碳鋪集技術(shù)日益升溫爭論也趨白熱化
碳鋪集技術(shù)日益升溫爭論也趨白熱化
中國化工報(bào)
人類活動(dòng)排放的二氧化碳主要源自化石燃料的燃燒。由于二氧化碳具有保溫作用，是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)住Ｒ虼耍瑴p碳已經(jīng)成為當(dāng)今世界最熱門的研究領(lǐng)域。
在諸多減碳技術(shù)中，最受矚目的莫過于CCUS，即二氧化碳捕集、利用和封存技術(shù)。該技術(shù)具體是將二氧化碳從工業(yè)或相關(guān)能源產(chǎn)業(yè)的排放源中通過吸收、捕集等方式分離出來，或者輸送到一定地方儲(chǔ)存，或者使用所獲得的二氧化碳作為原材料進(jìn)行再生產(chǎn)。該技術(shù)2001年在瑞典誕生，隨后美、日、歐等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都將其作為重點(diǎn)研究領(lǐng)域，投入大量的研究經(jīng)費(fèi)。
我國是世界上二氧化碳排放第一大國，每年大約排放60多億噸，占世界排放量的21%以上。
我國的碳捕集從2006年起步。該年，清華大學(xué)、華東理工大學(xué)、中科院地質(zhì)所、華能集團(tuán)等十幾家單位聯(lián)合承擔(dān)國家“863”重點(diǎn)項(xiàng)目——二氧化碳的捕集與封存技術(shù)。2007年6月，我國科技部聯(lián)合14個(gè)部門共同發(fā)布了《中國應(yīng)對(duì)氣候變化科技專項(xiàng)行動(dòng)》，碳捕集與封存技術(shù)被列為專項(xiàng)行動(dòng)的重點(diǎn)任務(wù)之一。2008年開始，中國陸續(xù)建成了4個(gè)二氧化碳捕集示范項(xiàng)目，分別是2008年7月16日投產(chǎn)的華能集團(tuán)北京熱電廠捕集項(xiàng)目，捕集規(guī)模3000噸/年；2009年12月30日投產(chǎn)的華能上海石洞口第二電廠捕集規(guī)模10萬噸/年；2010年1月20日投產(chǎn)的中電投重慶合川雙槐電廠，捕集規(guī)模1萬噸/年。同樣是二氧化碳排放大戶的煤化工企業(yè)也建成了一個(gè)捕集封存項(xiàng)目，即神華集團(tuán)于今年2月建成的10萬噸/年二氧化碳捕集封存示范項(xiàng)目。同時(shí)，越來越多的企業(yè)也參與到該技術(shù)的工業(yè)化試驗(yàn)中。
就在國內(nèi)碳捕集技術(shù)持續(xù)升溫的時(shí)候，關(guān)于中國該不該利用這項(xiàng)技術(shù)的爭論也日漸白熱化。
碳捕集是快速減排手段嗎
中國科學(xué)院工程物理研究所副研究員高林：碳捕集技術(shù)是快速減排手段
中國政府在“十二五”規(guī)劃中進(jìn)一步明確了能源戰(zhàn)略和減排的基本思路，設(shè)定了到2020年碳排放強(qiáng)度比2005年水平下降40%～45%和“十二五”期間碳排放強(qiáng)度降低17%的減排目標(biāo)。而中國要實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)面臨很大的困難，因?yàn)榘禾吭趦?nèi)的化石燃料在未來幾十年之內(nèi)占據(jù)我國能源主體地位的現(xiàn)狀不會(huì)改變，這就意味著，我們必須要為這些燃料產(chǎn)生的二氧化碳尋找出路，那么對(duì)火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、水泥廠、煉油廠、合成氨廠等二氧化碳的排放大戶來說，實(shí)施碳捕集就是快速減排最具希望的技術(shù)。
亞洲發(fā)展銀行氣候變化與碳市場顧問呂學(xué)都：碳捕集技術(shù)得不償失
