碳捕獲：用化學(xué)方程式解決氣候問(wèn)題
對(duì)于那些化學(xué)客來(lái)說(shuō)，一切就這么簡(jiǎn)單：(NH4)2CO3+CO2+H2O產(chǎn)生了2NH4HCO3。
轉(zhuǎn)換成更加友善的文字，這就是阿爾斯通冷氨技術(shù)的基本原理：氨與二氧化碳反應(yīng)后，形成碳酸氫銨或碳銨，這一關(guān)鍵溶劑的采用，也大大降低了人類(lèi)捕捉二氧化碳的費(fèi)用。
在無(wú)數(shù)次紙上談兵地討論各種可能性之后，在阿爾斯通位于瑞典卡爾斯的示范電廠(chǎng)中，碳捕獲就在眼前發(fā)生。
新溶劑“冷氨”
在碳捕獲與儲(chǔ)存(CCS)中，阿爾斯通做的是碳捕獲(CC)這個(gè)部分。
碳捕獲的方式，大致分為燃燒前脫碳Pre-combustion(只限于新廠(chǎng))、富氧燃燒(Oxy Combustion)(新廠(chǎng)和舊廠(chǎng)翻新均可)以及燃燒后捕獲(新廠(chǎng)和舊廠(chǎng)翻新均可)三種方式。
在燃燒后捕獲方面，據(jù)阿爾斯通電力系統(tǒng)總裁兼首席執(zhí)行副總裁朱博赫(Philippe Joubert)向記者介紹，阿爾斯通已在美國(guó)、瑞典和挪威分別同合作伙伴建設(shè)了6個(gè)使用冷氨技術(shù)的示范項(xiàng)目。
在阿爾斯通看來(lái)，燃燒后捕獲是當(dāng)今最先進(jìn)的碳捕獲技術(shù)：這意味著在燃料作為能源燃燒后，依然可以捕獲二氧化碳。
在瑞典卡爾斯電廠(chǎng)(汽油發(fā)動(dòng))，從2009年4月開(kāi)始運(yùn)行，目前已經(jīng)擁有15000噸二氧化碳/年的碳捕捉能力。
實(shí)際上，研究表明，阿爾斯通的冷氨技術(shù)只有約10%的能量損失，同時(shí)煙氣二氧化碳捕集率高達(dá)90%。而其他燃燒后分離方法的能量損失則高達(dá)30%。
這是冷氨技術(shù)為碳捕捉技術(shù)高能耗所貢獻(xiàn)的一項(xiàng)突破：碳捕捉的高效率與價(jià)格低廉的反應(yīng)試劑。
在進(jìn)入卡爾斯電廠(chǎng)后，每個(gè)人都得了護(hù)目鏡、頭盔以及防護(hù)服，事實(shí)證明這是非常必要的，盡管瑞典國(guó)家研究與發(fā)展中心主任拉森再三向我們確保，工作人員一般不會(huì)被氨所傷害。
容器和管道令人方向迷亂，在瑞典國(guó)家研究與發(fā)展中心主任拉森的指引下，從碳的排出到最終“被捕獲”，過(guò)程一目了然。
首先，從鍋爐中排出的廢氣要被輸入一個(gè)廢氣冷卻裝置，與此同時(shí)，清除其中的微粒以及進(jìn)行除硫。
之后，干凈的廢氣即將進(jìn)入捕碳階段：在一個(gè)巨大的容器中，溶劑即將“清洗”干凈的廢氣，并把二氧化碳置換出來(lái)。
接下來(lái)，二氧化碳和溶劑的混合物在一個(gè)獨(dú)立的罐中加熱，產(chǎn)生出一股純粹的二氧化碳以及重新釋放了溶劑，此溶劑又隨之被回收到上述的清洗環(huán)節(jié)。
阿爾斯通在此廠(chǎng)所使用的溶劑是冷氨：作為碳捕獲過(guò)程中的必要化學(xué)品，溶解度極高的氨易于吸附在皮膚和眼結(jié)膜上，產(chǎn)生刺激。
