碳捕集与封存

碳捕集与封存（精选四篇）

碳捕集与封存 篇1

美国、澳大利亚、欧盟、加拿大、日本等发达国家都投入大量资金开展C C S的研发和示范 (R D&D) 活动, 并制定相应法规、政策积极推动CCS的发展。

1 CCS基本技术

碳捕集与封存包括捕集、输送和封存三个环节。

1.1 捕集

碳捕集指把电厂和工业中排放的CO2捕集并压缩到特定温度和压力状态。根据捕集工艺不同可分为燃烧后、燃烧前、富氧燃烧和化学链反应四种技术。据IPCC研究, 燃煤或燃气电厂每吨CO2的净捕集成本为15~75美元;工业排放源每吨CO2的净捕集成本为28~115美元捕获;成本变动幅度体现了燃料和工艺技术差异。

1.2 输送

CO2运输包括公路、铁路、船舶、管道运输四种方式。一般来说公路运输运量小、成本高、运送距离短, 适合小批量、短距离、分散的情况;铁路运输相比公路运量大、成本稍低、距离长, 但铁路运输需要有装卸设施否则成本也比较高;船舶运输必须要有水路联结源与汇才行;管道运输可以连续输送, 且成本较低, 适合大规模长距离CO2输送, 但管道建设与维护成本比较高。

1.3 封存

CO2封存包括地质封存与海洋封存, 海洋封存把CO2注入海洋的水柱体或海底 (深度在1000米以上) , 被溶解和消散的CO2随后会成为全球碳循环的一部分;地质封存将捕集的CO2安全封存在深部咸水层、废弃油气田、煤层等。IPCC研究报告中每吨CO2的封存成本约为0.5~8.0美元。此外每吨CO2还有0.1~0.3美元的监测成本。

2 主要国家碳捕集与封存进展

不同国家的CCS发展受到各国特定的能源结构、技术基础和能源战略影响, 如较依赖国内煤炭资源的美国、加拿大、澳大利亚等国家发展CCS, 可以实现利用国内煤资源的同时减少温室气体排放, 以不增加能源进口和保证能源安全。而英国发展CCS一方面为促进能源结构多样化, 另一方面也通过向全球输出CCS技术获益。

2.1 美国

由于煤发电在美国占有重要位置, 因此CCS技术作为控制CO2排放的技术选择, 受到美国高度重视和大力推动。能源部 (DOE) 主导、环保署 (EPA) 与交通部 (DOT) 配合, 三个联邦部门共同推动CCS发展, 其中能源部负责CCS研发、示范项目与国际合作;环保署管理和监测CO2输送与封存过程的风险, 以确保CCS不影响公众健康和安全;交通部管理CO2输送管道网络。

2.1.1 技术

美国掌握CCS的整套技术, 从CO2捕集、输送、利用到封存都处于世界领先地位。

对于CO2捕集, 美国萤石公司 (Fluor) 专有的基于氨法的用于大规模燃烧后捕集技术, 是最早被广泛应用于商业化的解决方案之一。IGCC作为清洁煤技术在美国已有30多年的技术积累, 具有世界领先地位。为了降低捕集成本, 美国正在开发先进碳捕集技术, 包括先进溶剂、吸附剂、膜等。

美国已有35年以上的CO2管道运输历史, 最早的长距离 (140英里) 输送CO2的管道在1972年建于德克萨斯用于EOR。而从1872年美国就开始用管道输送天然气。现在, 美国大约每年用3600英里的管道输送50000万吨CO2。

对CO2封存, 美国从1970年就开展CO2-EOR项目。当前, 美国每年约有5000万吨的CO2用于EOR, 通过注入、驱油、捕集、再注入过程增加石油产量。截止到2010年, 美国已有114个CO2-EOR项目每年产油27.2万桶石油。

在能源部的支持下, 美国CCS研发资金从1997年逐年增长, 到2007年达到1亿美元。2009年2月13日通过的美国复苏法案 (ARRA.P.L.111-5) 中, 34亿美元的拨款同CCS相关。

2.1.2 政策、法规、机制

美国正在积极推动法规建设以促进CCS发展。已有国家环境政策法案 (NEPA) 与资源节约回收法案 (RCRA) 提供CO2捕集、输送、利用、封存所有环节的法律框架。前者要求CCS项目的管道输送、封存地点选择必须接受NEPA检查, 以保证公众环境健康不会受到CCS项目威胁;后者认为CO2是危险废物, 其产生、捕集、输送、封存必须接受RCRA的监督审核。此外, CCS不同环节还受特定法规限制, 例如碳捕集要遵守清洁空气法;CO2的输送要遵守危险液体管道法案和威胁物品运输法案;碳封存要受到安全饮用水法案 (Safe Drinking Water Act) 监督。

