主要問題，并展望未來利用可再生能源輔助碳捕集技術的發展趨勢。

　　1 太陽能輔助碳捕集技術

　　1. 1 常規太陽能輔助碳捕集技術

　　常規太陽能輔助碳捕集技術集中在圖 1中的 B 區和D區，主要通過集熱器獲得太陽能的熱能，驅動碳捕集系統。文獻[17-19]綜述了太陽能輔助燃燒前、富氧燃燒和燃燒后吸收法碳捕集系統，并用最小做功準則進行相應的計算分析。常規太陽能輔助碳捕集技術如圖 2 所示，主要有太陽能輔助燃燒后、富氧燃燒和燃燒前碳捕集，利用太陽能的熱量輔助燃燒后碳捕集解析塔中吸收溶液再生。富氧燃燒和燃燒前碳捕集中，太陽能為反應裝置提供所需能量，降低碳捕集能耗。太陽能輔助燃燒后捕集系統、太陽能與熱泵[20]、朗肯循環[21-23]、超臨界 CO2 循環[24]以及海水淡化[24]等耦合，利用太陽能熱、電和功輔助碳捕集的吸收溶液或吸附劑再生[25-27]、CO2 的捕集、分離和壓縮等[28]，減少高品位能源的消耗，降低碳捕集能耗。太陽能輔助燃燒前捕集系統，太陽能輔助反應物料的加熱和化學重整反應[29-31]。太陽能輔助富氧燃燒碳捕集系統，太陽能輔助相關反應工質的加熱[32-33]。碳捕集過程中工藝流程的差異，導致所需能量品位不同，如吸收法碳捕集溶液再生溫度高于 120 ℃，但燃燒前捕集重整反應溫度高于500 ℃，需要不同形式的太陽能集熱器，其匹配優化研究仍需進一步開展。常規太陽能輔助碳捕集技術主要集中在 CO2捕集溶液或吸附劑的再生，存在的主要問題是太陽能集熱器和儲能裝置與 CO2 捕集溶液的溫度和熱量的匹配，太陽能發電系統與 CO2分離和壓縮耗功耦合優化，太陽能以更靈活的方式與 CCS 的各環節高度集成，太陽能除了發電、供熱等利用方式外，還可以制冷和分頻利用等[17]。針對不同的溫度和能量需求，進行太陽能與碳捕集耦 合 的 優 化 和 匹 配 ，實 現 梯 級 、高 效 、連 續利用[17-19]。

　　近年來常規太陽能輔助碳捕集研究，主要進行太陽能輔助碳捕集系統的優化和相應的試驗研究，基于現有電力市場和碳捕集以及碳交易市場進行系統的經濟性和可行性研究。文獻[34]優化了太陽能輔助碳捕集系統，安裝吸收貧液和富液的儲液罐，用太陽能集熱管直接替代碳捕集吸收液解析的再生塔，將碳捕集解析裝置投資費用降低 15%~30%，使系統在夜晚或者沒有陽光的時間段，碳捕集溶液通過儲液罐供給和收集;白天有陽光的時間段，集熱器將儲液罐和正在進行吸收的富液進行再生并對貧液進行儲存，提升電廠運行穩定性。文獻[35-36]提出太陽能解析塔，即太陽能集熱器組成的區域裝置直接替代碳捕集的解析塔，分析了蒸汽含量和流型對裝置換熱系數和壓降的影響，研究了流速和管徑等對設計的影響，通過減少解析塔投資和太陽能應用降低碳捕集能耗。文獻[37-38]搭建了太陽能輔助碳捕集系統，試驗研究了槽式太陽能集熱器集和菲涅爾集熱器對太陽能輔助碳捕集效率的影響，分析了系統運行的動態變化和穩定性。文獻[39]對 100 MW 電廠進行改造，耦合太陽能和碳捕集系統，分析對比了6種不同方案，結果顯示用太陽能替代高壓抽汽和部分中壓抽汽進行碳捕集溶液的再生方案為最佳，通過太陽能替代高品位有用能，減少碳捕集能耗并提高系統效率。同時研究了CO2去除效率、太陽能集熱器面積、煤炭成本和碳稅對系統經濟性的影響。文獻[40]研究了太陽能輔助醇胺溶液吸收法捕集 CO2的可行性和經濟性，基于國內電力和碳貿易市場，分析了太陽能輔助 CO2捕集系統，結果顯示電網電價、太陽能補貼和碳排放配額及交易對太陽能輔助碳捕集電廠經濟性影響顯著。在太陽能輔助碳捕集的過程中，仍然存在制約，如太陽能資源不連續、分布地域差異、穩定性差，需安裝蓄能設備，系統復雜性和穩定性問題有待進一步解決。