從20世紀(jì)70年代以來(lái)，在碳捕獲過(guò)程中，更大范圍內(nèi)一直使用的溶劑是胺，然而使用胺進(jìn)行碳捕獲的代價(jià)是能源開(kāi)支，因?yàn)閷吠趸挤蛛x的階段，一般會(huì)使發(fā)電廠(chǎng)降低20%~25%的產(chǎn)量，而氨的使用，則大大降低了對(duì)能源的消耗。另外，只要操作簡(jiǎn)便的淋浴系統(tǒng)，就可以讓操作工人在第一時(shí)間沖刷掉附著在身體上的氨。
在接下來(lái)的兩步中，純粹的二氧化碳將被壓縮至不到其平時(shí)所占空間的1%。
最后，壓縮的二氧化碳已經(jīng)徹底準(zhǔn)備好了被送到最終儲(chǔ)存的地理場(chǎng)所。
碳捕獲的未來(lái)
為維持領(lǐng)先地位，阿爾斯通在碳捕獲技術(shù)上下了血本，盡管朱博赫對(duì)于其中花費(fèi)還是三緘其口。
據(jù)記者側(cè)面了解，上述瑞典發(fā)電廠(chǎng)項(xiàng)目，德國(guó)伊昂集團(tuán)和阿爾斯通約投資1100萬(wàn)歐元。
不過(guò)朱博赫用另一種方式和記者分享了阿爾斯通為何如此看重碳捕獲技術(shù)：到2030年，盡管有可替代能源的出現(xiàn)，傳統(tǒng)化石燃料仍有可能在全球發(fā)電方面占到67%的比重。
朱博赫認(rèn)為，到2030年，將使用60%能源的發(fā)電廠(chǎng)目前還未被建成，而由于這些發(fā)電廠(chǎng)未被技術(shù)鎖定，其情節(jié)程度更高，據(jù)估算應(yīng)在能源的排放方面僅占40%左右。
與此同時(shí)，在朱博赫看來(lái)，到2030年，全世界60%的排放都將從目前存在的發(fā)電廠(chǎng)中產(chǎn)生，而他認(rèn)為碳捕獲將承擔(dān)世界范圍內(nèi)55%的減排工作。
對(duì)于燃燒后捕獲技術(shù)的商業(yè)化，朱博赫給出了2015年這個(gè)時(shí)間點(diǎn)。
與政界見(jiàn)解有所不同的是，經(jīng)常往來(lái)于歐洲與中國(guó)的朱博赫特別對(duì)記者強(qiáng)調(diào)，中國(guó)在2009年通過(guò)大量購(gòu)買(mǎi)科技以及關(guān)閉落后電廠(chǎng)的方式，在能源能效的建設(shè)方面已經(jīng)超過(guò)了歐洲與美國(guó)。
盡管朱博赫不愿多言?xún)r(jià)格，實(shí)際上在挪威一處天然氣發(fā)電廠(chǎng)的CCS項(xiàng)目可以給予我們參照：在Karsto，捕獲一噸碳的花費(fèi)到達(dá)了70歐元。而根據(jù)麥卡錫報(bào)告，捕獲一噸二氧化碳的成本，在2020年可以降至35~50歐元，到2030年則降至30~45歐元。
目前問(wèn)題糾結(jié)于，究竟在何時(shí)，自由向天空排放二氧化碳才會(huì)比通過(guò)CCS捕捉二氧化碳更昂貴。
阿爾斯通不斷推廣他們的CCS示范項(xiàng)目的時(shí)候，不同的政治訴求正讓全球氣候談判陷入糾纏當(dāng)中，熱愛(ài)工作的瑞典女科學(xué)家拉森博士和她的同事依然憧憬著碳捕獲的大規(guī)？缮虡I(yè)化的未來(lái)。在拉森的心目中，有科學(xué)在手，有方程式在手，政治就可以有所不同。
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