为促进CCS尽快商业化, 2009年2月通过美国复苏与在投资法案 (ARRA) , 该法案极大地增强了美国对CCS技术发展的支持力度。2009年6月通过美国清洁能源与安全法案 (ACESA) , 该法案为推动CCS快速发展提供重要法律依据, 其中明确提出碳捕集与封存的国家战略, 以扫除影响CCS技术商业应用的法律、法规障碍。

2.1.3 战略与问题

美国从战略、资金、法律上对CCS的大力支持, 但美国CCS发展存在一些必须克服的障碍。

(1) 缺乏全面细致的气候变化法规。如果没有有效的碳减排法规支持, 就无法形成合理的碳价格和足够成熟的碳金融市场, 在缺乏这一关键激励的情况下, 无法促使更为广泛的私人资本进入CCS商业化过程, 这会影响CCS商业化进程。

(2) 即使美国CCS发展获得了金融支持, 但是环保法规的不确定性可能阻碍CCS商业化的时间。

(3) 碳封存的长期影响还缺乏经验和公众接受度。

(4) 产权问题。输送CO2的管道与封存地点存在产权问题, 联邦政府和各个州对土地等资源的不同所有权, 会对管道等基础设施建设和封存地点的选择产生影响。

2.2 欧盟

欧盟的CCS发展强调未来商业化运行和技术储备;希望依靠市场力量促进CCS技术的进一步发展;强调不同利益相关者之间的知识共享和经验交流。

2007年欧盟发布的《欧盟能源政策》提出, 到2015年建成12个大规模燃煤和燃气电厂的二氧化碳捕集与封存示范项目;2020年后, 所有新建电厂都需安装CCS装置, 而已有老电厂需改造安装CCS装置。2008年欧盟进一步制定了二氧化碳捕集与封存项目框架, 该框架及其后续完善包括:捕集CO2环节的污染与控制指导意见 (96/61/EC) , CO2传输过程中的环境影响评估指导意见 (85/337/EEC) 以及封存地点选择标准, 这包括制定封存地点评估与选择标准、封存监测规格、责任等方面。此外欧盟还从6个方面完善了CCS发展政策机制。

2.2.1 欧盟推动CCS旗舰计划

2005年12月发起成立零排放化石燃料电站 (ZEP) 技术平台;2006年9月;签署提交策略性研究议程与展开文件 (SR A/SDA) , 建议到2015年完成10~12座大型CCS是示范电站, 2020年实现商业化运转目标;2007年10月正式启动欧盟CCS旗舰计划, 以加速CCS技术在欧盟全面性展开。

2.2.2 CCS示范网络平台 (CCSNetworks)

2010年9月27日, 欧盟委员会推出了欧盟支持早期大规模CCS的示范技术工具。CCS项目网络是世界上首个CCS示范项目网络平台, 用来促进知识共享和提高公众对于CCS技术在二氧化碳减排方面作用的认识。

2.2.3《保护东北大西洋海洋环境公约》 (2007) OSPAR

《保护东北大西洋海洋环境公约》 (简称OSPA R) 是一个仅仅规定了基本原则的框架性文件。OSPAR委员会2007年修订其附件二和附件三, 使近海从事CCS行为合法。但要求CCS满足以下条件:

(1) 必须将CO 2注入深层地质结构;

(2) CO2流主要由CO2组成;

(3) 没有将废物或其他物质混杂于CO2流被倾倒掉;

(4) CO2流应该永远封存与地层之中, 不得给海洋环境、人类健康和其他海域的合法使用带来负面影响。

2.2.4《伦敦议定书》 (2007)

《伦敦议定书》规定了国际海洋法中, 可以倾倒入海的CO2类型和范围, 及其许可证颁发与监管问题。

2.2.5 对EU ETS的修订及欧盟的相关补贴政策

欧盟排放交易制度是欧盟成员国完成其二氧化碳减排目标的主要手段。根据这一计划, 每个欧盟成员国将制定本国的二氧化碳“国家分配计划”为电力行业和能源密集型行业建立具体的减排目标, 同时将这些排放权分配给企业。

2.2.6 CCS指令 (CCS Directive)

欧盟于2009年4月24日制定了一份有关碳捕获与封存的指令, 指令中详细规定了厂址选择、储存许可证申请所需的信息, 发放储存许可证所需条件以及这类许可证的具体内容。该指令还对许可证持有人规定详细的运营、关闭和关闭后义务 (包括监督义务、关闭后的责任转移给相关成员国以及资金安全的提供) 以及对基础设施的第三方介入。

