碳鋪集技術日益升溫 爭論也趨白熱化

人類活動排放的二氧化碳主要源自化石燃料的燃燒。由于二氧化碳具有保溫作用，是導致溫室效應的罪魁禍首。因此，減碳已經(jīng)成為當今世界最熱門的研究領域。

在諸多減碳技術中，最受矚目的莫過于CCUS，即二氧化碳捕集、利用和封存技術。該技術具體是將二氧化碳從工業(yè)或相關能源產業(yè)的排放源中通過吸收、捕集等方式分離出來，或者輸送到一定地方儲存，或者使用所獲得的二氧化碳作為原材料進行再生產。該技術2001年在瑞典誕生，隨后美、日、歐等發(fā)達國家和地區(qū)都將其作為重點研究領域，投入大量的研究經(jīng)費。

我國是世界上二氧化碳排放第一大國，每年大約排放60多億噸，占世界排放量的21%以上。

我國的碳捕集從2006年起步。該年，清華大學、華東理工大學、中科院地質所、華能集團等十幾家單

位聯(lián)合承擔國家“863”重點項目——二氧化碳的捕集與封存技術。2007年6月，我國科技部聯(lián)合14個部門共同發(fā)布了《中國應對氣候變化科技專項行動》，碳捕集與封存技術被列為專項行動的重點任務之一。2008年開始，中國陸續(xù)建成了4個二氧化碳捕集示范項目，分別是2008年7月16日投產的華能集團北京熱電廠捕集項目，捕集規(guī)模3000噸/年；2009年12月30日投產的華能上海石洞口第二電廠捕集規(guī)模10萬噸/年；2010年1月20日投產的中電投重慶合川雙槐電廠，捕集規(guī)模1萬噸/年。同樣是二氧化碳排放大戶的煤化工企業(yè)也建成了一個捕集封存項目，即神華集團于今年2月建成的10萬噸/年二氧化碳捕集封存示范項目。同時，越來越多的企業(yè)也參與到該技術的工業(yè)化試驗中。

就在國內碳捕集技術持續(xù)升溫的時候，關于中國該不該利用這項技術的爭論也日漸白熱化。

碳捕集是快速減排手段嗎

中國科學院工程物理研究所副研究員高林：

碳捕集技術是快速減排手段

中國政府在“十二五”規(guī)劃中進一步明確了能源戰(zhàn)略和減排的基本思路，設定了到2020年碳排放強度比2005年水平下降40%～45%和“十二五”期間碳排放強度降低17%的減排目標。而中國要實現(xiàn)減排目標面臨很大的困難，因為包括煤炭在內的化石燃料在未來幾十年之內占據(jù)我國能源主體地位的現(xiàn)狀不會改變，這就意味著，我們必須要為這些燃料產生的二氧化碳尋找出路，那么對火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、水泥廠、煉油廠、合成氨廠等二氧化碳的排放大戶來說，實施碳捕集就是快速減排最具希望的技術。

亞洲發(fā)展銀行氣候變化與碳市場顧問呂學都：

碳捕集技術得不償失

碳捕集成本高、效率低，絕不是減排的最有效手段。對于中國這樣一個能耗大國而言，根本還是要提高能源利用率。企業(yè)在沒提高能源利用率之前，不要輕易嘗試碳捕集。二氧化碳收集、壓縮、運輸，這系列過程是需要消耗巨大的能量的。假如本來的能源利用率就不高，再加上裝這套體系還要額外耗費能耗，就等于需要排放更多的二氧化碳來達到收集二氧化碳的目的，完全是得不償失。

國家化工行業(yè)生產力促進中心總工程師方德?。?

