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《中國(guó)煤化工》
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眾議:二氧化碳利用之路怎么走
作者:褚艷 | 來(lái)源:中國(guó)石油和化工產(chǎn)業(yè)觀察雜志 | 時(shí)間:2021-08-30

作為溫室氣體排放第一大國(guó),碳捕集利用與封存技術(shù)(CCUS)在我國(guó)變得不可或缺;茉慈紵笸鶗(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳。大氣中的二氧化碳濃度上升,導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇,可能帶來(lái)一系列氣候異常事件和全球生態(tài)系統(tǒng)失衡。而如何將燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳捉住并所用得當(dāng),成為業(yè)內(nèi)人士共同關(guān)心的話題。

“這正是碳捕集利用與封存技術(shù)所做的事!苯K省能源研究會(huì)理事長(zhǎng)、東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)肖睿告訴記者,碳捕集利用與封存技術(shù)是把生產(chǎn)過(guò)程中排放的二氧化碳進(jìn)行捕獲提純,繼而投入到新的生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行循環(huán)再利用或封存的一種技術(shù)。

那么,千辛萬(wàn)苦收集到的二氧化碳應(yīng)該何去何從?“我們可以將收集到的二氧化碳進(jìn)行資源化利用,如轉(zhuǎn)化為化學(xué)品等。同時(shí),還可以將二氧化碳?jí)嚎s后深埋地下或者海底。”南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授周瑜介紹,“壓縮后的液體二氧化碳密度比水大,因此將其放置海底后一般不會(huì)浮起。當(dāng)然,這也并非是萬(wàn)無(wú)一失,遇到海嘯等地殼強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng),二氧化碳則很可能重新被釋放到空氣中!

把碳封地下,把油驅(qū)出來(lái)技術(shù)是更好的實(shí)現(xiàn)二氧化碳捕集、驅(qū)油與封存的一體化應(yīng)用示范。肖睿告訴記者,以前我們想要采到地下的油主要使用水驅(qū)方式,即將水注入地下,將油趕出來(lái)。而封碳驅(qū)油是指將二氧化碳?jí)嚎s成液體后,代替原先驅(qū)油用的水!皩嚎s后的液體二氧化碳注入地下,既實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的封存,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了采油!

但在中國(guó)科學(xué)院院士李燦眼里,相比捕集、封存,更應(yīng)重視利用環(huán)節(jié)。因?yàn)椴都趸贾螅獯婷媾R空間、泄漏、安全、成本等一系列制約,并不能從根本上解決排放問(wèn)題。比如二氧化碳作為一種驅(qū)油介質(zhì),可用于油氣開(kāi)采,但開(kāi)采完畢后,這部分二氧化碳依然會(huì)大量釋放,并不能實(shí)現(xiàn)完全封存。類(lèi)似情況還發(fā)生在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。生產(chǎn)尿素可消納一部分二氧化碳,但在使用尿素時(shí),大部分二氧化碳還是白白排掉了。這些難以減排的二氧化碳,若能實(shí)現(xiàn)資源化利用,在減碳同時(shí)還可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)胡遷林表示:“既要開(kāi)展新一代大規(guī)模低能耗碳捕集技術(shù)、二氧化碳安全可靠封存與監(jiān)測(cè)以及運(yùn)輸技術(shù)等的研究,也需重點(diǎn)開(kāi)發(fā)二氧化碳化學(xué)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)。”在胡遷林看來(lái),實(shí)現(xiàn)二氧化碳變廢為寶更為重要。

據(jù)了解,我國(guó)每年碳捕集利用與封存技術(shù)封存量?jī)H為10萬(wàn)~100萬(wàn)噸,遠(yuǎn)低于美國(guó)的2100萬(wàn)噸。截至2019年底,我國(guó)二氧化碳累積封存量為200萬(wàn)噸,遠(yuǎn)低于美國(guó)的5800萬(wàn)噸。

在專(zhuān)家看來(lái),國(guó)內(nèi)碳捕集利用與封存技術(shù)面臨兩大障礙:一是法律法規(guī)不健全,并沒(méi)有針對(duì)性具體財(cái)稅支持。在示范項(xiàng)目的選址、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和地質(zhì)利用與封存場(chǎng)地關(guān)閉及關(guān)閉后的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)控等方面同樣缺乏相關(guān)的法律法規(guī)。二是技術(shù)尚未完全成熟,成本居高不下,項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)較大。高濃度高壓下的液態(tài)二氧化碳若在運(yùn)輸、注入和封存過(guò)程中發(fā)生泄漏,將對(duì)附近的生態(tài)環(huán)境造成影響,甚至危害人身安全。