　　綜上所述，在近年來碳中和與碳達峰目標提出以及碳交易市場迅速發展的情況下，太陽能輔助碳捕集技術雖然提供了可持續發展路徑，但面臨著太陽能時間不連續，空間分布不均勻，需要蓄能和高效穩定的集熱器等新技術的挑戰。

　　1. 2 新型太陽能輔助碳捕集技術

　　新型太陽能輔助碳捕集技術集中在圖 1中的 D 區，主要有化學鏈燃燒、水合物法分離 CO2、熱化學循環、光-化學催化、太陽能光-熱-電化學技術等[41-43]，如圖 3 所示。利用太陽能的熱、光和電，輔助碳捕集的物理化學過程，降低碳捕集能耗。文獻[42-43]綜述了新型太陽能輔助碳捕集技術，并建立了 CO2分離模型，對比評價了水合物法分離 CO2、熱化學循環、吸收法和膜分離的最小功耗和效率。

　　1. 2. 1 化學鏈燃燒

　　燃料燃燒產物中含有大量的 N2和較低摩爾分數的CO2，造成碳捕集分離與聚集CO2能耗高。而化學鏈燃燒中，氧化物載體的 O2與燃料反應轉化為 H2O 和 CO2，其主要是 H2O/CO2混合物，捕集和分離能耗較低，只需相應的冷凝和吸附就可以得到高純度的CO2。化學鏈燃燒的烴類燃燒反應器和空氣反應器中發生的反應可用反應方程式(1)和(2)表示，式中MxOy和CnHm分別為金屬氧化物和碳氫化合物，太陽能可滿足燃料反應器吸熱反應所需的較高溫度和熱量，減少燃料轉化為有用能的消耗，降低系統能耗。

　　空氣反應器放熱反應釋放的大量熱可供應用，系統可實現CO2高效捕集[44]。尚存在的問題為化學鏈燃燒技術并不成熟，高效反應器和高穩定性與活性的氧載體仍有待發展，且結構較為復雜，系統構成形式多樣，難以開展統一的量化評價。

　　1. 2. 2 熱化學循環

　　金屬氧化物或者氫氧化物和二氧化碳反應生成相應的碳酸化合物，經過高溫、高壓等條件再由碳酸化合物生成相應的金屬氧化物或者氫氧化物，形成循環。熱化學通過集熱器將太陽能轉化為熱能，為反應提供熱量，減少燃料轉化的有用能消耗，降低系統能耗。常用金屬氧化物或者氫氧化物進行熱化學循環，如 CaO 碳化過程(式(3))和煅燒過程(式(4))為熱化學循環提供基礎，其特點是反應原料容易獲得且成本低，但是再生性能差。詳細的熱化學循環介紹參見文獻[42-43]。

　　1. 2. 3 水合物法分離CO2

　　水合物法分離混合氣體是根據氣體形成水合物的溫度、壓力和穩定性等條件不同進行分離，可以通過控制溫度和壓力將容易生成水合物的氣體形成水合物，難以形成水合物的氣體則留在氣相分離開來，實現某種氣體的提純。0 ℃時，CO2相較于 N2，H2，CH4和 O2更易形成水合物，且水合物氣體吸收量大，可長期存儲。光伏輔助水合物法分離 CO2 主要是將太陽能轉化為電能，輔助水合物分離 CO2 過程中的風機、泵等耗功，降低 CO2 分離捕集的能耗。

　　1. 2. 4 太陽能光-熱-電化學技術

　　CO2受質子和電動勢影響可還原為不同的產物，如式(7)—(11)所示(式中 E0為電動勢)，所有反應均可在常溫常壓下pH值=7時進行。還原反應需要電位補償，但是大多數材料的電解電位不能滿足 CO2的還原反應。隨著溫度升高，電化學勢降低，為滿足還原反應進行，可借助太陽能提高溫度，降低反應所需電動勢。太陽能光-熱-電化學技術利用可見光和太陽能熱能升溫，驅動更高溫度的電化學電荷轉移，進行還原反應并捕集CO2 [43]，充分利用太陽能的光、熱和電，降低碳捕集能耗。太陽能光熱-電化學技術比單獨利用太陽能熱能或光伏效率更高。

