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中國碳捕集與封存技術:夢想難以照進現實?

  “目前中國碳捕集與封存(CCS)無論在技術研發還是項目示范上,均已有一定成果。一旦未來國際氣候政策明朗化,碳捕集與封存技術開始大規模應用,借助在碳捕集與封存技術領域的優勢,以及過去30年中積累起來的裝備制造能力,中國具有在未來世界碳捕集與封存市場中占領一席之地的巨大潛力。”不久前,氣候組織大中華區總裁吳昌華表示。她所領導的氣候變化組織剛剛完成了一份名為《CCS在中國:現狀、挑戰和機遇》的研究報告(下稱《報告》)。

  這份報告從政策、技術、成本、法律法規、產業鏈、以及跨國/跨行業合作等角度較全面地考察了碳捕集與封存現狀與發展,并提出“碳捕集與封存對減排的貢獻,從2020年占總減排量的3%上升至2030年的10%,并在2050年達到19%,成為減排份額z*大的單個技術”的良好愿景。

  然而,記者了解到,由于受捕獲和封存過程中的高耗能、高成本,大規模地質封存后存在的安全隱患,以及其本身對減排的貢獻大小仍被存疑等一系列問題困擾,CCS在中國甚至q*范圍內大規模商業化推廣的前景迷霧重重,上述《報告》中提到的美好愿景,似乎難以照進現實。

  大規模封存尚需時日

  《報告》把CCS技術與提高能效、發展替代能源并列為減排三種重要手段。而CCS技術更關鍵之處在于,該技術是目前z*重要的過渡性減排技術。然而,根據清華大學化工系教授、中科院院士費維揚的研究,CCS的經濟性有待商榷。他指出,以當前的技術水平,二氧化碳(CO2)的捕集成本處于13到51美元/噸之間,每年處理20億噸的CO2需要100億美元。

  目前公認的應用CCS技術的主要領域是廣大的超臨界發電廠。未捕集CO2的超臨界電廠的單位發電耗約為300克標煤/千瓦時,成本約為0.2到0.3元/千瓦時;如果采用燃燒后捕集技術,在CO2捕集率為90%的情況下,單位發電能耗將上升到400克標煤/千瓦時,發電成本則相應上升到0.4元/千瓦時。

  對此,美國能源部部長朱棣文此前曾指出:“目前應用CCS技術將使燃煤電廠的稅負增加10億美元,并犧牲掉約1/4的能量輸出。”CCS技術應用的高能耗、高成本問題可見一斑。

  中國目前有4個CCS示范工程,皆未實現從CO2捕集、運輸到封存三階段的完整示范。神華煤制油研究中心有限公司董事長任相坤告訴記者,一個捕集數十萬噸的CCS示范工程的投資額要數億,“而且是沒有回報的。”但他透露,神華集團6月在內蒙古鄂爾多斯剛開工建設國內第一個全流程的CCS示范工程,年封存能力10萬噸二氧化碳,投資總額2.1億元。

  捕集后再利用不叫“碳減排”

  數億元的資金對很多有意投資CCS項目的企業并不是小數字,但是,仍有一些企業蠢蠢欲動,欲圖從

中獲利。

  記者在采訪中了解到,目前國內已經有一些企業打起CO2捕獲后再利用的主意,紛紛將捕集后的CO2賣給下游一些以CO2作為生產原料之一的化工及食品加工企業,并稱已從中盈利。對此,費維揚告訴記者,如果CO2捕集后再利用于可降解的塑料制造業領域,那么塑料成品在未來一經降解處理,未分解的CO2仍然會在此過程中被大量排放出來。這樣一來,本質目的在于“碳減排”的CCS技術就失去了其真正的推廣意義,因此這一途徑并不可取。