2.3 澳大利亚

澳大利亚煤储量全球第四, 80%的电通过燃煤电厂供应。据IEA估计, 2006年澳大利亚排放5.76亿吨CO2, 其中电厂、天然气液化和处理、电解铝、水泥等固定排放源占排放总量的50%。CCS对澳大利亚的能源安全与可持续发展具有重要意义。

澳大利亚正在积极推动CCS研究。温室气体技术研究中心 (CO2CRC) 和澳大利亚联邦科学与工业研究组织 (CSIRO) 是澳大利亚主要的CCS研究机构。一些小规模CCS项目已开始在发电厂进行示范, 在维多利亚西南部的碳封存试验项目正在进行, 至今已经注入65000吨CO2。

2005年11月25日, 澳大利亚矿产和石油资源部长理事会, 通过了碳捕集和存储的监管指导原则, 该原则从封存选址、捕集与封存过程评估、所有权与产权、CO2的输送问题、封存监管与考核问题、义务与泄露责任以及金融问题等多个方面规范了CCS的发展。2008年, 澳大利亚联邦政府拨款4亿美元, 建立了国家煤炭低排放行动 (N LE CI) 以促进煤碳低排放技术的发展, 其中5000万美元用于CO2封存。2008年11月, 联邦政府修正了海洋石油法案, 以允许在联邦所属近海区域注入和封存二氧化碳。2009年3月, 10个近海区域允许开展碳封存活动。为实现G8到2020年在全球至少建立20个大规模CCS项目的目标, 澳大利亚政府从2009年清洁能源行动的45亿美元预算中拨款20亿美元用于在澳大利亚建立2~4个工业规模的CCS项目。2009年4月, 联邦政府成立全球碳捕集与封存研究所 (G CCSI) 以促进CCS全球合作。2009年8月澳大利亚政府决定再资助CO2CR C项目5年, 以进一步推动CCS示范项目。2010年12月2日, 澳大利亚政府发布了清洁发电标准的讨论稿 (discuss paper) , 该讨论稿提出从2011年开始, 所有新建燃煤电厂必须进行捕集预留 (CCS-Ready) 。

2.4 加拿大

加拿大石油储量达到1790亿桶, 仅次于沙特阿拉伯, 是世界第二大石油储存国, 其中约1740亿桶存在石油沙, 到2015年加拿大预计石油沙生产会增长三倍达到每天3百万桶, CCS技术对加拿大的能源战略具有重要意义。

CCS在加拿大由联邦政府和省政府共同推动, 其中一些省如阿尔伯塔、斯堪喀彻温、新斯科舍是加拿大CCS发展的主导力量。2008年4月阿尔伯塔省开始制定阿尔伯塔省CCS发展路线图, 目标是阿尔伯塔省到2050年减少CO2排放200兆吨, 其中通过CCS技术减排139兆吨。2011年阿尔伯塔省通过碳捕集与封存法规修正案, 这一修正案赋予阿尔伯塔省政府分配和管理碳封存各个方面的权利, 包括封存、风险评估等具体实施的许多细节程序法规将据此被建立。

加拿大已开展多个CCS项目, 其中国际能源署温室气体二氧化碳监测储存项目是世界上最大的CCS项目之一。该项目从美国北达科他州一座废弃油田的煤炭气化厂捕集二氧化碳, 经由320公里的管道输送到加拿大萨斯喀彻温省东南部的油田中, 至今已经封存了1800万吨二氧化碳, 从事EOR业务的阿帕奇公司负责封存二氧化碳, Cenovus能源公司对封存进行监测, 这个项目的最后阶段将在2011年完成。

2.5 日本

2008年日本政府颁布了两个战略:一是3月5日发布的“清凉地球—创新能源技术计划”;另一个是7月29日发布的“建立低碳社会政府行动计划”。这两个计划构成了日本政府CCS发展的基本战略, 其目标是推动CCS到2015年捕集每吨CO2的成本降低2000日元, 到2020年捕集每吨CO2的成本再降低1000日元, 并实现CCS商业化和国际合作。为此目的, 日本政府从2008年开始从五个方面推动CCS发展:

