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CCS:用途广泛、费用低廉的碳捕获与储存技术

2017-07-24 16:07:43  来源:中国环保网  编辑:

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   当前,臭氧层耗损愈发严重,全球气候不断变暖,冰原面积逐渐消失,减少二氧化碳排放的紧迫性与日俱增。如果全世界要想实现气候目标,就必须探究并践行任何一条可行的碳减排途径。今天,我们就谈一谈用途广泛且费用低廉的碳捕获与储存(CCS)技术。

  CCS指的是在释放到大气中之前,将二氧化碳从发电厂或其他工业设施中分离出来,然后将捕获的二氧化碳封存或进行二次使用的过程。多数情况下,大家关注的是发电过程中对CSS的应用,然而,不容忽视的是,从工业资源中捕获和储存二氧化碳从而减少这种温室气体的排放量也很重要,而且将CSS直接应用于工业设施中的成本更低,应用也更加便捷。

  全球二氧化碳排放量的25%来自工业排放,并且在2050年之前,这一排放量估计将增长50%以上。根据国际能源署(IEA)预计,为了将全球气温升高水平限制在2摄氏度以下,在2015年至2050年间人类成功捕获和储存的二氧化碳量将有几乎一半(45%)来自工业来源。

  事实上,CCS所取得的许多进展也都与工业来源有关。根据国际能源署统计,在全球22个大型CCS设施的运行或在建项目中,有19个项目获取的二氧化碳来自工业来源。其中大部分项目还包括了把二氧化碳作为生产过程(比如天然气加工和化肥生产)的一部分进行分离,成本相对便宜很多。其中,这19个工业设施每年二氧化碳的捕获量约为3500万吨。

  使用石化燃料是包括钢铁、水泥和化工生产等在内的许多工业生产过程中的一个基本要素。然而,与发电行业不同的是,在这些生产过程中不能用可再生能源代替化石燃料以减少二氧化碳排放。此外,在一些工业活动中,二氧化碳排放不是来自燃烧化石燃料,而是用于生产特定产品如水泥等的化学过程中产生的不可避免的副产品。在这些情况下,CCS是目前能够提供二氧化碳排放量大幅减少的大型技术。

  因此,捕获和储存来自工业来源的二氧化碳排放量可以在很大程度上增加减排的可能性,而且通常比发电厂更容易应用、经济方面也更加实惠。

  当然,与工业过程气体有关的二氧化碳浓度在各行业之间存在较大差异。例如,在乙醇和化肥生产过程中产生的二氧化碳气流纯度可达到90%以上,在水泥生产和高炉钢铁生产过程中产生的二氧化碳浓度则类似于燃煤发电过程中产生的二氧化碳浓度(小于20%)。

  总体观之,工业上捕获二氧化碳的应用可以分为三个基本类别:

  1. 二氧化碳分离过程是正常商业运作的固有组成部分(比如,加工天然气、生产生物乙醇、生产氨/化肥等)。

  2. 二氧化碳在高浓度下存在的过程,允许价格相对低廉的气体分离(比如:在炼油生产中的制造氢以及用于直接还原铁)。

  3. 产生大量二氧化碳的过程,但捕获成本高,目前该范畴内没有对碳减排的明确要求或鼓励措施(比如:高炉钢铁生产、水泥生产、石油精炼和纸浆和纸张生产等)。

  对于前两个类别,二氧化碳捕获技术目前已经相对成熟,而且许多商业技术已被证明可用于规模化应用。对于第三类,二氧化碳捕获则更具有挑战性,要想捕获浓度相对较低的二氧化碳需要使用更节能、更昂贵的技术方法。(本文系中国环保网wwww.chinaenvironment.com 高晶 撰写,如需转载,请注明出处)

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