碳捕獲與封存技術(shù)

1、碳捕獲與封存技術(shù)（CCS）2010-01-18 11:21:51|  分類： 行業(yè)研究 閱讀315 評論1   字號：大中小 訂閱        目前二氧化碳在大氣中的含量水平為百萬分之三百八十五，而其正以每年3%的速度增長。按這個速度發(fā)展，到2100年，空氣中的二氧化碳的聚集量將達(dá)到百萬分之一千一百，整個地球的氣候條件將逐步接近史前年代：地球大氣層和金星的大氣層相類似，二氧化碳取代氮?dú)獬蔀橹饕煞?溫室效應(yīng)造成的高溫將不適合任何動物的生存，人類社會則將在這一進(jìn)程中崩潰。 &

2、#160;     造成這一切的主要原因，就在于人類的工業(yè)化進(jìn)程使得碳的排放量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了自然體系捕獲碳的能力。如何阻止這一進(jìn)程發(fā)展下去是個棘手的問題。作為補(bǔ)救措施之一，人類已經(jīng)開始嘗試將碳捕獲與封存(CCS)作為一種產(chǎn)品推向前臺，并已經(jīng)在部分地區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)。        自然碳捕獲       地球形成之初，大氣層的主要成分是二氧化碳和甲烷，是個不適宜居住的星球。但自然改變了這一切。經(jīng)過數(shù)億年的時間，大部分二氧化碳都被“蓄碳池”體系

3、所吸收。海水、綠色植被都是蓄碳池體系的組成部分?，F(xiàn)今地球的海水里充滿了遠(yuǎn)古時代的碳，其總量大約有35萬億噸。而經(jīng)過數(shù)千萬年的時間，地球上的原始森林也吸進(jìn)了數(shù)萬億噸的二氧化碳。被植物所捕獲到的大多數(shù)二氧化碳經(jīng)過數(shù)十億年的時間，都演變成更加固定的地質(zhì)形態(tài)，包括石灰石、頁巖，也包括煤炭、石油和天然氣等碳?xì)浠衔铩?#160;      直到大約500年前，這種自然碳捕獲的過程都進(jìn)行得十分順利。碳的循環(huán)在當(dāng)時達(dá)到了一定的平衡：腐爛的植物或者火焰每排放一個二氧化碳分子，森林或海洋就會重新吸收一個同樣的分子?？諝庵械亩趸紳舛葹榘偃f分之二百七十。

4、0;      然而，從公元1500年開始，這種平衡被逐漸打亂。由于農(nóng)業(yè)的發(fā)展和對木材的需要耗盡了森林，地球吸進(jìn)碳的能力逐步下降。更為重要的是，對能源需求貪得無厭的工業(yè)革命引發(fā)了碳?xì)浠衔锶紵康捏E增，從而扭轉(zhuǎn)了數(shù)億年來碳儲存的平衡。從18世紀(jì)末以來，人為的二氧化碳排放量已經(jīng)從微不足道的每年1億噸上升到每年63億噸，大約比生物圈所能吸收的量多了一倍。由于每年進(jìn)入大氣層中的碳量比被捕獲的碳量多出32億噸左右，所以大氣層中碳的聚集量開始上升，增加到了現(xiàn)在的每百萬分之三百八十以上。      

5、; 皮尤全球氣候研究中心研究員本?普雷斯頓說：“即使人類今天停止了所有二氧化碳的排放，那么我們還得等上兩三個世紀(jì)的時間，才能等到自然界的蓄碳池將已經(jīng)在大氣層中多余的二氧化碳吸收掉，讓二氧化碳的聚集量恢復(fù)到工業(yè)化以前的水平?！?#160;      在這種背景下，人類開始了人為碳捕獲與封存技術(shù)的嘗試。        碳捕獲與封存       二氧化碳捕獲和封存技術(shù)在具體實踐中同樣分為“碳捕獲”和“碳封存”兩個步驟進(jìn)行。