　　1. 2. 5 光-化學催化

　　光化學和熱化學的區別在于光化學在反應過程中有電子參與，且光-化學催化通過可見光或者紫外光利用半導體促進反應進行。

　　當光輻射到半導體材料時，半導體表面和內部會產生電子(e-)-空穴(h+ )對，光生電子將會轉移到 CO2，而空穴可以與來自供體物質和各種鹽水溶液的電子結合，從而提高轉換性能。整個過程可以通過式(12)—(15)表示，式中 h 為普朗克常數，v 為光波頻率。光-化學催化技術的特點是能夠在常溫常壓下進行，并得到高品位的碳質產品[43]，通過光化學進行碳捕集，利用光和電能，提高系統效率，降低碳捕集能耗。

　　2 其他可再生能源及余熱協同碳捕集技術

　　2. 1 地熱能輔助碳捕集技術

　　為降低碳捕集能耗并提高地熱能開采效率，在 CO2封存過程中同時進行地熱能開采，并將熱能用于發電系統。地熱能輔助碳捕集技術集中在圖1中的 B 區，主要通過地熱加熱鍋爐給水以抵消碳捕集消耗的有用能，或直接為碳捕集溶液再生提供熱能，再或通過地熱能發電耦合為捕集 CO2分離和壓縮提供電能，以降低對電廠熱能和電能的消耗，提高系統能效，如圖4所示。

　　文獻[45-46]利用中溫地熱能輔助燃煤電廠燃燒后胺溶液碳捕集系統，研究了地熱能輔助 300 MW燃煤機組碳捕集系統的匹配、效率和經濟性，結果顯示地熱能輔助碳捕集比無地熱能輔助碳捕集系統能效高約 5%，但有地熱能輔助系統投資增加約 20%。而且對比分析了地熱能輔助碳捕集和太陽能輔助碳捕集系統，結果顯示地熱能輔助碳捕集系統在凈輸出功和年產電量方面優于太陽能輔助碳捕集系統。文獻[47]用地熱能預熱鍋爐補水，以抵消碳捕集能量消耗，減少高品位有用能消耗，提高系統效率，并評測了該系統的效率和經濟性。文獻[48]將中低溫地熱能用于電廠的CO2捕集溶液再生，結果顯示中溫地熱能可以滿足 CO2捕集溶液再生溫度，能夠很好地用于電廠熱量匹配，地熱能耦合碳捕集技術可以減少動力裝置的投資。文獻[49]利用CO2的熱力學和流動特性驅動地熱能源開采，在 CO2封存注入地下的同時開采地熱能，實現 CO2的經濟利用，開采的地熱能可以抵消碳捕集所消耗能量，減少高品位有用能消耗，提高系統效率，如圖5所示，圖中h為深度。

　　文獻[50]討論了CO2地質封存同時增強地熱開采技術，分析了干熱巖性和水熱性與 CO2地質封存的一體化技術，分析了碳封存量和技術安全性及經濟性，結果顯示我國開展 CO2地質封存與增強地熱開采一體化技術具有較強的可行性。文獻[51]分析了用 CO2開采地熱能的熱物理特性，并通過數值模擬研究了地熱能開采過程中流體流動和傳熱特性，結果顯示在從熱裂隙巖體中開采地熱能時 CO2 優于水，但是 CO2流體和巖石之間的化學相互作用方面仍然存在不確定性。CO2封存過程中可開采地熱能，但深層地熱系統的勘察和鉆井成本較高，仍需降低CO2捕集和封存成本，提升鉆探技術，隨著技術進步，技術成熟后可期望降低成本。我國增強型/ 工程型地熱開采系統尚處于起步發展階段，地熱能開采綜合利用和系統匹配優化仍有待發展。

　　2. 2 風能輔助碳捕集技術

　　風能輔助碳捕集技術集中在圖 1 中的 B 和 D 區，主要通過風力發電將部分功率直接供給碳捕集系統，其余儲能電量直接上網，減少碳捕集技術消耗電廠的熱能和電能，提高系統效率和穩定性[52]，如圖6所示。

　　文獻[53-55]將風電機組和電廠碳捕集機組耦合運行，并與電廠獨立運行模式對比，表明電廠聯合運行模式可協調優化碳捕集和發電，減少儲能電池容量，用風電替代碳捕集所需的高品位有用能，提高系統效率和穩定性，系統具有良好的經濟和碳減排效益。還分析了熱電聯產燃氣機組與風電耦合系統，運用風電和電轉氣技術將捕集的 CO2轉化為甲烷燃料，進行儲能或其他應用，該系統可實現碳循環利用。文獻[56]將風電-光熱-碳捕集電廠進行建模優化，用模糊理論描述風電負荷及約束，分析了系統負荷和經濟性。文獻[57]建立了風電和儲液式碳捕集電廠聯合運行模型，利用儲液式碳捕集電廠解決風電系統帶來的不確定性和運行風險，促進風電消納，風電替代碳捕集所需的高品位有用能，提高系統效率和穩定性。文獻[58-59]研究了帶有燃燒后碳捕集胺溶液儲存的燃煤電廠和風電混合系統。在電價較高時，存儲 CO2體積分數高的胺溶液;當風電過剩時，用于胺溶液再生并儲存，并評價分析了系統的發電和碳捕集成本。文獻[60]優化了燃煤電廠碳捕集與風力發電系統，獲得系統的最佳能源利用效率和經濟性。目前風能耦合碳捕集電廠系統研究主要集中在虛擬仿真模擬風能替代碳捕集所需的高品位有用能方面。隨著國家能源結構調整和發展，風能與碳捕集電廠耦合系統有待進一步優化和發展。