(1) 2008年5月26日, 包括发电、石油、工程等多个行业的37个公司共同组建日本碳捕集与封存有限公司 (JCCS) , 作为推动CCS发展的执行实体。

(2) 日本政府发起大规模CCS示范项目, JCCS对这些项目进行计划、研究和执行, 例如JCCS一直开展陆地管道线路勘察和封存潜力调查等工作。

(3) 日本政府支持CCS研发, 包括对先进膜技术、高效的化学溶剂、先进的模拟和控制技术、海洋封存环境评价、地质封存勘测、强化区煤层气甲烷 (ECBM) 等。

(4) 2009年8月7日颁布“CCS示范项目安全操作指导”, 为大规模CCS示范项目提供执行标准。

(5) 积极参与国际合作项目, 如参加美国、中国、澳大利亚CCS合作项目。

2.6 印度

印度是世界上第三大煤使用国, 煤占全国总能源供给的62%, 并且其需求仍在进一步提高。这些煤75%被用来发电, 其余用于钢铁、水泥、化肥工业。迅速提高的能源需求, 以煤为主的能源结构为CCS发展提供了重要机遇。印度的封存潜力大约在5000~10000亿吨, 其中海洋深咸水层大约有3000~4000亿吨, 不可开采的煤层50亿吨, 废油井与气井约50~100亿吨。

印度的能源结构和地址特征表明印度具备开展CCS的条件, 但印度政府对CCS态度比较谨慎。近年来印度政府已开始考虑在CDM机制下发展CCS的可行性。

3 我国的碳捕集与封存

3.1 CCS对中国的意义

中国当前二氧化碳排放居全球第一位, 年排放量70亿吨左右, 80%左右来源于煤炭利用。以煤为主体的能源结构特点, 决定了CCS在中国具有潜在的重要战略地位。

3.2 保障能源安全

中国在1993年首次成为石油净进口国, 依赖石油进口将威胁中国能源安全。可持续的利用中国丰富的煤炭资源将成为保障中国能源安全的重点。CCS无论是在煤的液化或气化利用, 还是在燃烧后尾气处理等方面, 都为促进实现煤炭的清洁利用提供了可能。

3.3 抓住清洁能源技术发展机会

随着CCS技术逐渐商业化, 将至少在北美、澳大利亚、欧洲、亚洲形成巨大的CCS市场, 这一市场将成为未来低碳经济的重要组成部分, 抓住这一机遇, 争取占据CCS技术领先地位将会增强我国在未来低碳经济竞争中的竞争优势。

3.4 中国CCS技术进展

3.4.1 工业示范项目

中石油在吉林的EOR项目是中国第一个CO2封存和利用项目, 项目开始于2006年, 总投资2亿人民币, 每年注入300~400吨CO2。

华能集团在北京热电厂建造第一个碳捕集示范项目, 每年捕集3000吨CO2, 并在上海石洞口热电厂建造年捕集10万吨CO2示范项目。

2011年, 中国神华集团同美国能源部合作在内蒙古鄂尔多斯建成10万吨的CCS全流程项目, 投资约2.1亿元。神华集团还计划在此示范项目的基础上, 分两步分别建成年收集与封存二氧化碳100万吨和300万吨规模的项目, 其中100万吨CCS项目目前正在做可行性研究。

中石化在胜利油田的燃烧后捕集项目, 该项目每天注入80吨CO2。

3.4.2 中国积极开展CCS

在研发方面, 从2006年开始, 973, 863, 国家自然科学基金开始资助CCS技术研发, 同时一些企业、高校和科研院所也开始进行包括先进溶剂、吸附剂、膜、捕集设备和工艺、封存等技术的研究。

在国际合作方面, 中国积极参与CCS国际合作活动, 包括2006~2008的Geo Capacity项目, 2006~2009的COAC H项目, 2007~2009的NZEC项目, 2008~2009的STRACO2项目等。此外, 中国还是碳封存领导人论坛 (CSLF) 的成员国之一。

3.5 促进中国CCS发展的政策建议

(1) 加大研发与示范投入, 开发捕集、输送、封存的全套先进技术, 降低CCS技术的成本与能源损失率。

(2) 制订开展CCS项目的优惠补贴政策。

(3) 统一部署, 协调开展二氧化碳捕集的电厂 (或煤化工厂) 与实现利用封存的油田等的利益关系。

(4) 建立减排法规和市场, 形成合理的碳价格市场。

(5) 建立CO2输送和封存网络, 以及可靠的CO2监测系统。

(6) 制定相关工程、建设、监测、计量等法规和标准。

碳捕集与封存 篇2

我国发展碳捕集、利用与封存 (CCUS) 技术有两个情景作为背景, 第一是气候变化情景。联合国IPCC政府间气候变化专家委员会评估报告指出, 气候变暖是真实的, 是由于人类活动二氧化碳排放引起全球变暖。第二个背景是国际能源署的全球能源展望中提出2035年化石能源在全球能源的供应还将占到70%以上 (中国工程院研究预测2050年煤炭还将占中国一次能源消费40%) 。国际能源署 (IEA) 报告中提出本世纪末如果全球升温控制在2度以下, 2050年大气CO2浓度控制在450ppm, 全球二氧化碳减排必须在1990年基础上减少50%, 那么, CCUS的技术要发挥19%的减排作用。