6、對于碳捕獲而言，人們現(xiàn)在已經(jīng)掌握了三種主要的技術(shù)路徑：燃燒后捕獲(post-combustion)、燃燒前捕獲(pre-combustion)和富氧燃燒捕獲(oxyfuel-combustion)。       燃燒后捕獲是指從化石燃料燃燒后產(chǎn)生的廢氣中采用液體溶劑和加熱的方式將二氧化碳分離出來，而燃燒前捕獲則是首先將化石燃料轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳的混合氣體，然后二氧化碳被液體溶劑或固體吸附劑吸收，再通過加熱或減壓得以釋放和集中。       與燃燒后捕獲相比，燃料前捕獲中碳的

7、壓力和濃度均相對較高。這使得碳的分離更為容易，同時也提供了進(jìn)一步應(yīng)用新型碳捕獲技術(shù)的可能性。而如今正在實驗室或試點(diǎn)項目中小規(guī)模使用的富氧燃燒技術(shù)，同樣涉及燃料燃燒過程，但不同之處在于助燃劑是氧氣而非空氣。其燃燒后的廢氣也主要由水蒸氣和高濃度的二氧化碳構(gòu)成。       碳埋存技術(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用則需要首先尋找到適宜封存二氧化碳并使其與大氣完全隔絕的地質(zhì)層。而從地質(zhì)學(xué)角度看，實際上有三類地質(zhì)層均能用來埋存二氧化碳，其中最具吸引力的當(dāng)屬現(xiàn)有的油田和氣田。基于人們對產(chǎn)油層和產(chǎn)氣層的地質(zhì)概況的深入了解，油田和氣田已被證實可以容納碳?xì)浠衔铩６匾?/p>

8、的是，將二氧化碳回注油田能顯著提高油田采收率多達(dá)5%至15%，并可相應(yīng)地延長油井生產(chǎn)壽命這種“化腐朽為神奇”之術(shù)實質(zhì)上已成功地幫助了不少產(chǎn)量日減的油田得以增產(chǎn)延壽。       第二類地質(zhì)層是不含碳?xì)浠衔锏娜﹂](一種能阻止油氣繼續(xù)運(yùn)移并能在其中聚集的場所)，但它具有和含油層、含氣層和煤層類似的結(jié)構(gòu)。       第三種就是底水-深度蓄水鹽層，由于鹽層的分布面積廣大，因而被推舉為一種長久的碳埋存解決方案。      

9、 案例研究       盡管捕獲、運(yùn)輸和存儲過程的每一個環(huán)節(jié)都經(jīng)過了驗證和使用，但是，迄今為止，全循環(huán)的系統(tǒng)還沒有試驗過。全世界范圍已有十多個碳捕獲計劃正在籌備中。2008年9月，世界上第一個完整的碳捕獲和存儲技術(shù)示范項目在德國一家燃煤發(fā)電廠開始運(yùn)轉(zhuǎn)。該示范性試驗項目建于德國北部Schwarze Pumpe發(fā)電廠旁邊，每年將捕獲10萬噸二氧化碳，隨后將之壓縮，埋藏在枯竭的Altmark天然氣田表面以下3000米的地方。該氣田距離發(fā)電廠大約200公里。示范項目耗資7000萬歐元（5700萬英鎊），能夠輸出12兆瓦的電力和30兆瓦的熱能，

10、足以供應(yīng)1000多戶家庭。       美國西弗吉尼亞州登山者（Mountaineer）項目將于2009年啟動，有可能成為第一個把所有燃燒后捕獲技術(shù)綜合在一起的示范發(fā)電廠。這家發(fā)電廠只是一項更為雄心勃勃的計劃的試驗田。該計劃從俄克拉荷馬州一家燃煤發(fā)電廠捕獲和存儲二氧化碳，將于未來幾年內(nèi)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，每年捕獲150萬噸二氧化碳，并掩埋于附近的油田。       中國在碳捕獲與封存方面積極與澳大利亞、英國等技術(shù)發(fā)達(dá)國家合作，積極發(fā)展碳捕獲與儲存的試點(diǎn)項目。2008年7月，中國華能集團(tuán)

