CO2的用途与市场分析

CO2的用途与市场分析
1 CO2主要物理应用领域
    毫无疑问，将CO2通过地质存储的方法埋入地下能够长期有效地降低大气中CO2的含量，但由于地质封存需要完全了解存储地点如油井或含盐蓄水层的的结构和地质条件，而且CO2的封存是地质学、地球化学、地球物理学、海洋地质学等多学科的综合研究，需要各方的合作才可实现CO2的永久封存，地质存储技术目前仅处于试验阶段，存在一定的风险。另一方面CO2由于其稳定性而广泛应用于食品饮料等工业方面。[3]
碳酸饮料
饮料行业是国内CO2的主要消费市场，目前我国饮料的人均年消费量不到5 kg，西欧为110 kg，美国为1 500 kg。随着我国人民生活水平的不断提高，饮料行业对CO2的消费量将迅速增长，以1996年为例，我国高档碳酸饮料的消费量为540多万吨，其中可口可乐公司在我国的实际销售量达150多万吨，百事可乐为50多万吨，两家公司占国内碳酸饮料市场的37%。根据碳酸饮料的行业标准测算，每吨碳酸饮料对食品级CO2的需求量为0.015~0.020t，由此推算仅1996年高档碳酸饮料提供食品级CO2量为80~100000吨，通过对国内碳酸饮料用CO2的市场分析来看，大部分汽水厂所用CO2均为附近造酒厂生产，由于其生产成本低，价格具有很强的竞争力。可考虑进入的市场有可口可乐、百事可乐等高档碳酸饮料，其对CO2质量的要求较高，数量较大。
气体保护焊
早在50年代,前苏联、日本等国研究成功了CO2气体保护电弧焊接工艺，现已发展成为一种重要的焊接工艺，日本每年用于电弧焊接的CO2保护焊接气体量高达230 000吨，由于CO2保护焊为一种高效的焊接手段，采用此工艺比手工电弧焊，提高工效1～2倍，电耗节省一半。我国在1964年就开始推广CO2气体做保护气的电弧焊接工艺，在汽车、船舶、集装箱、金属结构物的焊接中都有较普遍的应用。东北地区是我国的重工业基地，沈阳、大连、锦西等地的机械工业企业较多，在结构件自动化焊接方面应用广泛，CO2市场潜在能力较大，目前英国BOC、日本岩谷等合资独资企业占领了大部分市场，处于市场竞争垄断阶段。从沈阳电焊机厂CO2焊机的销量及销售范围来看，CO2保护焊在汽车造船等行业用量最大。吉化下属四家CO2生产厂具有20000 吨/年以上的供货能力，具有供货距离近价格潜力大等诸多优势，但从调查情况来看，东部地区机加工企业受宏观大环境影响，所需CO2有限。
二次采油
CO2吞吐不仅能增油，还能提高原油采收率，且随注入量而增大，CO2的混相发生过程与高压气的蒸发过程相类似，是把油的中间成分强有力地吸出，达到可混相的压力。此外，CO2驱除对轻质油采用混相驱外，对API°为15~25的重质油的非混相驱也有效。目前，国内已有部分地区利用CO2吞吐采油，一些利用常规方法开采的老区油田开采成本很大，已面临经济极限,在有条件的地区试用CO2吞吐,可以得到可观的收益。
超临界流体萃取
CO2超临界萃取是利用CO2临界气体作为萃取溶剂（CO2临界温度31.06 ℃，临界压力7.4MPa，接近于室温），无毒、不燃、价廉、可提纯，在连续的萃取过程中可回收利用。超临界气体具有与液体相近的密度，但扩散能力是液体的100倍，所以它的萃取能力远远超过有机溶剂。它还可在常温和较低的压力下有选择的分离，且无毒、无爆炸的危险。该技术主要应用于医药、化妆品、食品的分离精制及反应工程、环保工程、超细粉等领域，可提取天然植物种子、叶子、果实、根茎中的植物油、香精、色素等。该技术的开发成功，将带动医药、食品、保健品、香料、化妆品等领域的发展。CO2在此方面将有很好的市场发展前景和经济效益。
气肥
研究表明，在塑料大棚内用管道施放CO2（2×10－3～5×10－3）6～38天，蔬菜产量可提高5倍，成熟期提前2～5天。国家“九五”科技成果重点推广项目：对保护地蔬菜进行CO2施肥，具有投资少，方法简便易行，增产增收效果显著，易于推广等特点，一般可增产蔬菜30%~70%，每亩增收800~2500元，投入产出比在1:30以上，该技术适于在温室、大棚、拱棚、阳畦等保护地蔬菜生产中应用。
保鲜
长期以来我国在食品保鲜方面采用机械冷藏等方式，冷冻贮存过程中食品会失水、风干、气化而不新鲜。目前国际上广泛采用液体CO2、干冰速冻及CO2气调法贮存食品，使食品保存期延长并保持其新鲜度。CO2气调法是不加任何防腐剂的保鲜法，只要控制气体组成，保持适当低温，便可使水果、蔬菜获得良好的贮存效果，华南农学院用CO2气调贮藏荔枝，在1~3℃条件下可贮存30~40天，基本保持原有的鲜红色和风味。对鱼肉、蛋的保鲜同样有效，把成批鸡蛋放在30%~60%的CO2气体中，CO2通过蛋壳渗透到鸡蛋内，延迟形成水样蛋的速度，达到保鲜的目的。在食品速冻保鲜方面，国内由于CO2价格高于氨和氟里昂致冷剂而影响了推广使用。为适应国际食品市场竞争的需要，食品冷冻保鲜和贮存粮食的杀虫薰蒸剂仍是国内CO2潜在的广阔市场。
烟丝膨化
液体食用CO2可用于香烟丝的膨化处理，使每箱香烟(约需烟丝50 kg)节约烟丝2.5~3.0 kg，并可有效提高烟丝的质量。CO2和氟里昂是两种常用的烟丝膨化剂，而后者将属于禁用品，年产10万箱香烟所需的烟丝，膨化时需消耗3 000 吨 CO2。目前国内仅上海、宁波、云南等卷烟厂使用这项技术。我国每年香烟产量在2 000万箱左右，若一半采用膨化技术处理，就需CO2约300万吨/年，因此CO2在烟草工业中推广应用市场前景广阔。
2 我国CO2市场应用分析
全球每年排放的CO2气体约达200亿吨，我国约占10％。特别是在合成氨生产过程中，大量CO2被当作废气排放，不仅破坏人类的生态环境，造成温室效应，而且浪费了CO2资源。实际上，CO2是一种可利用的宝贵资源，已在化工、食品、机械加工、石油开采等领域大量应用，但目前全球CO2年利用量不足1亿吨。
CO2按纯度不同分为工业级和食品级两类。近年来，食品级CO2发展十分迅速，特别是在饮料和啤酒、烟草、蔬菜等防腐保鲜、超临界萃取等领域更为活跃。饮料和啤酒是食品级CO2的主要消费品。据统计，目前我国饮料和啤酒年人均消费量只有5千克，远远低于发达国家150千克的年人均消费水平。目前美国CO2年需求总量已达900万吨．其中食品级CO2为320万吨，而我国目前CO2年总产量不足60万吨。按美国目前人均消费水平保守估计，专家认为，5年内中国食品级CO2需求量将达到1000万吨，年均增幅超过30％。
    因此，电厂烟气分离得到的CO2一方面可以继续提纯，作为食品级CO2 销售；对离油田较近的电站，可利用工业级CO2 提高石油采收率。因此电站烟气CO2 分离技术的实施，不仅减少了大气中CO2的含量，而且还产生良好的经济效益。