国内外CCUS项目开展现状

尽管CCS/CCUS技术投资高、能耗高、风险不确定, 总体来看还处在研发与示范阶段, 值得进一步探索。依据国际上具有工业规模的示范项目来讨论CCS/CCUS技术的发展, 以及我国环境管理体系的建立更有实质性意义。

目前已经在运行中的工业化C C S/CCUS项目有8个, 主要集中在挪威、美国和澳大利亚, 捕集的类型主要还是气体加工, 从燃煤电厂后捕集还较少。这些项目都是全产业链运营中的CCUS, 不是一个单一的项目, 除了一个化肥生产捕集项目以外, 其他都是天然气的加工和燃料生产的燃烧前捕集技术, 封存类型主要以驱油利用为主, 少量的是在咸水层的封存。项目规模都在百万吨以上, 已经达到了工业化的生产能力。还有一些在建项目, 也是主要集中在加拿大、澳大利亚和美国这几个发达国家, 发电厂捕集技术在产业链条当中已经开始部署。封存类型大部分还是以驱油为主, 少量的在咸水层封存。

从主要的CCS项目的分布来看, 大部分是在美国、欧洲、加拿大、澳大利亚等能源需求较大或者能源供应大国, CCUS技术已成为这些能源大国的能源安全的组成部分。从发电捕集技术来看, 燃烧前、燃烧后和富氧以及其他各种捕集技术的选择呈现多样化的趋势, 因而这是一条还没有定型的技术路径。燃烧前碳捕集技术稍微突出。从技术组合来看, 使用最多的是燃烧前加上驱油的技术路线, 目前还是在以减少捕集的能耗, 增加二氧化碳的经济效益的技术路径向前发展。从国际上在建或者已经运营的项目来看, CCS/CCUS主要在针对它的能耗和成本这两大关键技术进行大规模的示范和研发。

在我国CCUS科技研发方面, “十一五”期间在973、863、支撑计划的部署以及相关国际科技合作项目的支持下, 国内有关高校、研究院所、企业围绕CCUS开展了基础理论研究、技术研发和一些中小规模工程示范。技术研发与示范方面, 863计划安排重点项目围绕二氧化碳矿化、微藻固定二氧化碳制备生物柴油、IGCC的二氧化碳捕集、利用与封存技术研究与示范等技术研发进行部署;通过国家科技支撑计划围绕高炉炼铁二氧化碳减排与利用、煤制油高浓度二氧化碳捕集与地质封存、富氧燃烧二氧化碳捕集等组织关键技术、装备研发与示范。在基础研究方面, 973计划中部署了“温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存”项目, 针对我国油田特点研究使用二氧化碳提高石油采收率的理论和相关技术。

在企业层面, 国内目前也有一些比较大的国有企业, 如华能和中电投, 还有中石油、中石化都在做一些比较具有规模的研发示范活动。目前封存规模比较大的是神华集团的项目, 计划达到每年12万吨的封存量, 还有中石化计划建成100万吨的电厂燃气捕集驱油项目, 这是目前国内两个比较大的CCUS项目。

我国CCUS领域国际合作情况

目前我们国内在CCUS领域的国际合作也很普遍。中国21世纪议程管理中心牵头承担了中欧近零排放合作项目, 第一期已经完成, 第二期已经进入筛选示范工程的阶段;还有中澳二氧化碳地质封存能力建设项目, 第一期已经完成, 第二期正在开始;刚刚完成的中意二氧化碳捕集与封存技术合作项目, 主要在捕集方面做得多一点;还有一些政策研究项目比如中欧COACH项目;一些多边合作平台, 发改委正在与亚行描绘CCS示范工程的路线图。目前CCUS领域里合作比较多的平台其一是碳收集领导人论坛 (CSLF) , 这是时间比较长、规模也较大的合作机制。另一个是IEA专门成立了CCS处, 专门在全球范围内推动CCS技术, 在行业应用CCS技术合作方面, 我们也识别了二氧化碳利用、二氧化碳融资和电厂改造、CCS在高能耗行业应用等优先领域。中国21世纪议程管理中心最近将启动两个新的CSLF合作项目, 一个是政策与管理体系的法规研究, 第二个是资金融资研究, 这两个研究项目希望未来有更多专家参与, 也希望企业参与支持。没有完善的政策法规的支撑, 没有好的商业模式, 推动重大的技术非常困难。