　　2. 3 生物質能輔助碳捕集技術

　　生物質能輔助碳捕集技術集中在圖 1中的B和 D 區，主要是通過生物質的燃燒產生熱量或發電輔助燃煤或燃氣電廠的碳捕集，減少燃料轉化為高品位熱量和電量的消耗，提高系統能效，如圖7所示。

　　文獻[61-62]研究了不同的輔助方式對燃燒后碳捕集胺溶液再生系統的影響，生物質燃燒的熱或熱電耦合輔助吸收溶液再生，結果顯示熱電耦合輔助碳捕集再生系統經濟性更好，生物質燃燒輔助碳捕集費用較低。但是實現低碳運行或負碳排放需要生物質燃料費用較低且有政策刺激與支持，隨著技術發展成熟后有望降低成本。文獻[63]研究了生物質燃燒輔助燃氣聯合循環電廠碳捕集再生系統，分別用生物質燃燒加熱的蒸汽和燃氣產生的蒸汽按一定比例混合進行吸收溶液再生，進行了系統的優化和比較，結果顯示生物質燃燒能可以滿足胺溶液再生所需能量。目前，生物質熱電耦合輔助碳捕集系統優化匹配的研究有待進一步開展，在新形式碳交易和電價市場情況下，系統的運行與評價目前尚不充分。

　　2. 4 余熱輔助碳捕集技術

　　余熱輔助碳捕集技術主要集中在圖 1中的A，B 和D區。光伏電池在轉化過程中存在大量的余熱浪費，文獻[64-65]提出運用光伏余熱驅動鉀基碳捕集系統，促進吸收液的再生，減少碳捕集所需高品位有用能的消耗，提高太陽能利用率，實現太陽能的梯級利用。文獻[66-67]運用太陽能光伏發電過程的低品位余熱輔助胺法脫碳的吸收液再生，如圖 8所示。

　　余熱輔助CO2捕集技術主要有利用水泥廠或者電廠的蒸汽余熱加熱碳捕集系統的醇胺類溶液再生，降低吸收溶液再生過程高品位熱能和電能的消耗;分析蒸汽溫度、壓力對發電系統的影響;研究余熱對碳捕集解析塔能耗的影響，并進行系統耦合和匹配，如圖9所示。

　　文獻[68]利用脫硝、除塵、脫硫和未經脫水后的煙氣余熱對吸附劑升溫，加速吸附劑在低壓條件下的解析再生，減少原系統高品位有用能的消耗，提高系統效率。文獻[69]通過吸收式熱泵耦合余熱回收系統，煙氣用于加熱吸收溶液再生后，作為吸收式制冷的熱源，所得冷水用于 CO2的壓縮液化以降低壓縮封存能耗。文獻[70]利用溴化鋰吸收式熱泵回收冷卻塔中的冷卻水余熱，將再沸器的 60 ℃回水加熱至再沸器所需的 110 ℃，用于碳捕集醇胺類溶液再生，提高系統能效，分析熱泵與碳捕集系統匹配能耗關系及系統節能效率。文獻[71- 72]研究了吸附劑再生冷卻放熱熱量的回收，將余熱用于預熱吸附劑，以降低再生能耗。文獻[73]通過運用有機朗肯循環回收CO2壓縮液化過程中的放熱量，實現余熱回收發電，將所發的電用于 CO2壓縮，降低碳捕集封存的能耗。文獻[74-75]通過運用多孔陶瓷膜換熱器，回收CO2解析塔出口CO2/H2O 混合氣體攜帶的熱量，將回收的余熱用于富液再生的預熱，以減少碳捕集富液再生所需高品位能量消耗，提高系統效率，如圖 10 所示。電廠和工業以及生活余熱多樣，實現余熱高效、梯級利用輔助碳捕集和碳減排是未來的發展方向。