碳捕集成本高、效率低，絕不是減排的最有效手段。對(duì)于中國這樣一個(gè)能耗大國而言，根本還是要提高能源利用率。企業(yè)在沒提高能源利用率之前，不要輕易嘗試碳捕集。二氧化碳收集、壓縮、運(yùn)輸，這系列過程是需要消耗巨大的能量的。假如本來的能源利用率就不高，再加上裝這套體系還要額外耗費(fèi)能耗，就等于需要排放更多的二氧化碳來達(dá)到收集二氧化碳的目的，完全是得不償失。
國家化工行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心總工程師方德。喊l(fā)電和化工融合才能有效減排
國內(nèi)傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠，煤燃燒發(fā)電的利用率僅為33%，這是很低的能效。如果采取碳捕集技術(shù)回收二氧化碳，又要損失近20%的能量，所以說碳捕獲是絕對(duì)不可行的。鑒于上述原因，提高現(xiàn)有化學(xué)燃料利用過程中的能效才是重點(diǎn)。
轉(zhuǎn)方式調(diào)結(jié)構(gòu)就是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)都要隨著新的發(fā)展去調(diào)整，這是真正的科學(xué)發(fā)展觀。發(fā)電廠只要電，不要物質(zhì)，二氧化碳想排就排；而化工企業(yè)只要物質(zhì)不要電，這樣能量也不收回。電廠和化工廠都沒有將能量和物質(zhì)進(jìn)行充分利用，要打破過去的行業(yè)割據(jù)，協(xié)同作戰(zhàn)才能達(dá)到能量和物質(zhì)的高效利用。
新型煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)（煤基多聯(lián)產(chǎn)）就是以煤、渣油或石油焦為原料，經(jīng)氣化后成為合成氣，凈化以后可用于實(shí)現(xiàn)電力、化工、熱、氣的聯(lián)產(chǎn)，即在發(fā)電的同時(shí)，聯(lián)產(chǎn)包括液體燃料在內(nèi)的多種高附加值的化工產(chǎn)品、城市煤氣等。隨著越來越嚴(yán)格的環(huán)保規(guī)定,煤氣化多聯(lián)產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)將會(huì)越來越顯著，是我國高效協(xié)同利用煤的重要戰(zhàn)略方向。
怎樣算碳捕集的成本賬
亞太環(huán)境清潔發(fā)展合作組織理事張御群：技術(shù)不難產(chǎn)業(yè)鏈成熟
目前，中國的碳捕集技術(shù)已經(jīng)和國際處于同步。2009年美國能源部長朱棣文看到華能北京熱電廠碳捕集項(xiàng)目后，表示中國在這方面的技術(shù)水平已居于世界前列。
國內(nèi)碳捕集技術(shù)主要采用化學(xué)吸收法對(duì)煤炭燃燒后排放的二氧化碳進(jìn)行捕集，這也是目前國際上碳捕集項(xiàng)目普遍采用的辦法。這一技術(shù)并沒太大的難度，即對(duì)煤炭燃燒后排放的煙氣進(jìn)行脫硝、除塵、脫硫的基礎(chǔ)上，采用胺溶劑實(shí)現(xiàn)脫碳，F(xiàn)有技術(shù)能夠捕獲到一個(gè)擬捕獲工廠排放的85%～95%的二氧化碳。北京熱電廠碳捕集項(xiàng)目已經(jīng)能制作出純度為99.99%的食品級(jí)二氧化碳。
北京熱電廠某工作人員：運(yùn)營成本與收益基本持平
北京熱電廠二氧化碳捕集示范項(xiàng)目，僅在兩個(gè)鍋爐上安裝了碳捕集裝置，年回收二氧化碳3000噸，僅占全廠二氧化碳排放的2%，總投資達(dá)2400萬元。每年該項(xiàng)目的運(yùn)營成本需要100多萬元，每噸食品級(jí)二氧化碳的售價(jià)約600元，收益也是100多萬元，可以說運(yùn)營成本與收益基本持平。
北京大學(xué)清潔能源研究院院長張東曉：比太陽能發(fā)電便宜