11、與澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)工業(yè)研究組織（CSIRO）正式宣布在北京成立的燃煤電廠二氧化碳捕集示范工程建成投產(chǎn)。這項由華能控股的西安熱工研究院設(shè)計完成的華能北京熱電廠二氧化碳捕集示范工程，坐落于北京郊區(qū)，是中國首個燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集示范工程，預(yù)計其年回收二氧化碳能力可達(dá)為3000噸。2009年3月，神華集團(tuán)表示其正在研究利用碳捕獲和封存技術(shù)減少煤制油項目的二氧化碳排放，目前正在進(jìn)行示范項目的研究、開發(fā)和評估工作。這一為神華集團(tuán)位于鄂爾多斯100萬噸直接煤制油示范項目配套的工程，將大大減少生產(chǎn)過程中二氧化碳的排放，以實現(xiàn)煤的清潔利用。研究表明，利用現(xiàn)代煤直接液化工藝，每生產(chǎn)一噸成品油，大概需要排放約

12、3噸左右的二氧化碳，其中大部分純度很高，捕集的成本相對較低。       盡管科學(xué)家多年來一直認(rèn)為，碳捕獲和儲存對于遏制氣候變化來說是一項至關(guān)重要的技術(shù)，但到目前為止，該技術(shù)建設(shè)和運(yùn)營成本昂貴，再加上二氧化碳會否逸出等問題在技術(shù)上存在不確定性，這一技術(shù)的發(fā)展一直受到限制。而該技術(shù)到底是不是對抗全球變暖的好辦法，環(huán)保組織也意見不一。       跟蹤相關(guān)公司技術(shù)開展工作進(jìn)程。昂貴的技術(shù) 黃斌，這個研究二氧化碳捕捉的學(xué)者毫不避諱CCS技術(shù)存在的問題。在接受記者采訪前一天

13、，他還到華能北京高碑店熱電廠看了一眼CCS裝置運(yùn)行情況。黃斌是華能西安熱工研究院二氧化碳控制與減排研究所所長。華能北京高碑店熱電廠是我國目前惟一在熱電廠實現(xiàn)工業(yè)級應(yīng)用碳捕集技術(shù)的項目。該項目于去年7月開始運(yùn)行。黃斌所在的單位為此提供技術(shù)支持。高碑店熱電廠每年約排放400萬噸二氧化碳，碳捕集系統(tǒng)能夠捕集其中的0.075%，約3000噸，而捕集能耗占電廠能耗則在30%以上。顯然，其捕集的二氧化碳并不多，“幾乎不到1%”。之所以如此，因為二氧化碳捕集裝置的能耗一般都比較高，耗資比較大。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CCS裝置，其

14、成本將變成每千瓦8000到10000元。這意味著30萬千瓦的電站幾乎增加一倍以上的投資，達(dá)12億元之巨。那么效益如何呢?目前火電廠發(fā)一度電大約排放一公斤二氧化碳，但是要對其進(jìn)行捕捉，其中要耗費(fèi)大量的能源、蒸汽甚至電，這樣發(fā)一度電幾乎要增加30%能耗，電價成本大概提高20%到30%。“誰來承擔(dān)成本，而且要長期承擔(dān)?”黃斌反問道。綠色和平氣候與能源項目經(jīng)理楊愛倫指出，目前在CCS技術(shù)尚未成型的階段，即使有為數(shù)不多幾個項目處于商業(yè)運(yùn)行，其主要應(yīng)用方向還是產(chǎn)油國公司將二氧化碳注入地下，以求擴(kuò)大石油產(chǎn)量。目前，業(yè)界有三種二氧化碳捕集方法，分別是燃燒前、燃燒后以及富氧燃燒。專家分析認(rèn)為，燃燒前捕集適合于未

15、來新建電廠，燃燒后捕集適用于現(xiàn)有電站改造。中國開展的燃燒前捕集的案例就是華能的綠色煤電計劃，燃燒后捕集的案例為華能北京熱電廠，而富氧燃燒現(xiàn)在還在清華大學(xué)試驗。和中國相同的是，其他國家的CCS項目目前也處于試驗示范階段，只是他們開始投入“巨資”研發(fā)此項技術(shù)，比如歐洲委員會近期宣布投入14億美元在歐洲各國建立CCS示范工程。當(dāng)然，環(huán)保主義者擔(dān)心的不止是成本，他們還擔(dān)心人類并不能控制儲藏在地下的二氧化碳重新泄漏出來。所以當(dāng)歐洲委員會公布方案之時，爭議聲一片。對此，先期研發(fā)CCS技術(shù)的公司宣稱不會有這種事情產(chǎn)生。以道達(dá)爾的CCS項目為例，從地理位置上，道達(dá)爾的Lacq氣田與居民區(qū)很近，可以說是“人口相

