CCS技術(shù)關(guān)乎全球減排大業(yè) 勿讓CCS應(yīng)用成紙上談兵
美國能源部發(fā)起的未來發(fā)電項(xiàng)目之一的清潔煤炭發(fā)電廠，旨在測(cè)試CCS在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的可行性。
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美國能源部發(fā)起的未來發(fā)電項(xiàng)目之一的清潔煤炭發(fā)電廠，旨在測(cè)試CCS在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的可行性。 |
美國投資10億美元重啟“未來發(fā)電”（Future Gen）項(xiàng)目，并重點(diǎn)建設(shè)在伊利諾伊州的IGCC+CCS（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電+碳捕捉與封存）示范電站。歐盟經(jīng)濟(jì)振興計(jì)劃將10.5億歐元投資用于7個(gè)電廠的CCS發(fā)展，并將在2015年建立一個(gè)具備12個(gè)示范電廠規(guī)模的CCS聯(lián)盟。中國和美國也于2009年7月份提出建立中美聯(lián)合清潔能源中心。
從這些項(xiàng)目的立項(xiàng)上馬來看，似乎每個(gè)人都支持CCS（CCS技術(shù)，是指從一個(gè)大的排放設(shè)備如燃煤發(fā)電廠中，把二氧化碳捕獲，然后通過管道運(yùn)輸，最終注入地下可安全封存數(shù)千年的地質(zhì)封存庫。——編者注）。世界各國政府，如美國、中國、澳大利亞、加拿大、27個(gè)歐盟成員國等，加上國際能源署、各環(huán)保組織以及國際大公司等一直都在呼吁加大對(duì)CCS的投資，盡管目前為止該技術(shù)還沒有真正步入商業(yè)化應(yīng)用階段。
CCS關(guān)乎全球減排大業(yè)
煤炭是世界上增長最快的能源，煤炭燃燒也是全世界最大的溫室氣體排放源。在未來很長一段時(shí)間內(nèi)，煤炭仍將在世界各國的能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要位置。據(jù)國際能源署預(yù)測(cè)，截至2030年，煤炭仍占全球發(fā)電燃料的44%。CCS是大量減少溫室氣體排放以減緩氣候變化帶來的威脅的必要手段。該署還稱，如果沒有CCS，到2050年，全球緩和氣候變化的支出將增長70%，而溫室氣體減排目標(biāo)的20%需要靠CCS來完成。
相比降低能源消費(fèi)，提高能效，用清潔能源逐步替代化石燃料等減排手段，當(dāng)下國際組織、各國家對(duì)CCS技術(shù)能有效降低二氧化碳排放，尤其是短期內(nèi)減少火電廠的排放量已逐步達(dá)成共識(shí)。
近日，國際能源署制定了一項(xiàng)宏大的目標(biāo)，呼吁全球在2020年前完成100個(gè)CCS工程，2050年前完成3000個(gè)。而要完成這一目標(biāo)，需要將近3萬億美元的資金。為建設(shè)相應(yīng)的示范項(xiàng)目，經(jīng)合組織成員國更是要在2020年前每年投入40億美元，同時(shí)，為幫助發(fā)展中國家完成目標(biāo)，他們還要額外支付25億美元。
幾乎在同一時(shí)間，碳封存領(lǐng)袖論壇(CSLF)的成員國達(dá)成共識(shí)，將CCS視為應(yīng)對(duì)氣候變化的主要解決方案。碳封存領(lǐng)袖論壇的成員國包括大多數(shù)工業(yè)化國家以及二氧化碳排放大國，成員國的總?cè)丝谡际澜缈側(cè)丝诘?0%，二氧化碳排放量占76%，能源消耗量占75%，能源生產(chǎn)總量占70%，經(jīng)濟(jì)總量占76%。碳封存領(lǐng)袖論壇敦促那些將要參加哥本哈根氣候變化大會(huì)的各國領(lǐng)袖為CCS正名，承認(rèn)其在緩和氣候變化以及實(shí)現(xiàn)大會(huì)最終目標(biāo)——降低溫室氣體濃度上發(fā)揮的重要作用。