關(guān)于經(jīng)濟(jì)賬的問題，我覺得應(yīng)該這樣考慮：第一，要計(jì)算整個(gè)碳捕集、利用和封存項(xiàng)目的生命周期；第二，要測算現(xiàn)階段各種低碳技術(shù)的綜合成本，選擇比較而言綜合成本最低的方案，而不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)單個(gè)環(huán)節(jié)的成本或效益。
比如說，目前利用太陽能發(fā)電雖然清潔，前景也被看好，但其產(chǎn)品的生產(chǎn)過程卻是高能耗的，綜合成本比碳捕集更高。
按照現(xiàn)有技術(shù)，捕集二氧化碳需要大約25%的額外燃料和購置額外的設(shè)備，這將增加30%～40%的發(fā)電成本。用130%～140%的燃煤發(fā)電成本與目前是煤電成本300%的太陽能發(fā)電成本相比，哪項(xiàng)技術(shù)的綜合成本更低呢？答案是不言而喻的。當(dāng)然，我不是說我們應(yīng)放棄太陽能技術(shù)。相反，我們應(yīng)加大科研力度，發(fā)展出真正高效的、環(huán)保的可替代能源技術(shù)，但這需要時(shí)間。
亞洲發(fā)展銀行氣候變化與碳市場顧問呂學(xué)都：目前成本高難以商用
考察技術(shù)的成熟度不僅僅是看這項(xiàng)技術(shù)是否能夠使用，而是這一技術(shù)是否已經(jīng)適宜商用。單從技術(shù)來看已經(jīng)沒有什么大的障礙和瓶頸，但是從商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化來看，成本效益是一個(gè)很大的問題。目前技術(shù)成本還很高昂。配套碳捕獲裝置的電廠投資要比沒有進(jìn)行碳捕獲配套裝置的電廠增加1～2倍，電價(jià)成本增加20%～30%。
國家發(fā)改委能源研究所CDM項(xiàng)目管理中心副研究員馮升波：中國承擔(dān)不起巨額成本
把排出去的二氧化碳抓回來，讓它不要散布在大氣中，看似簡單的過程，但每噸需要50～60美元的成本。我國二氧化碳年排放量已占世界第一，人均也已超過平均值，假若實(shí)施捕集封存，需要投入的資金十分巨大。以2006年計(jì)，我國燃煤電廠排放的二氧化碳約為20億噸，假若捕集就要花費(fèi)800億～1000億美元，相當(dāng)于7000億元人民幣。而這樣的巨額資金，對(duì)于中國這樣的發(fā)展中國家，著實(shí)承擔(dān)不起。即使在發(fā)達(dá)國家，絕大多數(shù)碳捕集項(xiàng)目也處于實(shí)驗(yàn)、摸索的階段。
華能西安熱工研究院二氧化碳控制與減排研究所所長黃斌：誰來長期承擔(dān)高昂成本
以30萬千瓦規(guī)模的電站，一年捕集100萬噸二氧化碳為例，以往的電站投資大致在每千瓦4000元，一旦加上碳捕集裝置，其成本將變成每千瓦8000～10000元。這意味著30萬千瓦的電站要增加1倍以上的投資，達(dá)12億元之巨。
那么效益如何呢？目前火電廠發(fā)1千瓦時(shí)電大約排放1千克二氧化碳，但是要對(duì)其進(jìn)行捕捉，其中要耗費(fèi)大量的能源、蒸汽和電，這樣發(fā)1千瓦時(shí)電要增加30%的能耗，電價(jià)成本要提高20%～30%。誰來承擔(dān)多出來的這部分成本，而且要長期承擔(dān)？
華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院院長許世森：只考慮成本目光短淺
碳捕集作為一種潛在的、可供選擇的低碳技術(shù)，是中國必須儲(chǔ)備的一項(xiàng)戰(zhàn)略技術(shù)。現(xiàn)在做碳捕集項(xiàng)目的確需要付出高成本代價(jià)，但是如果我們今天不付出一定經(jīng)濟(jì)代價(jià)的話，以后可能要付出更大的代價(jià)。就像20多年前電廠脫硫，中國電力行業(yè)無法判斷電廠是否應(yīng)該搞脫硫裝置，后來當(dāng)脫硫裝置成為世界公認(rèn)規(guī)則之時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己的水平卻不行，我國巨大的脫硫商機(jī)拱手讓給了國外，F(xiàn)在，我們無法判斷未來是否會(huì)大規(guī)模進(jìn)行二氧化碳捕集和封存，但是有這種可能性，所以，我們現(xiàn)在就得儲(chǔ)備這種技術(shù)。
