“捕捉”剛性碳排放

2022-01-25 10:43:38 作者:彭 勃

——全球加快低碳技術研發(fā)應用

大氣中的碳排放有沒有可能收集起來呢?這不是異想天開,實際上“碳捕捉”技術——碳捕集利用與封存(CCUS)正越來越受國際關注。據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會發(fā)布的《全球升溫1.5℃特別報告》顯示,CCUS是確保實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》氣候目標的重要技術支撐,絕大多數(shù)氣候模式都需要它以實現(xiàn)深度減排目標。

CCUS是指將二氧化碳從工業(yè)或其他碳排放源中捕集,并運輸?shù)教囟ǖ攸c加以利用或封存的技術,包括碳捕集、碳儲運、碳地質利用與封存、碳轉化利用等環(huán)節(jié),具有減排規(guī)模大、減排效益明顯的特點。

根據(jù)碳排放濃度不同,捕集技術有燃燒后捕集、燃燒前捕集、富氧燃燒等,目前直接空氣捕集技術也被關注。碳儲運包括槽車、船運、管道運輸?shù)确绞?。捕集來的二氧化碳,可以進行地質封存,或與地質利用相結合。比如目前應用最多的驅油技術是將二氧化碳注入油藏中,使原先不具備開采條件的原油變得可流動,在顯著提高原油開采效率的同時減少碳排放;也可以進行轉化利用,以二氧化碳為主要原料,通過化工或生物過程轉化為高附加值產(chǎn)品,如制備碳酸酯、微藻養(yǎng)殖并轉化為生物質燃料等,是未來重要的發(fā)展方向。

CCUS不僅可以實現(xiàn)直接碳減排,還能帶動相關低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。比如在氫能產(chǎn)業(yè)中,由化石能源產(chǎn)生的“藍氫”在CCUS技術的支持下可以減少碳排放,成為較為理想的二次能源。此外,用生物質與燃煤混合發(fā)電再配合碳捕集,也被證明是一種高效且穩(wěn)定的技術路徑,有待進一步推廣。

能源轉型、能效提升、節(jié)能減排是當前減碳的主要途徑。然而在一些行業(yè),比如水泥、鋼鐵、化工等,由于工藝特性,即使在工藝路線改進和產(chǎn)能優(yōu)化后,仍然存在化石能源的需求以及二氧化碳剛性排放。CCUS是中和這部分工業(yè)碳排放的支撐技術,對全球減排貢獻估計占10%—30%。從上世紀80年代起,一些發(fā)達國家開始相關技術探索和工程示范。截至2020年底,全球共部署有CCUS項目65項,其中26項正在運行,每年可捕集和永久封存約4000萬噸二氧化碳。

總體來看,CCUS能夠將二氧化碳從排放源頭攔截,稱得上減碳的“強效藥”;由于技術環(huán)節(jié)多、工程復雜,目前還是一種成本很高的“貴價藥”。尤其是在捕集環(huán)節(jié),成本可能高達200—500元/噸碳。隨著材料化學等領域的技術進步和大規(guī)模工業(yè)化應用,成本制約有望被破除。目前,英國、日本等多國已將CCUS作為碳中和行動計劃的重要組成部分,未來這一技術將迎來廣闊發(fā)展空間。

我國不久前出臺的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中,CCUS被列入綠色低碳重大科技。近年來,我國相關領域研究取得積極進展,開發(fā)出多項具有自主知識產(chǎn)權的技術,具備了全流程設計能力,2021年啟動了百萬噸級的全鏈條碳捕集驅油與封存項目、全國首個海上二氧化碳封存項目等。未來,通過加強國際交流、吸收先進經(jīng)驗,CCUS技術有望得到進一步推廣應用。

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