如何實現(xiàn)二氧化碳的捕集與封存
在今年的政府工作報告里，國務(wù)院總理溫家寶明確提出：今年要加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，調(diào)整優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，大力推動經(jīng)濟進入創(chuàng)新驅(qū)動、內(nèi)生增長的發(fā)展軌道。而在提及如何做到這一點時，溫總理指出要積極應(yīng)對氣候變化，大力開發(fā)低碳技術(shù)。如何科學(xué)的看待應(yīng)對未來的全球氣候變化？在火力發(fā)電過程中如何實現(xiàn)大規(guī)模減排？記者就這些問題采訪了在《前沿科學(xué)》2010年第1期雜志發(fā)表“挑戰(zhàn)全球氣候變化——二氧化碳捕集與封存”一文的作者、綠色煤電有限公司的劉宇博士。
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二氧化碳利用與封存示意圖 |
記者： 長達13天的哥本哈根聯(lián)合國氣候變化大會，最終卻只得到了一份沒有什么法律約束力的《哥本哈根協(xié)議》。最近質(zhì)疑氣候變暖說也越來越多，持反對意見的氣象學(xué)家指出，地球氣候?qū)嶋H上一直在變化，與人類活動并沒有什么聯(lián)系，您如何看待這一觀點？
劉宇： 關(guān)于氣候變暖的成因，在全世界范圍內(nèi)一直存在爭議。但從政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)表的觀點來看，人類活動排放的溫室氣體很可能是造成氣候變暖的主要原因。即便這種爭議一直存在，但從目前來看，發(fā)展低碳經(jīng)濟已經(jīng)成為一個方向。應(yīng)對氣候變化已經(jīng)超出了科學(xué)問題的范疇，上升為國際間政治力量角力的一個籌碼，發(fā)達國家有可能通過“碳關(guān)稅”等手段遏制發(fā)展中國家的持續(xù)發(fā)展。因此，我們必須及早動手準備，在積極參與國際談判、保護自身利益的同時，也要做好溫室氣體減排的各項工作。只有掌握了主動權(quán)，才能在這場全球“碳戰(zhàn)爭”中置身于不敗之地。
記者： 據(jù)了解，目前國內(nèi)大型的發(fā)電廠機組都安裝了脫硫設(shè)施，但進行二氧化碳捕集的卻不多，為什么會出現(xiàn)這種情況？
劉宇： 燃煤電站排放的二氧化硫是造成我國大氣污染和酸雨不斷加劇的主要原因，因此，根據(jù)國家有關(guān)法律法規(guī)的要求，我國現(xiàn)有的燃煤電廠必須逐步完成加裝脫硫設(shè)施，新建電廠必須安裝脫硫設(shè)施。二氧化碳目前只屬于溫室氣體，不屬于污染物，而且，我國屬于發(fā)展中國家，目前無需承擔(dān)強制性的減排義務(wù)，因此目前我國尚未制定強制性的減排規(guī)定。
由于我國目前尚處于經(jīng)濟高速發(fā)展的階段，節(jié)能和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的潛力很大，因此，我國政府目前重點從節(jié)能降耗、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等方面著手部署控制二氧化碳排放的相關(guān)工作。未來，隨著我國面臨的碳減排壓力逐漸增大，節(jié)能和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的難度逐漸增大、潛力逐漸減小，燃煤電廠的碳捕集有望成為碳減排的重要手段。
記者： 大力發(fā)展二氧化碳的捕集與封存技術(shù)還存在著哪些爭議？有何瓶頸和障礙，諸如能耗增加、成本過高等問題？
劉宇： 長遠來看，通過節(jié)能和可再生能源減排二氧化碳的量總是有限的，有必要從化石能源利用過程中捕集二氧化碳進行封存，實現(xiàn)長期、大量的碳減排。電廠排放的二氧化碳是人類活動排放二氧化碳的50%以上，是最主要的集中排放源。尤其是對于以煤為主的我國，有必要及早發(fā)展電廠碳捕集和封存技術(shù)，掌握自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，以免將來受制于人。
燃煤電廠的碳捕集目前在全世界范圍內(nèi)尚處于示范階段，未大規(guī)模普及，關(guān)鍵原因就在于：基于目前的技術(shù)水平，二氧化碳分離、壓縮等過程的能耗較大。以IGCC為例，當采用F級燃機時，機組供電效率可達到45%，當脫除90%的二氧化碳并壓縮處理時，效率將降為36%左右。同時，由于燃煤電廠排放的二氧化碳量較大，捕集時涉及的裝置規(guī)模、占地都較大，相應(yīng)的投資也較大，外加能耗較大，導(dǎo)致碳捕集的成本較高。因此，在示范階段，需要政府出臺相應(yīng)的扶持政策，如給予財政補貼、低息貸款、優(yōu)惠電價等，幫助企業(yè)掌握這項技術(shù)，以便在未來有必要推廣應(yīng)用時“心中不慌”。
此外，碳捕集和封存技術(shù)發(fā)展面臨的不單是技術(shù)和經(jīng)濟成本的問題。電廠二氧化碳排放的量很大，一般規(guī)模的電廠排放量將在100萬噸/年的級別，需用于驅(qū)油或封存才能消耗如此大量的二氧化碳。因此，對于封存在地下的二氧化碳的監(jiān)控和泄漏等問題，國家也應(yīng)盡快出臺配套的法律法規(guī)。由于驅(qū)油和封存技術(shù)主要由石油和地質(zhì)行業(yè)掌握，國家也有必要協(xié)調(diào)電力和石油、地質(zhì)等行業(yè)的優(yōu)勢力量，打破行業(yè)壁壘，盡早實現(xiàn)電廠碳捕集與封存的全流程示范。從社會的角度，國家也有必要向公眾普及實施碳捕集與封存的必要性，打破思維定式，減少公眾的顧慮。
記者： 倪維斗院士在為您的論文寫的推薦語中特別強調(diào)了碳利用，碳捕集后的利用前景如何？
劉宇： 如果單純考慮碳封存，不會產(chǎn)生任何的經(jīng)濟效益，反而會增加監(jiān)測、運行等的成本，無論是對于政府還是企業(yè)，難以長期負擔(dān)這部分成本。如果從二氧化碳的利用入手，使電廠或其他碳源捕集出的二氧化碳能夠產(chǎn)生經(jīng)濟效益，則可以相對容易地延伸碳捕集的產(chǎn)業(yè)鏈，對于政府和企業(yè)來講更易于實施，使得碳捕集的可行性更強。因此，有必要強調(diào)首選將捕集的二氧化碳進行利用，而非“一步到位”地直接進行封存。
二氧化碳在驅(qū)油技術(shù)上的利用有很大潛力。根據(jù)石油部門的普查結(jié)果，我國有已探明原始地質(zhì)儲量為63.2億噸左右的低滲油藏。在近幾年的新增儲量中，低滲油藏占60%—70%左右，其中有相當部分可以利用二氧化碳進行驅(qū)油。假設(shè)2噸二氧化碳可以采出1噸油，則石油行業(yè)對于二氧化碳的消耗量是非？捎^的。因此，我國在驅(qū)油上存在最大的二氧化碳利用潛力。
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