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我國碳捕獲與封存(CCS)項目開展面臨的問題及建議
（作者未知） 2010/6/25
摘要:本文是一份綜述性研究報告,以國內(nèi)外專家的研究成果為背景,介紹了CCS技術推廣的影響因素,例如成本因素、技術因素等,在此基礎上分析了現(xiàn)階段CCS技術推廣所面臨的一系列難題,進而提出了對我國推廣CCS技術的建議。
關鍵詞:碳捕獲與封存(CCS);二氧化碳(CO2);成本
一、引言
為了保護和穩(wěn)定人類的生存環(huán)境,世界各國都在為減少二氧化碳的排放而努力,2009年12月7日到18日,《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第15次會議在丹麥首都哥本哈根召開,溫家寶在會上說[1]“我國計劃到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%”�？梢娔壳拔覈彩欠浅Ｖ匾暥趸嫉臏p排工作,近年來興起的二氧化碳捕獲與封存(CCS)技術成為各國研究的熱點和國際社會減少溫室氣體排放的重要策略。2009年10月29日到30日“中歐煤炭利用近零排放合作項目:第一階段綜合總結(jié)會與后續(xù)階段合作展望”在中國首都北京召開,會上歐盟代表、中國政府代表以及各國專家學者就在中國開展CCS項目的可行性研究做了報告,報告指出目前該項目的主要難題是資金和技術方面的困難。國際能源署對這一技術較為看好,并預測說,到2050年,CCS技術可以減少全球20%的碳排放。本文將針對CCS現(xiàn)狀、機理以及存在的問題進行綜述和分析,進而談談對我國開展CCS項目的建議。
二、CCS的概念及機理
碳捕獲與封存技術(carbon capture and storage,CCS) 即把工業(yè)生產(chǎn)中化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2進行收集并將其安全地存儲于地質(zhì)結(jié)構(gòu)層及其它可以封存CO2的地方,從而達到減少CO2排放、防止氣候惡化的目的。
CO2捕集和封存包括三個不同的階段[5]:一是從電廠中捕集CO2;二是通過管道或油輪運輸捕集的CO2;三是在深海底、耗盡的油層氣或可開采的煤礦底部儲存CO2。CO2捕集的主要方法有燃燒后捕集、富氧捕集和燃燒前捕集,CO2被捕獲后,必須對其進行安全、長期的封存,才能最終完成控制CO2進入大氣的工作。中國華能集團作為國內(nèi)最大的發(fā)電企業(yè)之一,于2007年在國內(nèi)率先開展了燃煤電廠CO2捕集技術研發(fā)與工程示范,并在中國華能北京熱電廠建立了國內(nèi)第一座燃煤電站煙氣中CO2捕集示范裝置,CO2捕集量為3000～5000噸/年,標志著二氧化碳氣體減排技術首次在我國燃煤發(fā)電領域得到應用。
三、CCS技術推廣的影響因素
(一)成本因素
1、捕集成本
中歐煤炭利用近零排放項目組研究發(fā)現(xiàn)二氧化碳的捕集成本為18歐元/噸,減排二氧化碳的成本為22歐元/噸[2]。經(jīng)項目組評估,捕集和封存二氧化碳的綜合成本為25-30歐元/噸[3]。
2、運輸成本
捕集的二氧化碳通過管道運輸送到封存地點,管道運輸一般分為路上管道運輸和海上管道運輸,陸上管道要比同樣規(guī)模的海上管道成本高出40%～70%[4]。中歐煤炭利用近零排放項目組研究發(fā)現(xiàn)平均化得運輸成本為每100公里每噸二氧化碳為12元人民幣,或每200公里每噸二氧化碳為26元[3]。清華大學的陳文穎[4]研究發(fā)現(xiàn)對于250公里的運距,管道運輸CO2的成本一般為1～8美元/噸。
3、封存成本
碳的儲存,是指將運送到儲存地的二氧化碳注入到諸如地下鹽水層、廢棄油氣田、煤礦等可以儲藏二氧化碳的地質(zhì)結(jié)構(gòu)層中。CO2封存的成本取決于地點以及注射的方法。一般來講大約每封存1噸CO2需要1～2 美元,封存成本與捕集和運輸成本比是很小的[5]。中歐煤炭利用近零排放項目組根據(jù)草舍油田一項提高采收率的項目測算,注入設施將耗資2.28億人民幣,得出每封存一噸二氧化碳的平均化成本約為6元人民幣[3]。
(二)技術因素
目前CCS項目的進展面臨著許多技術難題,CO2捕獲技術發(fā)展的方向是降低技術的投資費用和運行能耗。從燃煤電廠中捕集二氧化碳要求既能有效的捕集二氧化碳,有要盡可能低的降低能效;二氧化碳的捕集量是比較大的,要想順利的運輸二氧化碳,必須將二氧化碳進行干燥和壓縮處理,以節(jié)省運輸能耗和費用;二氧化碳的封存更是需要相當高的技術標準,既要通過一定的技術手段找到適合二氧化碳封存的地質(zhì)層,又要保證封存的二氧化碳不會泄露,因為容量巨大的二氧化碳一旦泄露,將對周邊生物造成巨大的負面影響;因此二氧化碳從捕集、運輸?shù)絻Υ娑夹枰喈敻叩募夹g標準。比如CO2的捕集和壓縮是CCS系統(tǒng)中消耗成本最大的部分[11],這主要表現(xiàn)為整個電廠效率損失以及更多的能源消耗兩個方面。效率損失主要有CO2回收需要的熱量和動力以及壓縮消耗的能量,要減小效率損失和降低成本,就必須不斷開發(fā)新（未完，下一頁）
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