16、對而言比較稠密的區(qū)域”。開始CCS試驗之時，當(dāng)?shù)鼐用駬?dān)心濃縮的二氧化碳封存在地下是否安全。“我們的項目在提交官方批準(zhǔn)前，公司就和地方當(dāng)局、社區(qū)組織和居民個人進(jìn)行廣泛溝通，詳細(xì)介紹項目情況和專家的評論，讓公眾了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件適合封存二氧化碳?！钡肋_(dá)爾CCS項目負(fù)責(zé)人NicolasAimard表示。CCS背后的氣候政治可以肯定的是，CCS技術(shù)對那些不愿意改變自身能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的政治家具有很大的吸引力。長期參加各項氣候談判的楊愛倫的一個深切體會是，CCS技術(shù)本身的研究、談?wù)撌且粋€不帶偏見的討論，但是當(dāng)西方國家一旦將CCS作為解決氣候變化的主要方案，則使討論具有了很大的政治意義?！皻W洲國家有很多應(yīng)對氣候

17、變化的方法，之所以本國投入巨資發(fā)展CCS技術(shù)，他們的理由是中國需要，中國有很多的煤電廠?！睏類蹅愓f。目前在中國的8億千瓦的電力裝機(jī)中，火電裝機(jī)的比例達(dá)到了四分之三。中國似乎是這項技術(shù)的最大消費(fèi)者。聯(lián)合國氣候變化委員會已經(jīng)意識到，到2050年,世界的主要的能源結(jié)構(gòu)還是以煤炭為主的火力發(fā)電,因此CCS將成為溫室氣體減排的主要技術(shù)方向。 這將不可避免地成為發(fā)展中國家的壓力。當(dāng)然，發(fā)達(dá)國家對此也會有很大的壓力,特別是以煤作為主要能源的國家,如美國和澳大利亞等。據(jù)專家介紹，在氣候談判中，發(fā)展中國家特別是印度比中國更為抗拒CCS技術(shù)。在這些發(fā)展中國家看來，目前，發(fā)展中國家已經(jīng)有很多技術(shù)成熟、發(fā)展空間非常大

18、的減排技術(shù)，但是這些技術(shù)還未被大規(guī)模應(yīng)用。如果發(fā)達(dá)國家確實想援助資金，這些才是最重要的領(lǐng)域。顯然，中國不能被CCS綁死。能效問題專家程裕富告訴南方周末記者，目前CCS在中國的發(fā)展態(tài)勢是，CCS技術(shù)公司在極力推動項目的進(jìn)展，火力發(fā)電廠試圖反對這種技術(shù)的可行性，政府積極鼓勵技術(shù)的研發(fā)和合作。之所以如此，一方面，CCS技術(shù)的可行性不太確定，更關(guān)鍵的是CCS是在對減排的義務(wù)上的要求。中國在這方面采取比較謹(jǐn)慎的態(tài)度。確實如此，從中國的角度來說，似乎也不愿意被西方牽著鼻子走。此前，南方周末和國家發(fā)改委的相關(guān)官員接觸之時，官員們對此項技術(shù)并不完全認(rèn)同。在他們看來中國更“緊迫”的事情還有很多。當(dāng)然，對于吃了很

19、多虧的中國而言，更現(xiàn)實的想法是不在這輪技術(shù)浪潮中失去話語權(quán)?！爸袊郧罢?wù)摱趸疾都?，所使用的?shù)據(jù)全部是國外的，現(xiàn)在做了自己的技術(shù)研發(fā)有利于國家高層在政策判斷時有據(jù)可依?！秉S斌說。黃斌至今記得20年前，中國電力行業(yè)根本無法判斷電廠是否應(yīng)該搞脫硫裝置，后來當(dāng)脫硫裝置成為世界公認(rèn)規(guī)則之時，發(fā)現(xiàn)自己的水平卻不行，“國家巨大的脫硫商機(jī)就讓給了國外”。他說，“我們無法判斷未來是否會大規(guī)模進(jìn)行二氧化碳捕集和封存，但是有這種可能性?！?“碳捕捉”成為碳投資新寵 一項名為“碳捕捉”技術(shù)的應(yīng)用將能使發(fā)電行業(yè)二氧化碳的排放量減少20%到40%，為各國快速實現(xiàn)碳減排目標(biāo)和發(fā)展新能源贏得時間你可能想不到，你喝的可樂