欧美主要发达国家CCUS发展部署及政策

特点一:美国、欧盟、加拿大、英国、日本、澳大利亚等国家, 通过颁布CCS技术发展路线图、战略规划, 明确近期、中期、远期的技术方向和研发重点, 设立跨部门的协调工作机制等措施加强国家层面的技术政策的指导和宏观协调。在美国, 2010年2月, 奥巴马总统以备忘录形式要求美国国务院、能源部、环保署、财政部、科技政策办公室等14个联邦部门或机构建立一个碳捕集与封存部际工作组。要求该部际工作确保到2016年美国至少有10个CCS商业化示范项目运行, 在10年内使CCS在经济上可行。特别工作组由能源部和环保署共同牵头, 目的是在联邦层面制定一个全面、可协调的CCS商业化发展战略。

特点二:进一步加大政府的投入, 引导私有投资加快开展全流程CCS项目的示范, 将推动CCS技术商业化作为应对金融危机、促进国内经济复苏的手段。《美国复苏与再投资法案》中34亿美元拨款与CCUS相关, 其中, 18亿用于支持包括“未来发电2.0计划”在内的CCS项目。“欧洲能源福兴计划”批准了首批6个全流程CCS示范项目, 资助共计10亿欧元。挪威投入数十亿挪威克朗建立蒙斯塔德碳捕集技术中心, 做了一个很大的中试规模的捕集技术研发平台, 而且计划在捕集的研发平台上再把运输和封存这两个流程的研发平台加上。蒙斯塔德碳捕集中心对CCUS技术的发展将在全球产生重大影响。英国投入10亿英镑支持境内4个全流程CSS示范项目。加拿大政府和阿尔伯塔省政府分别投入10亿加元和15亿加元支持3个CSS项目, 从驱油、化肥到运输。

特点三:通过建立跨行业、跨领域的CCS合作平台, 加强技术成果的转化, 加强知识与经验的共享。美国区域性碳封存合作倡议, 包括美国43个州、加拿大4个省共350多个组织;日本建立了由发电、石油、工程等行业共37家公司联合成立的日本碳捕集与封存有限公司;欧盟“零排放合作平台”, 由欧盟委员会与几十家欧洲能源企业、非政府组织、研究机构、学界和金融机构共同建立, 推动欧盟CCS期间计划等。2010年9月, 欧盟委员会又推出全球首个CCS示范项目网络平台——“CCS项目网络”, 要求获欧洲能源复兴计划资助的6个CCS项目共享知识成果和示范经验。2012年5月, 挪威蒙斯塔德碳捕集技术中心 (Technology Centre Mongstad, 简称TCM) 正式投入运行。

特点四:发达国家除了在技术方面开展CCS“硬技术”研发和示范以外, 同时也对技术标准、法律法规、管理制度和规范以及公众接受度等进行技术应用“软环境”建设。欧盟于2009年制定了二氧化碳地质封存指令, 规定了选址、许可证发放、监测、运营和责任、信息公开、建立起在欧盟内开展二氧化碳地质封存的法律和管理框架。2009年, 英国能源与气候变化部宣布了一项新规定要求新煤电厂须具备碳捕捉和存储技术。澳大利亚已通过2006年外海石油法的修正案, 澄清地产通行权与使用权、审核机制、二氧化碳输送、财务考量、场址选择步骤、风险识别与监测等问题。澳大利亚还专门出台了《二氧化碳捕集与封存指南-2009》, 对CCS环境影响评价提出了相对具体可行的评价范围、措施等。美国已经通过一系列法律法规:2011年修订实施《安全饮水法》 (Safe Drinking Water Act) , 针对封存二氧化碳的灌注井, 规定设立广泛的场所, 进行监测和监控规定, 以防范外泄;《清洁能源与安全法案》中, 专门设置一章规范碳捕集与封存, 促进碳捕集与封存专案的发展与商业化, 要求CCS项目必须满足清洁空气法和清洁水法, 对所有项目都必须进行风险评价等;《安全碳存储技术行动条例》, 要求二氧化碳存储设施密切监控汇报有关数据。强调确保资金用于设施维护和应对突发事故。

CCUS这样大规模的技术应用需要在公众接受程度方面开展大规模的工作, 也需要一些技术应用方面的支持。目前我国科技部发布了CCUS发展技术路线图, 但主要还是从技术研发角度, 还没有考虑到政策支持、资金支持、公众参与等措施。

