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CCS宜“捧”還是宜“舍”

2009-09-14 09:18:25 能源雜志   作者: 徐建鳳  

中國華能集團公司(以下簡稱“華能”)“圈地”碳捕獲。
年捕獲二氧化碳3000噸的華能北京熱電廠配套碳捕獲裝置,順利運行一年有余之時,2009年7月華能石洞口第二電廠的碳捕獲項目,作為全球最大燃煤電廠碳捕獲項目于上海開工,預計年捕獲二氧化碳10萬噸,計劃年底建成。
8月10日,華能又接受了來自美國的“橄欖枝”。華能與美國杜克能源公司在京簽署合作備忘錄,計劃共同開發各種可再生能源和清潔能源技術。作為清潔煤技術之一的碳捕集與封存(CCS),是雙方合作的核心內容。
目前,投資碳捕獲與封存技術的企業比比皆是。不能不說,在新的產業技術面前,企業開始了“跑馬圈地”。
技術成熟與否
碳捕獲是CCS技術的起始環節,主要目標是化石燃料電廠、鋼鐵廠、水泥廠、煉油廠、合成氨廠等二氧化碳的集中排放源。現有技術能夠捕獲到一個捕獲廠處理的二氧化碳的85%-95%。目前,在全球有100余個CCS項目正在運行或即將運行。
據了解,距挪威海岸約250千米的北海Sleipner天然氣田建設了世界上第一個海上二氧化碳捕集平臺和海上二氧化碳回注鉆孔,自1996年來封存二氧化碳約100萬噸,目前未發現泄漏。
挪威2006年又投產了將富二氧化碳的天然氣經160千米的管道運輸到陸上的液化天然氣廠,分離出的二氧化碳再輸回海上,注入另一含咸水地層,年封存二氧化碳約700萬噸。
加拿大Weyburn油田工程是第一個以儲存二氧化碳為目的的EOR工程。從2000年開始每年約有200萬噸二氧化碳被存儲。可儲存未來25年加拿大所有省份排放的二氧化碳,同時油田產油量也可增加50%。
阿爾及利亞的In Salah天然氣田工程從2004年起封存約120萬噸二氧化碳。德國于2007年啟動了年封存二氧化碳5萬噸的Ketain項目。澳大利亞于2008年啟動了Gorgon項目,運行期內將封存1.29億噸。日本已在本州西北的Teikoku油氣田開始對一個鉆孔進行二氧化碳充注試驗和地震層析成像監測。
美國實地試驗已經證實可以將比預期更多的二氧化碳注入地下儲存。國際能源署《能源技術展望》預測,到2050年CCS技術減排將占全球總減排量的20%-28%。
實際上,CCS技術并不是一個新興的技術,從首個海上CCS技術算起,至今也有13個年頭了,直至近兩三年,CCS技術才逐漸被“熱捧”。亞太環境清潔發展合作組織張御群理事告訴《能源》雜志記者,“國際上CCS技術已經很成熟了。”
但國家發展和改革委員會能源研究所CDM項目管理中心馮升波副研究員則提出,考察技術的成熟度不僅僅是看該項技術是否能夠使用,而是該技術是否已經適宜商用。
“單從技術來看已經沒有什么大的障礙和瓶頸,但是從商業化和產業化來看,成本效益是一個很大的問題。”馮升波說,“目前,技術成本還很高。配套碳捕獲裝置的電廠成本要比沒有進行碳捕獲配套裝置的電廠高出30-40%。成本高是制約技術大規模商用的主要障礙。”
張御群也解釋,目前CCS技術沒有在世界大范圍推廣的主要原因是成本太高。
未到推廣階段
與國際上碳捕獲和封存技術相比,華能年捕獲量10萬噸的碳捕獲量可謂是小巫見大巫。不過,國際上大型碳捕獲項目多為油氣田項目,燃煤電廠項目則少之又少。
目前,燃煤電廠的碳捕獲項目所能捕獲的二氧化碳量,與每年的二氧化碳排放量相比可謂是九牛一毛。以華能為例,據了解,配套的10萬噸碳捕獲裝置的年捕獲量尚不及集團年排放量的千分之一。
此外,華能北京熱電廠所捕獲的二氧化碳主要用于食品添加劑。將捕獲的二氧化碳用于食品添加劑,“實際上等于沒有減排,二次利用之后又釋放回了大氣當中”,北京大學經濟學院曹和平教授提出。
目前,國內在二氧化碳封存環節尚處于研究階段。據了解,二氧化碳潛在的技術封存方式有地質封存(在地質構造中,例如石油和天然氣田、不可開采的煤田以及深鹽沼池構造),海洋封存(直接釋放到海洋水體中或海底)以及二氧化碳固化成無機碳酸鹽。
即便如此,碳捕獲工業級示范項目在國內也是層出不窮,不斷涌現。據了解,2008年8月,天津大港電廠和美國伊斯坦克公司就共同合作開發二氧化碳綜合回收利用項目達成意向。
大港電廠二氧化碳回收利用項目如能順利投產,年減排量近40萬噸,將超過華能石洞口第二電廠的年碳捕獲量。
據悉,大港電廠的二氧化碳綜合回收利用項目,共分成三期。項目一期占地約1畝,工程預計投資3000萬美元,建設回收1000噸/天二氧化碳回收利用的工業化生產裝置,用于代替油田的采油注水。