碳封存是否有安全隱患
中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所教授李小春：理論上封存具備安全性
只要封存場地選擇恰當(dāng)，操作規(guī)范，監(jiān)控嚴(yán)密及應(yīng)急措施具備的情況下，大規(guī)模二氧化碳封存的安全性是可以得到保證的。當(dāng)然，大規(guī)模二氧化碳封存比上述工程具有更大的規(guī)模、更長的時(shí)間尺度、特有的災(zāi)害發(fā)生機(jī)理與過程，需要進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究。
北京大學(xué)清潔能源研究院院長張東曉：安全風(fēng)險(xiǎn)可以規(guī)避
地下有很多天然的二氧化碳?xì)馓，二氧化碳存在于地層的時(shí)間超過百萬年。也就是說只要選址正確，地下空間是可以用來封存二氧化碳的。即使發(fā)生泄漏也會(huì)是一個(gè)相當(dāng)緩慢的過程，我們完全有時(shí)間采取措施來防止和規(guī)避這種逸出的風(fēng)險(xiǎn)。地層有多個(gè)儲(chǔ)層和蓋巖，這種多層儲(chǔ)蓋結(jié)構(gòu)就像一棟百層的大廈，二氧化碳想從一樓跑到一百樓的頂層并不容易，而我們要做的，就是把樓梯口這樣的快速通道也封死。二氧化碳的地質(zhì)封存工程要經(jīng)過地質(zhì)勘察、測量、工程測試和模擬等各種嚴(yán)格的程序論證，就像修水庫一樣，是可以通過恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)技術(shù)和合理的政策法規(guī)來評(píng)估和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的。
華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授周少祥：封存會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患
因?yàn)槎趸荚诔爻合绿幱诜浅７(wěn)定的氣態(tài)，要高密度地儲(chǔ)存就必須將其轉(zhuǎn)化為液態(tài)，就需要進(jìn)行壓縮并冷卻，且不說消耗巨大的能量，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患。盡管二氧化碳本身是無毒無味的，但是一旦因?yàn)槟撤N原因使二氧化碳擴(kuò)散出來，必然會(huì)造成附近很大區(qū)域范圍內(nèi)的大氣缺氧，對(duì)該區(qū)域范圍民眾的生命財(cái)產(chǎn)將是一種嚴(yán)重的威脅，同時(shí)可能造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。
火電廠之所以采用煙囪對(duì)其燃燒產(chǎn)物進(jìn)行高空排放，是為了污染物的有效擴(kuò)散，以減小對(duì)地面居民生活的直接影響，而捕集壓縮后的二氧化碳只能儲(chǔ)存在地下，一旦擴(kuò)散，沒有向高空的快速擴(kuò)散條件，其潛在的威脅之大是顯而易見的。大規(guī)模技術(shù)減排要處理的二氧化碳的體積非常大，二氧化碳?xì)怏w又具有很強(qiáng)的沿地面的擴(kuò)散能力，從戰(zhàn)略角度講，這種擴(kuò)散能力很可能使二氧化碳的儲(chǔ)存點(diǎn)成為戰(zhàn)爭時(shí)期敵方攻擊的目標(biāo)。所以我認(rèn)為大規(guī)模儲(chǔ)存二氧化碳的戰(zhàn)略危險(xiǎn)非常巨大。
碳捕集最終目的是什么
中國工程院院士倪維斗：碳利用應(yīng)放在首位