20、所含二氧化碳可能是從電煤燃燒產(chǎn)生并“捕捉”而來。北京市場上已經(jīng)出現(xiàn)這種可樂，里面的二氧化碳來自華能集團(tuán)北京熱電廠燃燒產(chǎn)生的廢氣。這得益于一項稱為碳捕捉與封存(CCS)的新技術(shù)，簡單的原理就是在煤燃燒的過程中，通過一定的化學(xué)反應(yīng)將二氧化碳捕捉下來，使之不排放到大氣中，再經(jīng)過壓縮、運(yùn)輸，將其封存在枯竭的油田和天然氣領(lǐng)域或者其他安全的地下場所。這項技術(shù)被認(rèn)為是短期之內(nèi)應(yīng)對氣候變化最重要的技術(shù)之一，可為各國快速實現(xiàn)碳減排目標(biāo)和發(fā)展新能源贏得時間。當(dāng)然，被捕獲的二氧化碳也可以變費(fèi)為寶，用于罐裝可樂。據(jù)能源研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，當(dāng)前全球發(fā)電行業(yè)所排放的二氧化碳占全球總排放量的40%，而CCS技術(shù)的應(yīng)用將能夠使發(fā)電

21、行業(yè)二氧化碳的排放量減少20%到40%。碳捕捉作為減排新寵正悄然走俏。近日，歐洲委員會宣布投入14億美元在歐洲各國建立13個CCS示范工程，大大超過了對風(fēng)電以及其它新能源技術(shù)的投資。美國能源部也計劃在未來10年內(nèi)投入4.5億美元，在美國7個地區(qū)進(jìn)行CCS項目實驗。中美兩個總量占世界30%的碳排放大國，能源結(jié)構(gòu)也都高度依賴火電，美國為45%，中國則高達(dá)78%。據(jù)英國衛(wèi)報報道，中美之間正在就協(xié)同抗擊氣候變化密切接觸，并已達(dá)成三條諒解備忘錄，其中之一就是CCS等技術(shù)的合作研發(fā)。在中國，能源企業(yè)正積極投入CCS技術(shù)的自主研發(fā)和示范項目建設(shè)。2004年華能集團(tuán)就在國內(nèi)率先提出了綠色煤電計劃，并于2005

22、年底，聯(lián)合大唐、華電、國電、中電投、國投、神華、中煤七家大型央企組建了綠色煤電公司，將用10年時間，分三個階段，開發(fā)出可推廣的綠色煤電示范電站。據(jù)綠色煤電有限公司生產(chǎn)科技與國際部林凱經(jīng)理透露，今年7月初，第一階段的依托項目天津25萬千瓦級IGCC(整體煤氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán))電站示范工程將舉行開工典禮，2011年底投產(chǎn)發(fā)電。神華集團(tuán)則在研究利用CCS技術(shù)減少煤制油項目的二氧化碳排放。據(jù)氣候組織CCS項目經(jīng)理尹樂介紹，神華目前正在研發(fā)和評估國內(nèi)首個碳捕捉和封存項目鄂爾多斯100萬噸直接煤制油配套工程，預(yù)計1-2年內(nèi)進(jìn)行規(guī)模實施。中國政府也愿意推動CCS的科研與示范項目建設(shè)，但前提是得到發(fā)達(dá)國家

23、更多的技術(shù)和資金支持。技術(shù)和資金目前也是全球發(fā)展CCS的主要瓶頸。據(jù)綠色煤電有限公司生產(chǎn)科技與國際部研發(fā)工程師劉宇介紹，雖然二氧化碳的捕捉和運(yùn)輸技術(shù)都比較成熟，地質(zhì)埋存也有先例，但到目前為止，全世界還沒有一座大型的完整的二氧化碳捕集、運(yùn)輸?shù)椒獯娴漠a(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)，同時，CCS的大規(guī)模推廣又依賴于大型示范工程經(jīng)驗的積累。目前CCS技術(shù)成本很高，捕捉每噸碳大約需20-40美元。降低成本的最終途徑，要靠技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)。解決這一系列問題都必須依賴各國政府的政策、資金支持和國際間合作。氣候組織CCS項目經(jīng)理尹樂說，“No policy, no CCS?！比ツ闓8會議提出，在2010年以前，由各國政府支