較早參與碳捕集利用與封存技術(shù)研發(fā)的奧克控股集團(tuán)董事局主席朱建民認(rèn)為,資源化利用包括以二氧化碳為原料生產(chǎn)化學(xué)品或燃料、利用微藻類(lèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,用作混凝土建筑材料,二氧化碳增強(qiáng)油田再生等10種途徑。用途雖多,現(xiàn)階段卻存在不少瓶頸。理論上說(shuō),二氧化碳可制備多種化學(xué)品,但目前只有少數(shù)路徑具有經(jīng)濟(jì)可行性和工業(yè)化放大可拓展性。其中最大規(guī)模的化學(xué)利用是生產(chǎn)尿素,不過(guò)也只是1.4億噸二氧化碳用于生產(chǎn)2億噸尿素。

中國(guó)科學(xué)院院士包信和稱(chēng),現(xiàn)有二氧化碳轉(zhuǎn)化利用還面臨規(guī)模不對(duì)等問(wèn)題!氨热纾覈(guó)需求量最高的大宗化學(xué)品乙烯,目前年產(chǎn)量在6000萬(wàn)~7000萬(wàn)噸。即便拿出1億噸二氧化碳用于制備,也只占到排放總量的1/100。由于二氧化碳分子能量低,必須先活化再利用,通過(guò)加氫反應(yīng)才能完成。目前,氫能基本來(lái)自以煤為主的化石能源,注入的能量比釋放的能量還要多!

包信和認(rèn)為,有效的二氧化碳利用途徑必須滿足兩個(gè)條件:一是保證持續(xù)的可再生能源供給,二是能從非碳資源獲得氫氣!稗D(zhuǎn)化利用途徑主要包括熱催化、電催化及光化學(xué)過(guò)程。目前來(lái)看,前兩者比較有希望,能夠通過(guò)二氧化碳加氫反應(yīng)得到我們需要的產(chǎn)品。而在此過(guò)程中,綠氫才是真正實(shí)現(xiàn)減排的關(guān)鍵!

廈門(mén)大學(xué)中國(guó)能源政策研究院院長(zhǎng)林伯強(qiáng)建議,加快技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目示范,可從現(xiàn)代煤化工入手,開(kāi)展碳捕集利用與封存技術(shù)與煤基能源體系耦合的大規(guī)模示范,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。

華南理工大學(xué)廣州學(xué)院經(jīng)濟(jì)學(xué)院劉牧心建議主管部門(mén)基于現(xiàn)有的溫室氣體監(jiān)測(cè)、報(bào)告與核查體系,專(zhuān)門(mén)出臺(tái)針對(duì)碳捕集利用與封存項(xiàng)目各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)產(chǎn)生額外碳排放的核算方法并建立證書(shū)制度,作為企業(yè)在碳市場(chǎng)進(jìn)行配額履約或進(jìn)行交易的依據(jù)。

國(guó)家能源集團(tuán)新能源研究院碳中和中心相關(guān)負(fù)責(zé)人徐冬表示,除了單個(gè)項(xiàng)目,國(guó)家能源集團(tuán)還將開(kāi)展原理驗(yàn)證與顛覆性技術(shù)研發(fā)、中試技術(shù)放大與驗(yàn)證、碳捕集利用與封存技術(shù)全流程檢測(cè)評(píng)估平臺(tái)建設(shè)。“目前,國(guó)內(nèi)外尚無(wú)針對(duì)碳捕集利用與封存技術(shù)研發(fā)、試驗(yàn)及檢測(cè)評(píng)估與認(rèn)證的全流程平臺(tái)。集團(tuán)計(jì)劃采用政策與環(huán)境結(jié)合、機(jī)體機(jī)制與制度結(jié)合、資料分析與調(diào)查分析相結(jié)合等方式,開(kāi)展全流程標(biāo)準(zhǔn)制定、碳交易研究推廣及戰(zhàn)略規(guī)劃服務(wù),實(shí)現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、規(guī);l(fā)展!

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