發(fā)電和化工融合才能有效減排

國內傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠，煤燃燒發(fā)電的利用率僅為33%，這是很低的能效。如果采取碳捕集技術回收二氧化碳，又要損失近20%的能量，所以說碳捕獲是絕對不可行的。鑒于上述原因，提高現(xiàn)有化學燃料利用過程中的能效才是重點。

轉方式調結構就是產業(yè)結構、產品結構、技術結構都要隨著新的發(fā)展去調整，這是真正的科學發(fā)展觀。發(fā)電廠只要電，不要物質，二氧化碳想排就排；而化工企業(yè)只要物質不要電，這樣能量也不收回。電廠和化工廠都沒有將能量和物質進行充分利用，要打破過去的行業(yè)割據(jù)，協(xié)同作戰(zhàn)才能達到能量和物質的高效利用。

新型煤氣化為核心的多聯(lián)產技術（煤基多聯(lián)產）就是以煤、渣油或石油焦為原料，經(jīng)氣化后成為合成氣，凈化以后可用于實現(xiàn)電力、化工、熱、氣的聯(lián)產，即在發(fā)電的同時，聯(lián)產包括液體燃料在內的多種高附加值的化工產品、城市煤氣等。隨著越來越嚴格的環(huán)保規(guī)定,煤氣化多聯(lián)產在經(jīng)濟上的優(yōu)勢將會越來越顯著，是我國高效協(xié)同利用煤的重要戰(zhàn)略方向。

怎樣算碳捕集的成本賬

亞太環(huán)境清潔發(fā)展合作組織理事張御群：

技術不難產業(yè)鏈成熟

目前，中國的碳捕集技術已經(jīng)和國際處于同步。2009年美國能源部長朱棣文看到華能北京熱電廠碳捕集項目后，表示中國在這方面的技術水平已居于世界前列。

國內碳捕集技術主要采用化學吸收法對煤炭燃燒后排放的二氧化碳進行捕集，這也是目前國際上碳捕集項目普遍采用的辦法。這一技術并沒太大的難度，即對煤炭燃燒后排放的煙氣進行脫硝、除塵、脫硫的基礎上，采用胺溶劑實現(xiàn)脫碳?，F(xiàn)有技術能夠捕獲到一個擬捕獲工廠排放的85%～95%的二氧化碳。北京熱電廠碳捕集項目已經(jīng)能制作出純度為99.99%的食品級二氧化碳。

北京熱電廠某工作人員：

運營成本與收益基本持平

北京熱電廠二氧化碳捕集示范項目，僅在兩個鍋爐上安裝了碳捕集裝置，年回收二氧化碳3000噸，僅占全廠二氧化碳排放的2%，總投資達2400萬元。每年該項目的運營成本需要100多萬元，每噸食品級二氧化碳的售價約600元，收益也是100多萬元，可以說運營成本與收益基本持平。

北京大學清潔能源研究院院長張東曉：

比太陽能發(fā)電便宜

關于經(jīng)濟賬的問題，我覺得應該這樣考慮：第一，要計算整個碳捕集、利用和封存項目的生命周期；第二，要測算現(xiàn)階段各種低碳技術的綜合成本，選擇比較而言綜合成本最低的方案，而不應過分強調單個環(huán)節(jié)的成本或效益。

比如說，目前利用太陽能發(fā)電雖然清潔，前景也被看好，但其產品的生產過程卻是高能耗的，綜合成本比碳捕集更高。

按照現(xiàn)有技術，捕集二氧化碳需要大約25%的額外燃料和購置額外的設備，這將增加30%～40%的發(fā)電成本。用130%～140%的燃煤發(fā)電成本與目前是煤電成本300%的太陽能發(fā)電成本相比，哪項技術的綜合成本更低呢？答案是不言而喻的。當然，我不是說我們應放棄太陽能技術。相反，我們應加大科研力度，發(fā)展出真正高效的、環(huán)保的可替代能源技術，但這需要時間。

亞洲發(fā)展銀行氣候變化與碳市場顧問呂學都：

目前成本高難以商用

考察技術的成熟度不僅僅是看這項技術是否能夠使用，而是這一技術是否已經(jīng)適宜商用。單從技術來看已經(jīng)沒有什么大的障礙和瓶頸，但是從商業(yè)化和產業(yè)化來看，成本效益是一個很大的問題。目前技術成本還很高昂。配套碳捕獲裝置的電廠投資要比沒有進行碳捕獲配套裝置的電廠增加1～2倍，電價成本增加20%～30%。

國家發(fā)改委能源研究所CDM項目管理中心副研究員馮升波：

中國承擔不起巨額成本

把排出去的二氧化碳抓回來，讓它不要散布在大氣中，看似簡單的過程，但每噸需要50～60美元的成本。我國二氧化碳年排放量已占世界第一，人均也已超過平均值，假若實施捕集封存，需要投入的資金十分巨大。以2006年計，我國燃煤電廠排放的二氧化碳約為20億噸，假若捕集就要花費800億～1000億美元，相當于7000億元人民幣。而這樣的巨額資金，對于中國這樣的發(fā)展中國家，著實承擔不起。即使在發(fā)達國家，絕大多數(shù)碳捕集項目也處于實驗、摸索的階段。