24、持在全球范圍內(nèi)建設(shè)20個CCS示范項目，以保證到2020年時實現(xiàn)CCS商業(yè)化。今年5月27日，全球首次CCS高級別會議在挪威卑爾根召開。會議目標(biāo)非常明確：推動CCS納入COP15協(xié)議框架的進(jìn)程以及將CCS納入全球碳交易體系。 國內(nèi)首個碳捕獲和封存示范項目將用于煤制油     日前，國內(nèi)首個碳捕獲和封存示范項目正在神華集團(tuán)進(jìn)行研發(fā)、評估。該項目為神華100萬噸/年煤直接液化示范工程配套項目，將大大減少煤制油過程中排放的二氧化碳，以實現(xiàn)煤炭清潔轉(zhuǎn)化。目前包括地質(zhì)封存等各種封存方式都在考慮之列，項目預(yù)計1-2年內(nèi)進(jìn)行規(guī)模實施。   

25、;   二氧化碳的捕集方式主要有三種：燃燒前捕集、富氧燃燒和燃燒后捕集。無論哪種捕集方法，簡而言之是將燃煤發(fā)電廠產(chǎn)生的氣體收集起來，經(jīng)過脫硫等工序，將二氧化碳分離并收集起來。捕集到的二氧化碳必須運(yùn)輸?shù)胶线m的地點(diǎn)進(jìn)行封存，可以使用汽車、火車、輪船以及管道等運(yùn)輸方式。一般說來，管道是最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式。碳捕獲中國開局 兩個示范項目已啟動哥本哈根會議結(jié)束后的2009年歲末，全球最大的燃煤電廠“碳捕獲”項目在上海進(jìn)入調(diào)試階段，建成后每年可捕集10萬噸高純度二氧化碳。這個隸屬中國華能集團(tuán)上海石洞口第二熱電廠的項目，自2009年7月啟動，項目總投入1.5億元人民幣，由此見證“碳捕獲與封存

26、”(Carbon Capture and Storage，以下簡稱CCS)在中國的驚人發(fā)展。不過，這僅是華能集團(tuán)的第二個碳捕獲項目第一個項目位于北京東郊的高碑店熱電廠，建成一年多已捕獲二氧化碳3000余噸。CCS技術(shù)是將能源生產(chǎn)和利用過程中產(chǎn)生的二氧化碳捕集后進(jìn)行封存，避免其排放入大氣，引起或加劇氣候變化的一種新型技術(shù)。除了直接的二氧化碳減排，還可實現(xiàn)石油、煤炭等化石能源的可持續(xù)利用。全球目前燃煤產(chǎn)生的二氧化碳是90億噸/年?？茖W(xué)界最為樂觀的估計是，地下可埋存10萬億噸二氧化碳，保守估計亦達(dá)2000億噸，這相當(dāng)于未來數(shù)百年通過燃煤產(chǎn)生的二氧化碳排放的總量，或截至目前人類的二氧化碳總排量?！癈C

27、S技術(shù)可以快速、大規(guī)模地降低大氣的二氧化碳濃度，在繼續(xù)使用煤作為主要能源的條件下，實現(xiàn)二氧化碳減排目標(biāo)?！敝锌圃耗虾：Ｑ笱芯克芯繂T周蒂對此技術(shù)的應(yīng)用前景頗為樂觀。在美國、德國和印度，一半以上的發(fā)電是靠燒煤，而中國這一比例則高達(dá)70%?！斑@也就意味著，為中國燃煤電廠排放的二氧化碳尋找出路的問題，將長期困擾我們。”中科院武漢巖土力學(xué)研究所研究員李小春告訴記者。兩個示范項目德國2001年耗資7000萬歐元研究CCS技術(shù)之際，中國尚未對此充分重視。作為中國CCS的專家，西安熱工研究所有限公司總工程師許世森，清楚地感受到他領(lǐng)導(dǎo)的石洞口、高碑店項目給自己帶來“國際地位”他經(jīng)常遇到一些國外專家的合作邀請。