  記者此前曾實地采訪過華能北京熱電廠CCS項目,該廠的一位負責人說,該項目捕集的CO2,有一部分賣給了當地的一些碳酸飲料制造企業。眾所周知,碳酸飲料中的CO2從制取到喝入人體,始終處于未溶解的狀態,CO2隨時隨地都有可能再次排放到大氣中。“喝完后打一個嗝,這些CO2就排出來了。”該負責人這樣告訴記者。

  根據《報告》,目前CCS系統中CO2捕集后的主要處理途徑有三種:地質封存、海洋封存和工業利用。以上所述,大規模地質封存受困于高耗能和高成本掣肘(海洋封存成本更高),捕集后再利用對于“碳減排”來說并非實至名歸的現狀下,CCS的發展前景可謂“柳暗花未明”。

  官方態度趨于謹慎

  國際能源署(IEA)近期發布的一份報告中認為:到2020年,CCS項目數量需到100個,投資1300億美元;其中中國和印度21個,需投資190億美元。到2050年項目數量需達3400個,投資5.07萬億美元;其中中、印190個,需投資1.17萬億美元。

  當被問及“中國在2020年CCS示范項目是否能達到21個”時,來自國家發改委和科技部的官員均表示“不太現實”。科技部21世紀議程管理中心副主任彭斯震表示:“西方國家將希望寄托在中國,認為中國有利造業優勢,只有中國大規模示范才能降低成本,這是不切實際的。”

  彭斯震參與了《CCS在中國:現狀、挑戰和機遇》報告的撰寫工作。他表示,目前CCS技術尤其是其中的封存技術,尚處于研發、示范階段,離大規模運用還有很長一段路要走。而更重要的是,對CCS技術的需求還存在著政治上的不確定性。他進一步解釋說,人們積極開發CCS技術源于這樣一個假定:為實現q*升溫幅度不超過2攝氏度,就要在2050年q*溫室氣體減少一半,CO2濃度控制在450ppm(百萬分之一)以下。但目前,這一結論尚缺乏充分的科學依據。源于此結論而出現的CCS技術,也就顯得并非那么理由充足。

  國家發改委應對氣候變化司副巡視員孫楨表示,目前,政府對于CCS的態度是“既積極又謹慎”。他提醒說,應避免在應對氣候變化的q*行動中,CCS技術的開發利用導致發展中國家承擔不合理的義務。他認為,對于CO2減排工作,政府更加側重的是發展可再生能源,以及未來將實施的碳稅和碳交易制度。

  對于業界所期待的在即將出臺的《應對氣候變化“十二五”規劃》中,能將推進CCS應用作為一項重要內容,孫楨明確表示,鑒于CCS目前在國際和國內的發展現狀,政府目前并未對此有相應規劃。

  國家發改委應對氣候變化司對外合作處處長蔣兆理指出,政府完全贊成將發展CCS作為碳減排的一個重要選項,但從目前的形勢來看,要促進CCS的大規模推廣應用,還需要各個層面“更聰明、更有成效”的行動,因為按照目前的技術方案,大規模推廣CCS將付出巨大代價。

  z*現實選擇——CO2驅油

  事實上,CCS在中國的前途并非一片渺茫。業界眾多專家均對記者一致表示,鑒于目前的現實,通過二氧化碳驅油(EOR)來提高石油采收率和用于產品生產,更適合目前的中國國情。氣候組織的《報告》中指出,一般而言,每注入2.5至4.1噸二氧化碳能增產石油1噸。而蘇北油田的CCS經驗表明,累計注入4490噸二氧化碳,每注1噸增產達到2.39噸,累計增產原油1.07萬噸。項目累計投入684.5萬元,原油銷售收入1722萬元,投入產出比1.0∶2.5。

  中國石油大學提高采收率研究中心教授李明遠說,驅油技術在美國已相當成熟,在我國已開展了小規模的應用,而用CCS捕集的二氧化碳來驅油具有廣泛的應用前景和收益來源。“但就CCS技術的其他應用領域來說,還是宜作技術儲備,并不適合大規模推廣應用”。李明遠表示。

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