華能西安熱工研究院二氧化碳控制與減排研究所所長黃斌：

誰來長期承擔高昂成本

以30萬千瓦規(guī)模的電站，一年捕集100萬噸二氧化碳為例，以往的電站投資大致在每千瓦4000元，一旦加上碳捕集裝置，其成本將變成每千瓦8000～10000元。這意味著30萬千瓦的電站要增加1倍以上的投資，達12億元之巨。

那么效益如何呢？目前火電廠發(fā)1千瓦時電大約排放1千克二氧化碳，但是要對其進行捕捉，其中要耗費大量的能源、蒸汽和電，這樣發(fā)1千瓦時電要增加30%的能耗，電價成本要提高20%～30%。誰來承擔多出來的這部分成本，而且要長期承擔？

華能集團清潔能源技術研究院院長許世森：

只考慮成本目光短淺

碳捕集作為一種潛在的、可供選擇的低碳技術，是中國必須儲備的一項戰(zhàn)略技術?，F(xiàn)在做碳捕集項目的確需要付出高成本代價，但是如果我們今天不付出一定經(jīng)濟代價的話，以后可能要付出更大的代價。就像20多年前電廠脫硫，中國電力行業(yè)無法判斷電廠是否應該搞脫硫裝置，后來當脫硫裝置成為世界公認規(guī)則之時，發(fā)現(xiàn)自己的水平卻不行，我國巨大的脫硫商機拱手讓給了國外?，F(xiàn)在，我們無法判斷未來是否會大規(guī)模進行二氧化碳捕集和封存，但是有這種可能性，所以，我們現(xiàn)在就得儲備這種技術。

碳封存是否有安全隱患

中國科學院武漢巖土力學研究所教授李小春：

理論上封存具備安全性

只要封存場地選擇恰當，操作規(guī)范，監(jiān)控嚴密及應急措施具備的情況下，大規(guī)模二氧化碳封存的安全性是可以得到保證的。當然，大規(guī)模二氧化碳封存比上述工程具有更大的規(guī)模、更長的時間尺度、特有的災害發(fā)生機理與過程，需要進行深入系統(tǒng)的研究。

北京大學清潔能源研究院院長張東曉：

安全風險可以規(guī)避

地下有很多天然的二氧化碳氣田，二氧化碳存在于地層的時間超過百萬年。也就是說只要選址正確，地下空間是可以用來封存二氧化碳的。即使發(fā)生泄漏也會是一個相當緩慢的過程，我們完全有時間采取措施來防止和規(guī)避這種逸出的風險。地層有多個儲層和蓋巖，這種多層儲蓋結構就像一棟百層的大廈，二氧化碳想從一樓跑到一百樓的頂層并不容易，而我們要做的，就是把樓梯口這樣的快速通道也封死。二氧化碳的地質封存工程要經(jīng)過地質勘察、測量、工程測試和模擬等各種嚴格的程序論證，就像修水庫一樣，是可以通過恰當?shù)目茖W技術和合理的政策法規(guī)來評估和規(guī)避風險的。

華北電力大學能源與動力工程學院教授周少祥：

封存會導致嚴重的安全隱患

因為二氧化碳在常溫常壓下處于非常穩(wěn)定的氣態(tài)，要高密度地儲存就必須將其轉化為液態(tài)，就需要進行壓縮并冷卻，且不說消耗巨大的能量，還會導致嚴重的安全隱患。盡管二氧化碳本身是無毒無味的，但是一旦因為某種原因使二氧化碳擴散出來，必然會造成附近很大區(qū)域范圍內的大氣缺氧，對該區(qū)域范圍民眾的生命財產將是一種嚴重的威脅，同時可能造成嚴重的生態(tài)災難。