雖然哥本哈根大會(huì)議程已安排得十分緊密，而且現(xiàn)在也不能確定是否所有國家能就二氧化碳減排目標(biāo)達(dá)成統(tǒng)一意見。但是，挪威能源大臣約翰森日前表示，如果不涉及CCS，哥本哈根大會(huì)將不可能達(dá)成一個(gè)解決方案。
CCS技術(shù)應(yīng)用困難重重
雖然熱捧CCS，但往往是口號(hào)勝于實(shí)施，對(duì)能否真正落實(shí)CCS項(xiàng)目，很多人心中畫上一個(gè)大大的問號(hào)。多年來，歐盟一直是促進(jìn)CCS大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)者。2007年，歐盟領(lǐng)導(dǎo)人達(dá)成統(tǒng)一意見，支持在2015年前建設(shè)10—12個(gè)大規(guī)模的CCS示范性工廠，以實(shí)現(xiàn)CCS在2020年前步入商業(yè)化的目標(biāo)。但幾乎沒人相信這一目標(biāo)能夠如期實(shí)現(xiàn)。位于倫敦的碳捕捉與封存協(xié)會(huì)是一個(gè)專門為CCS游說的團(tuán)體，該協(xié)會(huì)執(zhí)行主任杰夫·查普曼稱：“很長一段時(shí)間以來，我們一直在討論這些項(xiàng)目。但直到今天，我們?nèi)栽谒馁Y金來源上爭論不休。”
截至目前，全球只有4個(gè)商業(yè)規(guī)模的CCS項(xiàng)目在運(yùn)行，而且全都與石油、天然氣生產(chǎn)相關(guān)，與發(fā)電卻毫無干系。一些小規(guī)模的試驗(yàn)計(jì)劃正在進(jìn)行當(dāng)中，其中一個(gè)位于德國，另一個(gè)位于美國，剛剛正式開工。11月，歐盟議會(huì)有望通過6個(gè)工業(yè)規(guī)模的CCS項(xiàng)目，分別位于德國、西班牙、英國、意大利、荷蘭以及波蘭。這些國家將一共獲得16億美元的補(bǔ)貼，其中波蘭將分得1.5億美元，其余5國各2.7億美元。但這些資金補(bǔ)貼與每個(gè)工程所需的15億美元成本相比還差很多，歐盟成員國將要為每個(gè)項(xiàng)目投入更多的資金。此外，歐盟也下?lián)芰藘r(jià)值3億美元的碳排額度，但最終的撥款數(shù)目還要取決于2013年碳排放額度的市場(chǎng)價(jià)格。
查普曼表示：“為這6個(gè)項(xiàng)目提供獎(jiǎng)勵(lì)資金當(dāng)然是件好事，但目前我們?nèi)圆磺宄䴕W盟成員國是否會(huì)補(bǔ)齊所缺的資金。雖然我對(duì)這些項(xiàng)目持樂觀態(tài)度，但是事情進(jìn)展的速度明顯不如預(yù)期快，我們因而倍受打擊。”
碳捕獲成本高昂導(dǎo)致資金匱乏。哈佛大學(xué)能源技術(shù)政策小組一項(xiàng)最新的研究表明，相對(duì)超臨界電廠，僅碳捕獲（不包含運(yùn)輸和儲(chǔ)存）一項(xiàng)，先鋒電廠成本就高達(dá)100-150美元/噸，電力價(jià)格將增加10美分/千瓦時(shí)；技術(shù)成熟后成本約為30-50美元/噸。而且，增加CCS將使燃煤發(fā)電效率損失20-30%。因此，要生產(chǎn)同樣多的電力，CCS相對(duì)于無CCS的條件要多消耗約25%的煤炭（取20-30%的均值）。不管電廠所使用的燃料是煤炭還是天然氣，要想滿足這一額外的負(fù)載都必須花費(fèi)很大氣力。同時(shí)，增加的煤炭消耗的成本還將通過煤炭的產(chǎn)業(yè)鏈條擴(kuò)散到整個(gè)能源系統(tǒng)，包括煤炭的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)所需的人力、資本、鐵路、港口、船舶等。把增加煤炭消耗計(jì)入成本，將給本已超常規(guī)生產(chǎn)和超容量運(yùn)載的煤炭系統(tǒng)增加額外的負(fù)擔(dān)和成本。如果考慮煤炭生產(chǎn)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的外部成本（如環(huán)境、安全和生態(tài)影響），這一數(shù)字將更高。