如果單純考慮碳捕集后封存，不會(huì)產(chǎn)生任何的經(jīng)濟(jì)效益，反而由于增加了監(jiān)測、運(yùn)行等成本，無論是對(duì)于政府還是企業(yè)，都難以長期負(fù)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的二氧化碳能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，則可以相對(duì)容易地延伸碳捕集的產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)于政府和企業(yè)來講更易于實(shí)施，使得碳捕集的可行性更強(qiáng)。因此，要想推廣碳捕集就得將碳利用放在首位。
中國石油大學(xué)二氧化碳實(shí)驗(yàn)室主任彭勃：二氧化碳驅(qū)油最現(xiàn)實(shí)可行
碳捕集要想大規(guī)模推廣，目前最現(xiàn)實(shí)可行的辦法是用于油田驅(qū)油。3噸二氧化碳可以驅(qū)出1噸油。利用二氧化碳提高石油采收率，可獲得較好的回報(bào)，是目前碳捕集推廣最現(xiàn)實(shí)可行的第一步。一般油田的實(shí)際采集量只能達(dá)到勘探量的一半，還會(huì)有大量的石油夾雜在巖層之中，油田勘探公司會(huì)把水蒸氣灌入地下，“擠”出那里面的石油。而二氧化碳驅(qū)油技術(shù)可以取代水，且還能讓40%的二氧化碳代替藏在巖層里的石油留在縫兒里，起到了部分碳封存的效果。既減排了二氧化碳，也能多產(chǎn)石油。
二氧化碳驅(qū)油技術(shù)在美國已經(jīng)運(yùn)用了20多年，近幾年國內(nèi)油田也開始研究這項(xiàng)技術(shù)。如中原油田濮城一廢棄油藏就通過試驗(yàn)二氧化碳驅(qū)油再獲新生。該油藏已連續(xù)14年綜合含水達(dá)到98%以上，用水驅(qū)油已無經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2008年6月開始進(jìn)行二氧化碳驅(qū)油試驗(yàn)，井組日產(chǎn)油從0.6噸上升至15.9噸。截至去年3月，累計(jì)注入二氧化碳1.23萬噸，累計(jì)增油3272.7噸，預(yù)計(jì)實(shí)施二氧化碳驅(qū)油后井組采收率可提高7.9%。
華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院院長許世森：碳利用就是減排
應(yīng)該這樣想，假如不在工廠安裝碳捕集裝置，那么工業(yè)生產(chǎn)中需求的二氧化碳從何而來？可樂、啤酒大家還是要喝的呀！它是不是要通過別的方式例如燒天然氣或者利用其他燃料專門來制造二氧化碳？其實(shí)我們等于是循環(huán)利用了一部分二氧化碳，肯定對(duì)于整個(gè)總量來說是起到了減排效果。二氧化碳在大氣層里是很少的，只占了1%都不到。假如不捕集，就得費(fèi)勁去生產(chǎn)，安裝碳捕集是變廢為寶。
綠色煤電有限公司研發(fā)工程師劉宇：鼓勵(lì)擴(kuò)大碳需求量
目前利用量太小。二氧化碳的工業(yè)用途非常廣泛，但用量卻并不大。中國目前二氧化碳的年消費(fèi)能力是200萬～250萬噸，而一個(gè)幾十萬千瓦的燃煤電廠1年所能捕集的二氧化碳的量差不多也是100萬～200萬噸。換句話說，一個(gè)電廠的捕集量，就能與全國的消費(fèi)量持平。整個(gè)長三角地區(qū)，每年對(duì)二氧化碳的利用量也僅15萬噸，僅上海石洞口電廠每年所捕獲的10萬噸二氧化碳就已經(jīng)滿足這個(gè)中國最發(fā)達(dá)地區(qū)消費(fèi)總量的2/3。那么，越來越多的被捕集的二氧化碳，應(yīng)該怎么辦？所以，應(yīng)該鼓勵(lì)擴(kuò)大碳需求量。市場會(huì)刺激碳的開發(fā)利用。
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