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致谢 26
参考文献 27
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 温室气体和全球变暖
何谓全球变暖,是由近2000年来的全球地表均温变化所显示的结果，该数据由相关的气候仪器观测而来，温度的急剧上升是从上个世纪开始的，最近1000年来最高的年份是1998年和2005年，尤其严重的是近百年更是升高了0.74摄氏度。另外，在全球范围内，北半球中高纬度的地区气候变暖的趋势更为严峻，而且比以往的平均温度的上升程度任意时段都要高。
IPCC政府间气候变化专门委员会分别于2007年的2月、4月和5月发布了第四次气候变化评估报告[1]，就当前对气候变化的观测事实、气候变化的主要原因、气候的多种过程及原因以及未来气候可能变化的科学认识进行了相关的阐释,他们观测的数据，也可以说是代表了现在的主流看法，另外他们还对当前的减缓气候变化进展做了相关分析。温室气体主要影响因素是CO2,也就是说人类活动对气候的影响总体上是增暖的。而且如此下去,到了2050年,大气中的CO2浓度就需要被控制在450ppm以内,这对全世界而言,都将是一个严峻的挑战。
图1.1是美国能源部(DOE)统计的2008年世界各国CO2排放情况,中国在当年的年排放量是7GT,创造了一个历史新高，首次超过了美国的5.5GT并且位居世界第一。可以预见,对于世界各国特别是中国和欧美国家来说,减排CO2的形式和要求是严峻而迫切的。
图 1.1 世界各国CO2排放情况（2008年）
国际社会采取许多的政治和技术方面的行动，就是为了CO2的减排控制。美国政府采取以下措施:投资150亿美元开发清洁能源；启动“总量控制和碳排放交易”体系；逐年减少碳排放，每年一个新目标。
欧盟的计划是到了2020年，其地区内温室气体排放量可以比1990年的数值少20%，为此，他们在2013年开始发展“绿色经济”,经济投入是1050欧元，旨在开发更多的可再生能源。
中国政府希望和要求到了2020年,单位GDP二氧化碳排放的比值能够完成在2005年的基础上，减少40%~45%,并且将其视为约束性指标,纳入“十二五”规划布局[2]，实行监督、考核的策略。
《京都议定书》属于《联合国气候变化框架公约》的部分内容，经过了将近3年的谈判,各契约国于1997年12月11日,在日本东京签订了该议定书。它给出了相应的减排控制指标，希望工业化国家在能够1990年碳排放量的基础上减排5%。
中国也是该协定书的签约国之一,给国内的要求是国内单位GDP能耗在“十五”期末的基础上，完成降低20%的任务。在当今世界可持续发展框架下应对气候变化,这也是我国21世纪的另一个任务，综合利用气候和环境的变化，考虑减缓与适应的相互关系，正视机遇和挑战，合理利用资源，来解决困扰的气候问题。
1.1.2 二氧化碳CO2捕集的背景
CCS,是碳捕集与封存的简称，英文Carbon Capture and Storage，是指对排放的碳进行捕获、收集、储存、与埋藏。设法捕集电厂的单位的大量碳排放，一来在需要使用的时候可以取出去进行各种利用,又可以减少排放到大气中的含量。在现阶段，这种技术的经济性、可行性、有效性也得到了一致的认可。
基于目前的实际现状,大部分的燃煤电站实现CO2减排[3]主要有以下3个途径:(1)改变能源结构,开发可再生能源事业；(2)最大限度的提高发电效率,研发更有技术水平的发电技术,包括超超临界技术等；(3)发展CO2捕集和存储技术。