中國的國情、發(fā)展階段和能源結構決定了碳捕集與封存技術(CCS)是中國應對氣候變化的一項重要戰(zhàn)略選擇,也是全球碳捕集與封存最具潛力的市場;雖然該技術仍處于研發(fā)和示范階段,但國內高校、科研機構和企業(yè)已積極行動,取得進展,中國CCS中心籌建的可行性研究也在進行之中;全面認識CCS技術本身及發(fā)展中存在的問題,對于中國提高技術研發(fā)能力、應對氣候變化能力和綜合競爭力具有重要意義。
中國應對氣候變化的重要選擇:碳捕集與封存
《京都議定書》的生效為人類共同應對氣候變化提供增添了希望,但通過提高能效、使用可再生能源等來減少二氧化碳排放的技術手段仍比較單一,而以能源驅動的現代社會,化石燃料仍將繼續(xù)是主要的能源供給,二氧化碳等溫室氣體的減排面臨巨大壓力。要實現溫室氣體濃度穩(wěn)定在一定水平,還需要采用綜合的減排措施,在這樣的背景下,IPCC特別推薦碳捕集與封存技術,以期來共同靈活應對溫室氣體到減排。
所謂二氧化碳的收集與儲存,及時收集化石燃料燃燒產生的二氧化碳,并在天然地下儲層中長期儲存,以減少二氧化碳向大氣排放。這項技術手段不但是全球溫室氣體減排的重要選擇,而且是減少大氣中二氧化碳濃度的根本措施,能夠真正實現能源利用的近零排放。
近年來,中國快速的經濟增長對能源的需求日益增加,溫室氣體排放量已位居世界前列,而中國又是一個深受氣候變化影響的發(fā)展中國家,極端天氣事件頻發(fā)。目前以煤炭為主的一次能源和以火力發(fā)電為主的二次能源結構,使碳捕集與封存在中國應用前景極其廣闊,也必將成為中國碳減排和應對氣候變化的重要技術選擇。
中國CCS:仍處于研發(fā)階段
從20世紀70年代起,我國開始注意二氧化碳提高石油采收率的研究工作。但與國際先進的做法相比,中國的CCS研究與開發(fā)還處于前期。二氧化碳捕集只適用于一些二氧化碳純度高、比較容易捕集的煉油、合成氨、制氫、天然氣凈化等工業(yè)過程。整體看,目前我國的二氧化碳捕集與封存仍處于實驗室階段,而且大都采用燃燒后捕集的方式,工業(yè)上的應用也主要是提高采油率。
但是近年來中國在CCS的研究上作了很多工作,從2003年開始中國政府就參加了碳捕集領導人論壇。“973計劃”、“863計劃”在內的國家重大課題都對CCS進行了研究。此外,華能和神華等大型公司也對CCS進行規(guī)劃、研究和示范。2008年7月16日,我國首個燃煤電廠二氧化碳捕集示范工程——華能北京熱電廠二氧化碳捕集示范工程正式建成投產,標志著二氧化碳氣體減排技術首次在我國燃煤發(fā)電領域得到應用。
作為發(fā)展中國家第一個CCS中心,煤炭信息研究院將與國際能源署合作開展籌建“中國CCS中心”的工作。它將積極推動中國CCS技術的研發(fā)與示范、技術轉移和信息共享。
CCS面臨的現實挑戰(zhàn)
雖然CCS作為一種消除溫室氣體的根本技術途徑,具有很大的發(fā)展?jié)摿?,但它的應用將極大地改變傳統(tǒng)的能源生產方式,影響經濟成本;對地質結構、海洋生態(tài)、人體健康和地球循環(huán)系統(tǒng)具有極大不確定性,影響人類生存環(huán)境;它的應用還將改變人們現有認知、現存法律法規(guī)及政策,影響社會承受度。所以,CCS面臨一下問題:
成本太高。目前估計CCS的應用將使發(fā)電成本增加大約0.01-0.05美元/千瓦時,并消耗20%以上的能源,這將阻礙CCS的發(fā)展。
健康、安全和環(huán)境風險。在CCS的應用中,將存在管道運輸相關聯的風險、地質封存滲漏引發(fā)的風險、二氧化碳注入海洋的風險等,這些風險將不可預見地影響人體健康、安全和生態(tài)環(huán)境。CCS所具有的潛在風險一直是社會難以接受的主要顧慮,也阻礙著CCS的發(fā)展。
相關法律與法規(guī)的欠缺,沒有一個合適的法律框架以推進地質封存的實施,也沒有考慮到相關的長期責任。
認識不足、源匯匹配、風險評價與監(jiān)測等其他問題。目前對CCS的認識存在不足;對捕獲、運輸和封存技術本身還要深入研究;還要更好地了解和封存地點的主要二氧化碳源的距離并建立捕獲、運輸和封存的成本曲線;并需要在全球、地區(qū)和局部層面上改進對封存能力估算,要更好地了解長期封存、流動和滲漏過程等等。
因此在CCS的發(fā)展上,我們要加強與國際合作,積極利用國外的資金和技術,適應中國的經濟社會發(fā)展現狀,進行謹慎部署、推廣應用。
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