火電廠之所以采用煙囪對其燃燒產物進行高空排放，是為了污染物的有效擴散，以減小對地面居民生活的直接影響，而捕集壓縮后的二氧化碳只能儲存在地下，一旦擴散，沒有向高空的快速擴散條件，其潛在的威脅之大是顯而易見的。大規(guī)模技術減排要處理的二氧化碳的體積非常大，二氧化碳氣體又具有很強的沿地面的擴散能力，從戰(zhàn)略角度講，這種擴散能力很可能使二氧化碳的儲存點成為戰(zhàn)爭時期敵方攻擊的目標。所以我認為大規(guī)模儲存二氧化碳的戰(zhàn)略危險非常巨大。

碳捕集最終目的是什么

中國工程院院士倪維斗：

碳利用應放在首位

如果單純考慮碳捕集后封存，不會產生任何的經(jīng)濟效益，反而由于增加了監(jiān)測、運行等成本，無論是對于政府還是企業(yè)，都難以長期負擔這部分成本。如果從二氧化碳的利用入手，使電廠或其他碳源捕集的二氧化碳能夠產生經(jīng)濟效益，則可以相對容易地延伸碳捕集的產業(yè)鏈，對于政府和企業(yè)來講更易于實施，使得碳捕集的可行性更強。因此，要想推廣碳捕集就得將碳利用放在首位。

中國石油大學二氧化碳實驗室主任彭勃：

二氧化碳驅油最現(xiàn)實可行

碳捕集要想大規(guī)模推廣，目前最現(xiàn)實可行的辦法是用于油田驅油。3噸二氧化碳可以驅出1噸油。利用二氧化碳提高石油采收率，可獲得較好的回報，是目前碳捕集推廣最現(xiàn)實可行的第一步。一般油田的實際采集量只能達到勘探量的一半，還會有大量的石油夾雜在巖層之中，油田勘探公司會把水蒸氣灌入地下，“擠”出那里面的石油。而二氧化碳驅油技術可以取代水，且還能讓40%的二氧化碳代替藏在巖層里的石油留在縫兒里，起到了部分碳封存的效果。既減排了二氧化碳，也能多產石油。

二氧化碳驅油技術在美國已經(jīng)運用了20多年，近幾年國內油田也開始研究這項技術。如中原油田濮城一廢棄油藏就通過試驗二氧化碳驅油再獲新生。該油藏已連續(xù)14年綜合含水達到98%以上，用水驅油已無經(jīng)濟價值。2008年6月開始進行二氧化碳驅油試驗，井組日產油從0.6噸上升至15.9噸。截至去年3月，累計注入二氧化碳1.23萬噸，累計增油3272.7噸，預計實施二氧化碳驅油后井組采收率可提高7.9%。

華能集團清潔能源技術研究院院長許世森：

碳利用就是減排

應該這樣想，假如不在工廠安裝碳捕集裝置，那么工業(yè)生產中需求的二氧化碳從何而來？可樂、啤酒大家還是要喝的呀！它是不是要通過別的方式例如燒天然氣或者利用其他燃料專門來制造二氧化碳？其實我們等于是循環(huán)利用了一部分二氧化碳，肯定對于整個總量來說是起到了減排效果。二氧化碳在大氣層里是很少的，只占了1%都不到。假如不捕集，就得費勁去生產，安裝碳捕集是變廢為寶。

綠色煤電有限公司研發(fā)工程師劉宇：

鼓勵擴大碳需求量

目前利用量太小。二氧化碳的工業(yè)用途非常廣泛，但用量卻并不大。中國目前二氧化碳的年消費能力是200萬～250萬噸，而一個幾十萬千瓦的燃煤電廠1年所能捕集的二氧化碳的量差不多也是100萬～200萬噸。換句話說，一個電廠的捕集量，就能與全國的消費量持平。整個長三角地區(qū)，每年對二氧化碳的利用量也僅15萬噸，僅上海石洞口電廠每年所捕獲的10萬噸二氧化碳就已經(jīng)滿足這個中國最發(fā)達地區(qū)消費總量的2/3。那么，越來越多的被捕集的二氧化碳，應該怎么辦？所以，應該鼓勵擴大碳需求量。市場會刺激碳的開發(fā)利用。

來源：中國化工報 作者：原小瑛

　　版權及免責聲明：凡本網(wǎng)所屬版權作品，轉載時須獲得授權并注明來源“中國產業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關法律責任的權力。凡轉載文章，不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