　　2. 5 多能耦合輔助碳捕集技術

　　多能耦合輔助碳捕集技術集中在圖 1中的A，B 和 D區，主要通過太陽能、風能、地熱能、水能、生物質能以及余熱等多形式能量耦合輔助碳捕集技術，如圖11所示。

　　利用多種能量的發電和儲能以及相應的轉換裝置，提高能源轉化效率，研究焦點仍然是減少碳捕集吸附劑或吸收劑再生所需的高品位能耗，提高系統能效和用電峰谷的匹配及能量的梯級利用。文獻[77]通過風能、太陽能發電與 CO2捕集壓縮相匹配，通過壓縮 CO2儲能或通過燃料電池轉化為電能以及相應的化學能。與此同時，CO2地下封存過程中可作為地熱發電廠的攜熱介質，減少水資源消耗，提高地熱發電效率。文獻[78]通過太陽能和地熱能聯合應用，輔助CO2捕集溶液再生，白天再沸器的熱量由太陽能集熱系統提供，晚上則由地熱能提供，通過耦合實現碳捕集系統連續運行，減少電廠抽汽，提高系統效率。文獻[52]將地熱能、風能和蓄水能發電耦合，部分發電供給碳捕集系統，其余通過電網送往相應的用電區域，運用多能互補，提高能源利用率和靈活性。地熱、風能和太陽能耦合輔助碳捕集技術仍然存在互補發電系統穩定性的問題。

　　3 可再生能源輔助碳捕集技術展望

　　CO2捕集與封存技術的快速發展，對 CO2捕集、提純、封存和運輸以及利用等方面提出了新的要求，利用可再生能源輔助 CCS 得到廣泛關注。目前，可再生能源輔助 CCS技術的主要特點和未來發展方向展望如下。

　　(1)在常規太陽能輔助碳捕集技術中，太陽能以更靈活的方式與 CCS的各個環節高度集成，太陽能除了發電、供熱等利用方式外，還可以制冷和分頻利用等[17]，針對不同的溫度和能量需求，進行太陽能與碳捕集耦合的優化和匹配，實現梯級、高效、連續利用;新型太陽能輔助碳捕集技術，不以簡單的分離和捕集CO2作為目的，而是將CO2作為資源利用，在發電的同時將 CO2轉化為醇類和酸類等有機物，實現碳元素的循環利用。太陽能可以提供熱能、電力和高頻光子等[79]，將熱能、電力和光子進行耦合應用并聯合化工生產實現太陽能的高效利用、碳質類產品生產，是太陽能輔助碳捕集技術未來的發展方向。

　　(2)CO2封存過程中可開采地熱能，但深層地熱系統的勘察和鉆井成本較高，仍需降低 CO2捕集成本，提升鉆探技術，技術成熟后可期望降低成本。我國增強型/工程型地熱開采系統尚處于起步發展階段，地熱能開采綜合利用和與系統優化匹配仍有待發展。

　　(3)風能輔助碳捕集系統中，風電受距離和風力影響較為嚴重，造成系統穩定性和經濟性的不確定，儲能設備的發展對調節風電消納和系統穩定性非常重要，儲能設備的發展將優化系統調峰。

　　(4)相對燃煤生物質燃燒也會產生CO2，生物質熱電耦合輔助碳捕集系統優化匹配的研究有待開展，在新形式碳交易和電價市場情況下，系統的運行與評價目前尚不充分。

　　(5)余熱和多能耦合輔助碳捕集主要問題仍然是工藝匹配、能量梯級利用，以及將太陽能、地熱能、風能、生物質以及工業生產余熱進行回收并應用到碳捕集工藝，或是將余熱轉化為電能進行 CO2 等物質相關化學轉化。

　　4 結論

　　本文針對可再生能源中的太陽能、地熱能、風能、生物質能和余熱以及多能耦合輔助碳捕集技術和系統進行了綜述分析，得出以下主要結論。

　　(1)CCS及利用是實現 CO2近零排放、實現碳中和的重要技術途徑，但碳捕集增加系統成本和能耗，降低系統能效，隨著碳捕集技術創新和可再生能源的開發利用，有望降低成本，提高系統能效。

　　(2)可再生能源輔助 CO2捕集的同時實現相關熱、電及物質的最優化應用，特別是輔助碳捕集系統的優化，以及基于電價和碳交易，風、光、熱、電輔助碳捕集系統的綜合評價與指標體系，有待進一步研究。

　　(3)綜合利用和匹配太陽能制冷、熱、電、光和化學轉化輔助碳捕集技術，高效利用太陽能潛力更大;余熱和多能耦合輔助碳捕集，需重點研究工藝匹配、能量梯級優化利用。