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为何碳减排技术总也推不开?

发布日期:2011/6/27 9:41:40 作者:原二军 出处:中国环境报

  “技术创新以降低成本,是CCUS(碳捕集、利用及封存)技术需要突破的最根本问题。技术成本还是太高了,如果CCUS技术的运行成本降不下来,能耗高的问题得不到解决,在中国将无法实现大规模推广。”在气候组织日前召开的《CCUS在中国:18个热点问题》报告发布研讨会上,长期关注CCUS技术的中国科学院工程物理研究所副研究员高林表示。


  《CCUS在中国:18个热点问题》(以下简称《报告》)是由国际非营利机构气候组织日前发布的。这份报告是对2010年发布的《CCS(碳捕集与封存)在中国:现状、挑战和机遇》报告的延伸,并在讨论中增加了“利用”这一概念,将话题扩展到更符合中国实际的CCUS。报告对CCUS技术在中国的进展情况、与其他减排技术的比较、成本现状和发展趋势等18个热点问题进行了探讨。


  现状:中国已经开始行动


  IPCC(政府间气候变化专门委员会)对CCS的定义是:将CO2从工业或相关能源产业的排放源中分离出来,输送到一个封存地点,并且长期与大气隔绝的一个过程。我国结合国情提出了CCUS,即在CCS原有的捕集、运输和封存3个环节基础上增加了利用(Utilization/Use)环节。目前CCUS的概念已在世界范围内被广泛接受,CO2的利用也引起了政府相关主管部门的重视。


  中国为什么要考虑发展CCUS?气候组织大中华区总裁吴昌华表示,中国政府在“十二五”规划中进一步明确了能源战略和减排的基本思路,设定了到2020年碳排放强度比2005年水平下降40%~45%和“十二五”期间碳排放强度降低17%的减排目标,并制定和实施了一系列节能减排方案。中国以煤为主的资源禀赋和能源消费的增长趋势给实现低碳转型和国家减排目标带来了挑战,在这样的背景下,对燃煤电厂减排具有巨大潜力优势的CCUS技术对实现减排目标具有重要意义。


  《报告》指出,CCUS技术被认为是中国清洁煤战略的重要技术选择之一。在各种减排举措中,CCUS的贡献率不容忽视。根据国际能源署预测,到2050年,CCS可能成为减排贡献最大的单项技术,在另一些积极的减排情景下(如近零排放或负排放),CCUS技术甚至成为必须的技术选择。


  目前,国内一些地方已经开展了CCUS示范项目,如已经投运的华能集团北京热电厂捕集试验项目,捕集CO2规模达到3000吨/年,中电投重庆双槐电厂碳捕集工业示范项目规模达到1万吨/年,而中石油吉林油田CO2EOR研究与示范项目规模达到80万吨/年~100万吨/年,其中一期工程已经完成,二期正在进行中。


  问题:成本高、能耗大


  由于CCUS技术除了CO2减排的功能外,尚未发现明显的能源替代或节约能耗的效益,加上对其减排效益、经济效益、社会效益、及生态环境的综合影响以及长期安全性等诸多问题的研讨比较缺乏,因此,无论是技术研发人员、政策研究者,还是政府官员和企业管理者,都对是否应该大力发展CCUS和如何发展CCUS存有疑问。


  对此,《报告》指出,CCUS在中国将面临着比其他国家更复杂的局面,安全隐患、高能耗、高成本、源汇匹配等都是挑战。在能耗方面,CCUS技术实际上是通过消耗额外的能源换取碳排放的降低,这就意味着更多的能源消耗,如果技术进步依然无法大幅度降低CCUS的能耗水平,这一技术的推广将受到阻碍。


  此外,高昂的捕集成本也是阻碍CCUS广泛应用的又一重要原因。在目前的技术条件下,不论是IGCC(整体煤气化联合循环发电系统)电厂配合燃烧前捕集技术,还是普通热电厂的燃烧后捕集技术,引入CO2捕集环节都将增加大量的额外资本投入和运行维护成本,从而使总体发电成本增加。

 

  高林表示,创新还是CCUS技术需要突破的最根本问题。如果CCUS技术的成本(如设备投资、运行成本等)降不下来,中国很难接受。


  “CCUS技术不单纯是一个市场问题或成本问题,要取得突破、实现大规模应用,就必须通过技术创新降低减排能耗,这是我们面临的最关键问题。”长期研究CO2封存技术的石油大学博士彭勃表示。


  需求:技术推广需要跨行业合作


  全流程的CCUS项目涉及到捕集、运输、封存三大技术环节及多种形式的利用,可能涉及电力、煤炭、化工、油气和运输等多个行业。由于行业属性和企业需求的差异,有效衔接各环节、促进跨行业和跨部门的合作,成为CCUS项目的重大挑战。


  《报告》指出,要促进跨行业多企业合作,有效的方法是形成主产业(捕集—封存)整体化、可持续的商业模式,让电厂和煤化企业捕集CO2和油气公司封存CO2都有收益,从而带动技术、服务、设备提供商组成的次产业运转。这种商业模式的意义在于使减排CO2有利可图,使CCS给企业带来的收益(包括减少的罚款)高于CCUS成本。而可能的方法包括使CO2通过市场机制进行交易、征收碳税和对减排进行补贴等。


  然而,有专家指出,不论是采取市场机制还是政策激励,基于近期的碳交易价格、碳税和补贴水平,这3种方法都很难单方面促成上述商业链条的产生。从某种意义上说,CCUS市场是典型的政策激发市场。政策的走向将直接决定CCUS项目的规模性,而规模性又能促进CO2市场的培育和发展。因此,打破行业间合作的僵局,还需要政府强有力的推动,积极制定企业合作机制,协调各企业间的利益分配,促成跨行业合作,挖掘企业的投融资能力。


  展望:准备迎接技术的商业化


  事实上,应用CCUS技术对中国的意义不仅仅体现在CO2减排上。由于CCUS技术对煤基工业(燃煤发电和煤化工)清洁化、低碳化发展的积极影响,它对富煤贫油的中国具有特殊意义。


  《报告》指出,在中国积极推动CCUS技术研发示范,还可能带动相关学科的基础研究,催生新技术应用。技术的溢出效应将惠及电力、油气和(煤)化工等众多行业以及基础学科研究。从技术战略储备的角度出发,发展CCUS技术更是为了应对潜在的技术市场竞争,把握商业机会。


  有专家指出,CCUS技术潜在市场规模巨大,世界上主要的工业化国家都已经纷纷投入CCUS的研发和示范中,为了避免在技术竞争中处于被动,并进一步实现技术出口,中国也应该尽早做好准备,迎接CCUS技术的商业化。

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