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如何实现二氧化碳的捕集与封存?

发布日期:2010/4/19 8:47:56 作者:曹丙利 出处:科技日报

二氧化碳利用与封存示意图

  在今年的政府工作报告里,国务院总理温家宝明确提出:今年要加快转变经济发展方式,调整优化经济结构,大力推动经济进入创新驱动、内生增长的发展轨道。而在提及如何做到这一点时,温总理指出要积极应对气候变化,大力开发低碳技术。如何科学的看待应对未来的全球气候变化?在火力发电过程中如何实现大规模减排?记者就这些问题采访了在《前沿科学》2010年第1期杂志发表“挑战全球气候变化——二氧化碳捕集与封存”一文的作者、绿色煤电有限公司的刘宇博士。

  记者: 长达13天的哥本哈根联合国气候变化大会,最终却只得到了一份没有什么法律约束力的《哥本哈根协议》。最近质疑气候变暖说也越来越多,持反对意见的气象学家指出,地球气候实际上一直在变化,与人类活动并没有什么联系,您如何看待这一观点?

  刘宇: 关于气候变暖的成因,在全世界范围内一直存在争议。但从政府间气候变化专门委员会(IPCC)发表的观点来看,人类活动排放的温室气体很可能是造成气候变暖的主要原因。即便这种争议一直存在,但从目前来看,发展低碳经济已经成为一个方向。应对气候变化已经超出了科学问题的范畴,上升为国际间政治力量角力的一个筹码,发达国家有可能通过“碳关税”等手段遏制发展中国家的持续发展。因此,我们必须及早动手准备,在积极参与国际谈判、保护自身利益的同时,也要做好温室气体减排的各项工作。只有掌握了主动权,才能在这场全球“碳战争”中置身于不败之地。

  记者: 据了解,目前国内大型的发电厂机组都安装了脱硫设施,但进行二氧化碳捕集的却不多,为什么会出现这种情况?

  刘宇: 燃煤电站排放的二氧化硫是造成我国大气污染和酸雨不断加剧的主要原因,因此,根据国家有关法律法规的要求,我国现有的燃煤电厂必须逐步完成加装脱硫设施,新建电厂必须安装脱硫设施。二氧化碳目前只属于温室气体,不属于污染物,而且,我国属于发展中国家,目前无需承担强制性的减排义务,因此目前我国尚未制定强制性的减排规定。

  由于我国目前尚处于经济高速发展的阶段,节能和结构优化的潜力很大,因此,我国政府目前重点从节能降耗、调整能源结构等方面着手部署控制二氧化碳排放的相关工作。未来,随着我国面临的碳减排压力逐渐增大,节能和结构优化的难度逐渐增大、潜力逐渐减小,燃煤电厂的碳捕集有望成为碳减排的重要手段。

  记者: 大力发展二氧化碳的捕集与封存技术还存在着哪些争议?有何瓶颈和障碍,诸如能耗增加、成本过高等问题?

  刘宇: 长远来看,通过节能和可再生能源减排二氧化碳的量总是有限的,有必要从化石能源利用过程中捕集二氧化碳进行封存,实现长期、大量的碳减排。电厂排放的二氧化碳是人类活动排放二氧化碳的50%以上,是最主要的集中排放源。尤其是对于以煤为主的我国,有必要及早发展电厂碳捕集和封存技术,掌握自主知识产权的核心技术,以免将来受制于人。

  燃煤电厂的碳捕集目前在全世界范围内尚处于示范阶段,未大规模普及,关键原因就在于:基于目前的技术水平,二氧化碳分离、压缩等过程的能耗较大。以IGCC为例,当采用F级燃机时,机组供电效率可达到45%,当脱除90%的二氧化碳并压缩处理时,效率将降为36%左右。同时,由于燃煤电厂排放的二氧化碳量较大,捕集时涉及的装置规模、占地都较大,相应的投资也较大,外加能耗较大,导致碳捕集的成本较高。因此,在示范阶段,需要政府出台相应的扶持政策,如给予财政补贴、低息贷款、优惠电价等,帮助企业掌握这项技术,以便在未来有必要推广应用时“心中不慌”。

  此外,碳捕集和封存技术发展面临的不单是技术和经济成本的问题。电厂二氧化碳排放的量很大,一般规模的电厂排放量将在100万吨/年的级别,需用于驱油或封存才能消耗如此大量的二氧化碳。因此,对于封存在地下的二氧化碳的监控和泄漏等问题,国家也应尽快出台配套的法律法规。由于驱油和封存技术主要由石油和地质行业掌握,国家也有必要协调电力和石油、地质等行业的优势力量,打破行业壁垒,尽早实现电厂碳捕集与封存的全流程示范。从社会的角度,国家也有必要向公众普及实施碳捕集与封存的必要性,打破思维定式,减少公众的顾虑。

  记者: 倪维斗院士在为您的论文写的推荐语中特别强调了碳利用,碳捕集后的利用前景如何?

  刘宇: 如果单纯考虑碳封存,不会产生任何的经济效益,反而会增加监测、运行等的成本,无论是对于政府还是企业,难以长期负担这部分成本。如果从二氧化碳的利用入手,使电厂或其他碳源捕集出的二氧化碳能够产生经济效益,则可以相对容易地延伸碳捕集的产业链,对于政府和企业来讲更易于实施,使得碳捕集的可行性更强。因此,有必要强调首选将捕集的二氧化碳进行利用,而非“一步到位”地直接进行封存。

  二氧化碳在驱油技术上的利用有很大潜力。根据石油部门的普查结果,我国有已探明原始地质储量为63.2亿吨左右的低渗油藏。在近几年的新增储量中,低渗油藏占60%—70%左右,其中有相当部分可以利用二氧化碳进行驱油。假设2吨二氧化碳可以采出1吨油,则石油行业对于二氧化碳的消耗量是非常可观的。因此,我国在驱油上存在最大的二氧化碳利用潜力。

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