考慮到世界能源領(lǐng)域想要滿足日益增長的電力需求都已捉襟見肘，僅為落實(shí)CCS技術(shù)就要增加約1/4的電力需求，這似乎有點(diǎn)讓人望而生畏。
除了資金問題外，CCS 的風(fēng)險(xiǎn)也包含在二氧化碳捕獲、運(yùn)輸和儲(chǔ)存各個(gè)環(huán)節(jié)上，如技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、地質(zhì)儲(chǔ)存潛力的不確定性以及碳儲(chǔ)存的泄漏風(fēng)險(xiǎn)等，因此還必須加強(qiáng)這些過程的風(fēng)險(xiǎn)管理。
另外一個(gè)令人困擾的問題是：越來越多的民眾開始反對(duì)將二氧化碳埋藏于有人類生存的地下區(qū)域。公眾對(duì)CCS的接受程度也在某種程度上決定了采用CCS的可能與風(fēng)險(xiǎn)。大瀑布電力公司曾在德國北部進(jìn)行了全球第一個(gè)碳儲(chǔ)存的示范項(xiàng)目——施瓦茨碳儲(chǔ)存項(xiàng)目，卻因地方居民的強(qiáng)烈反對(duì)不得不取消，直接將已經(jīng)捕獲的二氧化碳重新排放到大氣中去。
此外，還包括管制的不確定性。許多國家都缺乏相應(yīng)的規(guī)章制度。而作為有可能最先試驗(yàn)CCS的公共事業(yè)部門也沒有做出任何投資承諾，除非政府在口頭應(yīng)允之后，相繼推出具體的財(cái)政和制度支持。
CCS潛力大 美中或領(lǐng)先
從上述分析中不難看出，盡管CCS潛力很大，非常熱門，但要想讓其成為現(xiàn)實(shí)，要規(guī)；l(fā)展卻也不是一件容易的事，因?yàn)橐鉀Q一系列的成本、儲(chǔ)存、風(fēng)險(xiǎn)和不確定性障礙等因素。盡管如此，也不是說就回天乏術(shù)，可以在以下幾個(gè)方面不斷推進(jìn)：
首先，不斷加強(qiáng)能力建設(shè)，包括：分析和評(píng)估CCS技術(shù)路線；加強(qiáng)碳儲(chǔ)存研究；增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理能力；建立健全CCS治理結(jié)構(gòu)和相關(guān)法律法規(guī)以及推動(dòng)公眾參與CCS的研究等。
其次，拓寬資金來源。國際資金的投入和支持非常重要，國際氣候變化協(xié)議須尋求新的金融機(jī)制以滿足CCS規(guī)模化發(fā)展的需要。
再次，深化國際合作。國際上對(duì)CCS的探索不斷前進(jìn)，要不斷深化雙邊或多邊氣候變化合作的CCS領(lǐng)域，建立聯(lián)系、跟蹤進(jìn)展、了解動(dòng)態(tài)、交流問題與經(jīng)驗(yàn)等。
查普曼認(rèn)為，世界上第一個(gè)商業(yè)規(guī)模的CCS設(shè)施有可能在中國誕生。“中國是一個(gè)真正致力于CCS研發(fā)的國家，因?yàn)樗肋@將是一個(gè)十分巨大的市場(chǎng)，同時(shí)中國也必須做點(diǎn)什么來使自己的發(fā)電廠無碳化。”同時(shí)，美國也是CCS的重要支持者。有分析人士希望，奧巴馬總統(tǒng)能夠在哥本哈根會(huì)議上對(duì)二氧化碳減排做出一定的承諾并表示支持CCS。據(jù)悉，美國政府已經(jīng)撥款24億美元用于研究CCS。位于弗吉尼亞州西部的山地人發(fā)電廠的CCS試驗(yàn)項(xiàng)目剛剛啟動(dòng)，該發(fā)電廠由美國電力公司管理，測(cè)試的CCS技術(shù)由法國阿爾斯通公司開發(fā)，捕獲的二氧化碳將被埋藏于俄亥俄河沿岸的地底。
美國國家科學(xué)院在最近發(fā)表的報(bào)道中對(duì)CCS深表贊同，稱它在解決二氧化碳排放問題上具有最大的潛力，同時(shí)在很大程度上影響著美國的能源未來。它呼吁美國在2020年前新建或者翻新15至20個(gè)試驗(yàn)工廠。
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