但國內油氣田還多采用注水采油方法,“大慶油田大部分是注水采油”,馮升波說。
此外,國內首個碳捕獲和封存示范項目也正在神華集團進行研發和評估。該項目為神華鄂爾多斯100萬噸/年煤直接液化示范工程配套項目。據了解,利用煤直接液化工藝,每生產一噸成品油,大概需要排放約3噸二氧化碳。目前,包括地質封存等各種封存方式都在考慮之列。
雖然諸多碳捕獲示范項目都表示考慮封存方式,但是“碳封存是CCS技術中最復雜的環節”,一致人和國際環境科技有限公司商務專員王文佳說,“國外的技術要比國內的技術先進很多”,國內真正掌握碳封存技術的具體時間表很難推算。而食品添加劑對二氧化碳的需求量是有限的,這種處理方式不具備可持續性。因此,當前即便可以大量捕獲二氧化碳,如何存放也是不可規避的一大難題。
不過,對于國內技術與國際相比差距很大之說,曹和平提出了異議。他認為,真正大力度投入資金開始進行研究,國內外在時間上差不多,都是近幾年,“技術成熟度差距不大”。
但是鑒于二氧化碳捕獲方式,曹和平從經濟學角度對該技術的商業前景提出了質疑。
據了解,二氧化碳捕獲有三種主要技術途徑,燃燒前捕捉、富氧燃燒捕捉和燃燒后捕捉。當前的碳捕獲項目多采用后兩種。“終端碳捕獲技術,意義再大,也僅僅是工業工程的傳統碳捕獲技術,雖然一定程度上降低了碳排放量,也只是把碳像收藏垃圾一樣收藏起來了,其創新意義只是工程技術的創新。”
曹和平形象地比喻,垃圾循環利用的經濟效益要遠遠高于垃圾掩埋,“要達到綜合意義上創新,是需要將‘垃圾’找到重新利用的機會。僅僅是捕獲下來儲藏了,意義不大。只有找到了‘垃圾’二次處理的方式,才具備可持續性發展。華能的碳捕獲項目更大的意義在于其公益性。”
國家能源局局長張國寶在全球智庫峰會上也表示,跟每年向大氣排放的碳相比,碳捕獲付出巨大代價所能封存的碳是微乎其微的,不足以影響溫室氣體的排放進程。碳捕獲的代價也非常高,還不如多種一點樹、減少一些荒漠化。
張國寶強調說,判斷未來能源技術方向至關重要。判斷對了,會引發一場新的技術革命,成為新一輪經濟增長的引擎;判斷錯了,不僅浪費資源,還會使經濟陷入困境。
不過,目前國內的碳捕獲項目均為工業級示范項目。“中國本身強調自主開發,推出一些這樣的小的示范項目,以試驗技術可行性挺好的。但是如果大范圍推廣開來商用,就不成熟。”
從水電、核電、風電、太陽能乃至CCS等技術減排成本角度看,在各類技術中,除水電技術的減排成本為負以外,絕大部分技術的減排成本都為正,且大部分處于每減排一噸二氧化碳約需要70-100美元的水平。其中,CCS技術和光伏技術,減排成本超過80美元/噸,近期內難以實現大規模發展。
政策風向標
積極政策導向使得CCS從一個“無名小卒”搖身一變而“聲名鵲起”。
據了解,目前,多個國家都在對碳捕獲和封存技術進行研究和實驗,美國已經投入了約34億美元,而歐洲委員會計劃2015年鼓勵歐洲建造10-12個大規模示范廠,并在2020年使碳捕獲和封存技術商業化運行,更是野心勃勃。
不過,美國和歐盟一反之前只賣技術給中國的常態,在清潔煤合作上頻繁向中國伸出“橄欖枝”。
由于沒有簽署《京都議定書》,作為發達國家的美國在國際氣候談判時很被動,為了緩解國際政治壓力,以及擺脫金融危機,“其主要手段是開發綠色能源,CCS也是綠色能源的一個重要技術方案”,馮升波說。
美國能源部部長朱棣文及其他政府官員訪問中國之后,世界兩大溫室氣體排放巨頭,華能和杜克能源公司宣布了合作協議,有意建立中美合作實驗室,共享研究成果,這也是中美戰略與經濟合作對話的一部分。
而歐盟早于2006年就已經攜手中國聯合發起關于碳捕獲與封存的合作行動。歐盟在CCS技術上一直都屬“激進派”。挪威、瑞典等國家,自身是低排放國家,CCS技術相對成熟,對其大力推廣持贊同態度。
據了解,挪威在2007年巴厘島會議上就曾提議將CCS技術作為方法學納入到CDM中,但爭議一直存在,就在今年8月的波恩談判中,沙特、日本、尼日利亞、科威特、伊朗、歐盟、新西蘭和加拿大等國家和地區對此表示贊成,但是阿根廷、巴西、哥倫比亞、岡比亞等國表示異議。
“持反對意見的地區和國家的理由是CCS技術會帶來額外的能源消耗,相當于降低了燃煤效率,對全球能源的利用不是一個正面的作用。”馮升波說。
從2007年12月的巴厘島會議,到2009年8月的波恩談判,對是否將CCS技術納入CDM中仍在熱議過程中,“已經爭論了兩年了,還沒有結果。”




責任編輯: 張磊

標簽:CCS 華能