28、“早先，對于碳捕獲的研究僅是一些實驗室在做，在十五期間的國家課題中幾乎沒有涉及CCS。有人認(rèn)為，中國要一步一步來?！痹S世森說。轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2006年，經(jīng)國家發(fā)改委推動，CCS技術(shù)被作為中澳兩國合作的重點(diǎn)。華能集團(tuán)由此獲得一個任務(wù)：在2008年奧運(yùn)會開幕之前建立一個CCS示范項目。掌舵華能集團(tuán)的李小鵬立即指示成立課題組，并明確目標(biāo)“到奧運(yùn)會之前投入運(yùn)行”。這一計劃得到北京市政府的支持。2007年9月3日，中國華能集團(tuán)、澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)工業(yè)研究組織簽署了關(guān)于潔凈發(fā)電及二氧化碳捕集與處理等技術(shù)研究的合作框架。作為參與方的西安熱工研究所有限公司，正是華能集團(tuán)控股公司。高碑店項目于2007年8月正式開工，

29、包括設(shè)計在內(nèi)整個工程耗時近八個月，耗資2850萬元。當(dāng)這一裝置正式運(yùn)行時，很多專家們表露出驚訝。自此，CCS在中國引起了越來越多的關(guān)注，CCS的研究熱了起來，高碑店熱電廠成了學(xué)習(xí)基地，據(jù)電廠負(fù)責(zé)人描述，“差不多每周都有團(tuán)隊前來參觀”。碳捕獲工藝目前分為三種，即燃燒后捕獲、預(yù)燃燒捕獲和含氧燃料燃燒捕獲工藝。高碑店、石洞口兩項目即是燃燒后捕獲，通常是利用醇胺類溶劑從發(fā)電站廢氣中捕獲二氧化碳。據(jù)介紹，石洞口項目的規(guī)模將遠(yuǎn)大于高碑店。與此同時，華能集團(tuán)所主導(dǎo)的另一項目“整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)”(IGCC)示范工程，已于2009年7月在天津臨港工業(yè)區(qū)開工建設(shè)。IGCC能在煤炭燃燒前從氣化的煤炭中捕獲

30、到其中的碳，捕獲之后，電廠主要燃燒氫氣，可以做到二氧化碳的“近零排放”。這是國家發(fā)改委批準(zhǔn)的第一個IGCC上馬項目，華能集團(tuán)70億元“綠色煤電”投資試水，被寄望于對該技術(shù)的示范和探索。“大規(guī)模的示范才能夠獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，如果走不出實驗室、走不到工業(yè)示范這一步，實驗室研究起到的推動作用會比較小?！痹S世森說。易捕獲、難封存實際上，高碑店和石洞口兩項目僅僅運(yùn)用了CCS技術(shù)的前半部分碳捕獲，對于封存技術(shù)并未涉及。碳封存是指將大量捕獲到的二氧化碳，存儲在地質(zhì)結(jié)構(gòu)之中，從而減少二氧化碳排放。目前常見的三種封存方式，是碳封存于地下底層的自然孔隙中、地質(zhì)深層鹽水層及深海封存。中科院研究員周蒂告訴記者，二氧化碳

31、的海洋封存分為海底以下封存和海水層封存。將二氧化碳封存在海底以下，從技術(shù)上來講是完全可行的。挪威曾在1996年即完成一項碳回灌海底工程。聯(lián)合國相關(guān)機(jī)構(gòu)檢測證明，其至今仍是安全的。但在海水層中封存碳還有很大的不確定性?！耙驗樘既苡谒螅|(zhì)量變大會下沉到海底。這是否影響海底生態(tài)有待考證。”周蒂說。除海洋封存外的另外兩種封存方式，也同樣存在著不確定性?！澳壳暗碾y點(diǎn)是對地質(zhì)的勘探是否準(zhǔn)確，對一個地點(diǎn)的地質(zhì)構(gòu)造是否有把握；埋存下去后要進(jìn)行監(jiān)測，到底能保存多久，可能會從什么地方泄露？所有這些都需要進(jìn)行示范?！痹S世森說。目前，不少國家與商業(yè)公司正在進(jìn)行有關(guān)碳封存的研究工作。中國內(nèi)地對于碳封存技術(shù)的研究業(yè)已升溫，中科院、電力、石油等部門對此都有興趣。2009年6月末，歐盟委員會通過了一個最