我国CCUS发展的启示与政策建议

第一, 缺乏可以指导近、中、远期CCUS技术发展的系统性部署。对比国外对CCS/CCUS的重视程度, 目前在国内, CCUS技术还不足以成为能源战略, 在国家能源规划和能源长远规划里也没有将它视为重要技术的组成部分。

第二, 现有研发和示范项目多聚焦单一技术环节, 我们还是处在研发与示范早期阶段, 尚无全流程工业规模的CCUS示范项目。在这方面我们经验还比较缺乏。以神华项目而言, 碳的运输仍然使用槽车, 这明显不是长久之计。我们对捕集到的二氧化碳的运输将是大规模的运送, 首先需要管道运输, 另外需要大容量的船舶运输。

第三, 研发和示范活动多为单个企业主导, 尚缺乏跨行业的合作与平台。目前, 科技部正在酝酿推动创新联盟的成立, 这将为推动CCUS跨行业合作奠定初步基础。

第四, 对技术应用的“软环境”关注不够。现在我国尤其缺乏考虑CCUS技术的能源规划、产业规划, 以及法律法规和环境管理制度。

目前我国开展CCUS技术的政策与法规研究, 应从以下几个政策层面考虑:

第一, 投融资政策, 包括财税政策等。没有较好的经济政策驱动, 这个技术在商业化的道路上还要走很久。

第二, 环境管理。环境的监测和管理具有重要的社会意义。

第三, 安全管理。环境与安全怎么界定, 也是政策需要解决的问题。

第四, 地下空间的利用许可。地下空间利用许可需要跨部门协调, 这些不是一个部门能做到的, 需要包括环境、安全、地质、国土等部门形成合力, 也需要很多技术研究的支持。

当然, 目前我国开展CCS项目的法律风险主要有3个方面:1.CCS项目申请与核准、环境影响评估、技术标准统一的问题。2.封存的管辖问题、被封存二氧化碳的性质及所有权问题、安全责任归属、环境和气候破坏责任的界定。3.信息公开、技术方面知识产权保护、税收。

总而言之, 对于CCUS的发展, 需要中国CCUS技术创新战略联盟的形成, 需要加强“十二五”CCUS技术集成研发与示范, 需要加强“软环境”研究与支持以及加强国际科技合作。目前, CCUS技术的发展在我国政府政策与管理方面还是远远落后于企业研发活动的蓬勃发展, 希望有关部门进一步深入合作, 争取将CCUS技术的环境影响评价指南和标准草案尽快出台, 这也将对这项技术的安全、持续、稳定、健康的发展提供良好的保障。

尽管CCS/CCUS技术投资高、能耗高、风险不确定, 总体来看还处在研发与示范阶段, 值得进一步探索。

从技术组合来看, 使用最多的是燃烧前加上驱油的技术路线, 目前还是在以减少捕集的能耗, 增加二氧化碳的经济效益的技术路径向前发展。

CCUS这样大规模的技术应用需要在公众接受程度方面开展大规模的工作, 也需要一些技术应用方面的支持。

碳捕集与封存 篇3

我国能源以煤为主, 能耗总量大, 根据国家统计局统计公报, 我国2012年全年能源消费总量为36.2亿吨标准煤, 比上年增长3.9%。随着我国经济的高速发展, 对能源特别是化石燃料能源的需求迅猛增长。而减少碳排放是我国发展低碳经济的必然途径, 我国的能源结构决定了碳捕集、利用与封存 (Carbon Capture, Utilization and Storage, 简称CCUS) 技术是我国应对气候变化的一项重要战略选择。

1 我国碳捕集、利用与封存 (CCUS) 技术发展现状

我国CCUS各环节的技术研发取得了显著进展, 企业积极开展CCUS研发与示范活动, 已建成多个万吨以上级CO2捕集示范装置。

1.1 我国CO2捕集技术研发与示范发展现状

我国成功的开展了CO2捕集研发与示范活动, 并且在CO2资源化利用研发等技术环节有自主知识产权的技术, 形成了自身的技术特点 (见表一) 。

1.2 我国CO2资源化利用技术研发与示范发展现状

目前, 我国企业在EOR、ECBM、微藻生物能源、化工合成等领域都开展了初步的研发和示范工作 (见表二) 。

1.3 我国全流程CCUS技术集成与示范发展现状

截至2011年, 我国有13个CCUS试验示范项目已建成, 甚至有些关键技术已经达到世界先进水平或超过世界先进水平 (见表三) 。

2 我国碳捕集、利用与封存 (CCUS) 技术发展方向

我国政府高度重视CCUS技术发展。《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006—2020年) 》、《中国应对气候变化国家方案》、《中国应对气候变化科技专项行动》等都将CCUS技术列为重点发展的减缓气候变化技术, 政府支持的主要CCUS研发项目快速发展 (见表四) 。

