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CCS技術前景依然模糊

CCS技術前景依然模糊

盡管美國總統奧巴馬對電廠推行了減碳排放政策,但使用煤炭的日子不會很快消失。美國政府預計,即使奧巴馬的這個政策在面對任何政治沖突時,仍然存活下來,到2030年,燃煤發電將仍占全美發電的30%(目前占比約為40%)。據美國能源信息署(EIA)預計,到2020年,全球煤炭消耗量將比2000年增加兩倍,并在之后的幾十年里持續增長。

盡管水力壓裂法提取出了豐富的天然氣,相比燃燒煤炭,天然氣要清潔得多,但很多科學家認為,最終排放的二氧化碳仍將需要捕獲并存儲起來?!凹偃缒阆肜^續使用這些化石類碳氫化合物,這就意味著要清理它們的排放物”,愛丁堡大學地質學家StuartHaszeldine說道,“碳捕獲與存儲(CCS)技術是做到這一點的唯一辦法?!比欢@并非是件容易的事情。碳捕獲需要大量的能源(從廢氣中提取碳會用掉大量原本要出售的電量)。此外,對于將二氧化碳儲存在地底下的安全性,也帶來了一些問題。當然,毋庸置疑的是這項技術是相當昂貴的。美國僅更新BoundaryDam電廠里三分之二的設備來捕獲二氧化碳,就花費了12億美元。

成本計算

CCS技術在近一個世紀以來,都曾在美國的伊利諾伊州和北達科他州,以及加拿大和挪威的一些煉油廠和工業廠房以某種形式被使用過。但是從電廠排放出來的氣體中提取出二氧化碳又是另外一件具有挑戰性的事情,這類似于從空氣中一堆白色乒乓球里挑出幾個彩色的球。為做這項工程,所需的投入是非常龐大的。例如在美國的BoundaryDam電廠里,設備將一種液態的化學物噴灑到燃燒后的廢氣中,剝離其中的二氧化碳分子。

除了設備的成本需要考慮之外,由于一些原本通??梢杂糜诎l電的水蒸氣反而要用在“脫離器”設備中,從而電廠的效率也會降低。此外,該設備還需要具備強大的馬力將二氧化碳壓縮成液體從而便于運輸。據計算,在BoundaryDam電廠,想要捕獲二氧化碳將會削減該電廠20%的電量,等同于25000個家庭用戶使用的能源。有些專家甚至將CCS技術稱為“能源損耗”。

儲存擔憂

實際上,將液態的二氧化碳注入地下深處也可能出現問題。在美國的阿肯色州、俄亥俄州和奧克拉荷馬州等地區,曾經就因為從油氣開采中抽取廢水到地面上而引發了多次的小型地震。存儲在地底下的二氧化碳可能會污染飲用水,也可能會最終升華到地層表面進入大氣層,來擊敗整個儲存它的意義。在一些極端的案例中,二氧化碳泄漏不僅可能會危害人類的健康,甚至可能會導致人喪命。1986年,喀麥隆就因一起火山湖突然釋放出大片自然形成的二氧化碳事件,導致1700人窒息。

當然,在世界各地,將二氧化碳埋入地底下也有很多幾乎沒有引起任何問題的例子。例如在挪威,自1996年以來,每年有約一百萬噸二氧化碳被埋入北海3000英尺之下的砂巖里。據有關數據預計,單這個存儲空間就可以容納全球多年排放的二氧化碳。

選擇正確的地質位置來存儲二氧化碳,能夠降低地震和泄漏引發的風險。但即使做到這些,儲存容器也必須受到永久的監控,其過程也是需要資金成本的?!凹偃缭O備準備得不充分,儲存二氧化碳將可能會帶來各種問題”,自然資源保護委員會(NRDC)氣候規劃主任大衛·霍金斯說道,“當然,這個觀點對于運作煉油廠也同樣適用?!?/p>

經濟用途

事實上,BoundaryDam電廠排放的二氧化碳大多數將不會簡單地被注入儲存池里,反之,燃煤排放的氣體將成為提取和使用石油的工具。排放的二氧化碳在被售出并通過一個40英里長的管道運到一個油田后,將會在油井中與石油混合,從而提高石油的流動性。這個過程就是我們通常所說的“提高石油采收率”,當少量二氧化碳隨著石油溢出時,再進行壓縮并重新注入石油中。經過多次后壓縮后,二氧化碳最終將幾乎完全地被儲存在地底下。油氣產業采用這種辦法已經有幾十年了,但大多都是使用地下自然積累產生的二氧化碳。當然,在北美每年約有超過1500萬噸來自工業的二氧化碳被用于提高石油的采收率。向石油產業出售二氧化碳,能夠幫助像BoundaryDam這種電廠捕獲二氧化碳的同時卻又獲得經濟利益。

專家們認為,這種技術應該在美國,甚至全球的石油行業中推廣。將來的某一個時刻,儲存上億噸二氧化碳是必要的,也是非常經濟的做法。為了推動CCS技術在發電行業的進展,美國國會正考慮用稅收優惠、貸款擔保、免稅等政策來激勵該項目。美國金融委員會能源組主席邁克爾·班納特說:“該技術是不可能自己普及起來的,美國各政黨都應該支持這種項目?!比欢?,從煤炭中捕獲二氧化碳卻又用于生產更多的化石燃料這一現象來看,大衛·霍金斯表示他們也在努力研究這個問題。他說:“我們的觀點是:最終的結果并不是鼓勵使用更多的石油,但是,從現有的油田里提取出更多的石油,總比繼續新建油田對環境帶來的危害要小得多?!?/p>

未來展望

BoundaryDam電廠的所有者將用兩年時間去評估該項目是否可以在更低的成本下操作,從而決定是否也在電廠的其他幾個鍋爐里使用CCS技術。例如,在距電廠不到10英里的地方,電廠可以在那里獲得源源不斷的廉價煤炭,然而,由于加拿大的新政策的執行,他們可能再也不能使用這些燃料了?!拔覀儽仨氈涝诮酉聛淼?00年里,我們是否還可以持續將煤炭作為燃料來使用?!痹撾姀S的一位員工說道。

目前全球對碳捕獲的未來都不是很清晰,如果美國能夠向前邁進,相信其他國家也會邁出更大的步伐。例如在剛過去的七月,中美就宣布了很多合作研究項目?!半S著時間的推移,這項技術將會發揮什么樣的作用是很難說的,”卡耐基梅隆大學魯賓教授說道,“但在科技水平、成本和現實政治這三者之間,最終會達到平衡的?!睂τ贑CS技術的推行,相當一部分專家的態度表現得更加樂觀,例如斯坦福大學能源政策與金融中心主任丹·賴歇爾就表示,奧巴馬政府最近推出的降低碳排放的舉動是個催化劑?!拔覀冊谔寂欧艈栴}上終于獲得了一些清晰的認知,在面對氣候變化這個問題上,我們應該采取所有可以想到的措施?!钡ぁべ囆獱柦淌谶€認為收集二氧化碳也將成為一種有前景的行業。

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甲基橙
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(華東),化學工程與技術專業,長期聚焦國內外油氣行業最新最有價值的行業動態,具有數十萬字行業觀察編譯經驗,如需獲取油氣行業分析相關資料,請聯系甲基橙(QQ:1085652456;微信18202257875)
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