2013年3月11日, 科学技术部发布了《“十二五”国家碳捕集、利用与封存科技发展专项规划》, 提出五大优先发展方向: (1) 大规模、低能耗CO2分离与捕集技术; (2) 安全高效CO2输送工程技术; (3) 低成本CO2利用技术; (4) 安全可靠的CO2封存技术; (5) 大规模CO2捕集、利用与封存技术集成与示范。

资料来源:科学技术部社会发展科技司, 科学技术部国际合作司, 中国21世纪议程管理中心.中国碳捕集、利用与封存 (CCUS) 技术进展报[R].2011年.

3 我国推广碳捕集、利用与封存 (CCUS) 技术对策建议

CCUS技术能有效地大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖, 应积极推动我国CCUS技术的研发与示范。

3.1 制定权责清晰的CCUS安全法律法规

制定责任明确、审核流程严谨、监测机制完善的法律法规, 降低CCUS项目潜在的威胁, 提高公众对CCUS的支持, 促进CCUS成为有益于环境的安全减排手段。

3.2 建立CCUS项目专项投资基金

借鉴发达国家经验, 设立CCUS专项投资基金。可采取通过试点的办法, 政府出面, 以大型CCUS项目为依托, 广泛吸引社会资金, 设立CCUS专项投资基金。在总结成功经验的基础加以推广, 促进我国CCUS的发展。

3.3 建立国际合作机制

推进现有CCUS领域双边和多边合作, 提升我国CCUS技术水平;在国际气候谈判中促进建立有利于知识产权转让的机制, 加速CCUS技术的扩散;借助国际资金和经验, 开展合作项目, 加速CCUS示范项目进展。

3.4 加强CCUS技术环境影响评价管理

做好CCUS发展规划, 同时实施严格的CCUS发展规划环境评价制度, 以及CCUS项目环境评价制度, 避免造成环境与安全隐患。

摘要：二氧化碳捕集、利用与封存 (CCUS) 技术是一项新兴的, 被广泛认为是应对全球气候变化、控制温室气体排放的重要技术之一, 应积极进推动我国CCUS技术的研发与示范, 制定权责清晰的CCUS安全法律法规等。

关键词：碳捕集、利用与封存 (CCUS) ,减排技术,应对气候变化

参考文献

[1]范英, 朱磊, 张晓兵.碳捕获和封存技术认知、政策现状与减排潜力分析[J].气候变化研究进展, 2010, (05) :362-369.

[2]王新.我国碳捕获与封存技术潜在环境风险及对策探讨[J].环境与可持续发展, 2011, (05) :53-57.

[3]王亮方, 李子豪.中国碳捕获与封存 (CCS) 发展的金融支持研究[J].求索, 2013, (09) :34-36.

[4]我国加大碳捕集与封存科技示范研究[N].中国国土资源报, 2013-03-28.

[5]韩桂芬, 张敏, 包立.CCUS技术路线及发展前景探讨[J].电力科技与环保, 2012, 28 (04) :8-10.

[6]程昌慧.浅析中国CCS项目的现状和前景[J].江汉石油职工大学学报, 2010, 23 (02) :69-72.

[7]郭士伊, 顾成奎.碳捕集、利用与封存的对策建议[J].中国科技投资, 2013, (13) :46-49.

[8]仲平, 彭斯震, 贾莉, 张九天.中国碳捕集、利用与封存技术研发与示范[J].中国人口·资源与环境, 2011, (12) :41-45.

碳捕集与封存 篇4

中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯分公司副总经理王鹤鸣介绍,神华集团CCS示范项目设计年捕集、封存二氧化碳10万t,概算投资约2.1亿元,预计于2010年12月31日前建成投入运行。在示范项目的基础上,未来将分两步建成年收集与封存二氧化碳100万t、300万t的项目,其中100万t CCS项目正在做可行性研究工作。

此项目的建设与运行将获得充分的数据与经验,主要工艺流程为:首先通过捕集、提纯、压缩、液化等收集到适合地下封存的二氧化碳,然后用低温液体槽车将液体二氧化碳运送到距捕集地约17km的封存区域,输入3台缓冲罐内暂存,然后从罐底引出进入封存泵,升压后注入地下1 000~3 000m的岩层,并通过岩性较致密的盖层实现密封。同时建设监测井,用以监测二氧化碳的扩散、运移状态、有无泄漏等。模拟运行表明,此装置在1 000年内可以实现无泄漏。