碳捕捉(Carbon capture and storage,简称CCS)

2021年3月2日发(作者：acoustic)

碳捕捉（

Carbon capture and storage

，简称

CCS

）

CCS

碳捕捉，

就是捕捉释放到大气中的二氧化碳，

< br>压缩之后，

压回到枯竭的油田和天然气领

域或者其他安全 的地下场所。

吸引力在于能够减少燃烧化石燃料产生的有害气体——温室气

体。在世界石油会议（

WPC

）上，能源行业的老总 们都热切希望把它当作一个解决气候将变

暖的方案。但是，技术瓶颈仍然存在，大规模发 展的价格依然昂贵，让项目进行困难重重。

一个经常被谈及的可能性就是碳捕捉和封存

< br>（

Carbon

capture

and

storage

，

< p>
简称

CCS

）

，

也就是把二氧化碳深埋于地下。能源公司对这项技术有着很高的期望。

但是有两个问题。

其一是没人知道这项技术是不是真的那么管用

（或者说，

是不是深埋

的二氧化碳不会泄露）。另外一点便是虽然我们还不知道效果如何，可以肯 定的一点是

CCS

技术很贵

--

它高昂的成本甚至使替代能源都显得十分具有吸引力。

原理

< /p>

“捕捉”碳并不难。二氧化碳和胺类物质发生反应。二者在低温情况下结合，在高温中

分离。

这样，可以使电厂产生的废气在排放前通过胺液，

< p>
分离出其中的二氧化碳；

之后在适

当的地方加热胺 液就可以释放二氧化碳。

更好的方法是使煤和水发生反应，

产生 一种二氧化

碳和氢气的混合物。

在这种混合物中二氧化碳含量比 一般电厂废气中的更高，

所以更容易分

离。之后燃烧的就是纯氢 气了。

这套处理工序成本很高，

但没有证据表明这个方法是没有效果的。

丹麦一家使用单乙醇

胺做二氧化碳吸收剂的实验厂已经运行了两年。

< br>法国的阿尔斯通公司一所设在威斯康星的使

用氨水捕捉碳的实验基地也即将建成完 工。

真 正麻烦的是下一个步骤。

二氧化碳的需要长期埋藏，

因此必须达 到很多要求。

要成功

地封存二氧化碳，需要一块地下

< p>
1000

米以下的岩体。在这样的深度，压力将二氧化碳转换

成所谓的“超临界流体”，而在这样的状态下二氧化碳才不容易泄露。另外，这片岩体还要

< p>
有足够多的气孔和裂缝来容纳二氧化碳。

最后，

还 需要一块没有气孔和裂缝的岩层防止泄露。

CCS

成本

关于成本，

根据麻省理工大学去年发表的一份报告，

捕捉每吨二氧化碳并将其加压处理

< p>
为超临界流体要花费

25

美元，

< br>将一吨二氧化碳运送至填埋点需要花费

5

美元。

这也就是说，

发电厂每向大气中排放一吨二氧化碳就要支付

30

美元；这一数字接近联合国政府间气候变

化专门 委员会建议的碳价格的中间值和欧盟现行的碳价格。另外，一份由一家名为

Synaps e

Energy Economics

的咨询公司发布的报告 提出，美国的能源公司已经开始在内部审计中按

每吨

3

元到

61

元不等计算碳价。而这一范围的中间值 也是

30

美元。

这样的价格，

无论是作为碳税还是在排放权交易的制度中，

都将大大改变能源经济。

但

即使是

CCS

最乐观的拥 护者也质疑这项技术在

2020

年之前是不是真的能得到大范围 推广。

而到了那个时候，无论是地球的气候还是政治环境都会大不相同。

位于伊利诺伊州的< /p>

“未来发电”

项目是一次调查

CCS

在实际发电中效果的认真尝试。

但

这个项目 于一月份宣告取消，原因是预计成本从

8

亿

3000

万美元猛增至

18

亿美元 。

[

编辑本段

]

困难

必须克服的困难是令人畏缩的，

它要求国际合作、创新、

巨额投资项目和公众接受。所

有这些都要通力配合才能敌过全球变暖的 步伐。

首先，在化石燃料和能源生产的过程中捕捉二氧化碳所需的费用是极其昂贵的。

第二，

埋 藏地点必须经过检验。

在那儿，

二氧化碳不能泄漏，

< p>
必须修建包括油轮和管道

在内的设施来运输二氧化碳到这些地点。

第三，由于成 本原因，还没有各类环保公司有意向在（碳捕捉）

CCS

技术上 进行投资，

美国麻省理工学院的一项研究提出碳捕捉（

CSS< /p>

）处理二氧化碳的成本约

30

美元（

19

欧元）

每吨。

这就要求要么提高碳税抵消排放成本，

采取碳排放限定及交易许可来取得税金，

或者

直接采用大量的政府补贴。

专家说，

面临着市场不断地全球化，

一个使二氧化碳排放付出代

价的绿色国际协议很有必要。有排放成本才会促使一些企业改进生产，减少污染。

第四，

对于在陆地而不是海上存储，

公众可能会有反对意见，

因为 地震或者其他地质事

件有可能将巨大的温室气体重新发散到大气中。

作为天然气精炼以及氨、

氢工厂工业过程的一部分，

在能源生产中分离出了二氧化碳已< /p>

经基本成功，所以碳捕捉已经完成，下一个目标就是寻找合适的埋藏地点了。

CCS

意义

< /p>

CCS

技术不仅可以对气候变化产生作用，还可以实现一定的商业 价值。被捕获的碳可以

用于石油开采，冶炼厂，甚至汽车业。二氧化碳可以变废为宝，将 石油的采收率提高至

40-45%

。

美国能源部发布的一份报告显示，

目前美国剩余的石油可采储量为

200

亿桶，

如果采用

二氧化碳注入提高可采储量的话，其储量最多可 增加至

1600

亿桶，潜力相当大。英国政府

< br>目前正在考虑将捕获的碳储存到北海油田采空石油后留下的空洞中，

而且要把北海 油田变为

一个碳存储基地。

示范工程

到现在为止，只有三个成功的

CCS

项 目处在进行中。

Weyburn-Midale

项目填埋的是北达科他萨斯喀彻 温省一座废弃油田的煤炭气化厂产生

的二氧化碳。

英国石油公司 经营的阿尔及利亚萨拉油田项目把从当地生产的天然气中提取的

二氧化碳输入地下。挪威 大型石油天然气公司国家石油公司也在北海的有两处类似的项目。

而这些项目事实上都与 发电没有关系。几年之前，

这些项目还大受追捧。但现在，

追捧 者开

始紧张了，不敢立刻上马新的项目。

问题很严重。上述的三个“示范工 程”每个每年处理

100

万吨二氧化碳，但仅美国的发

电厂每年二氧化碳排放量就达到

15

亿吨。

这也就意味着仅美国就要找

1500

个合适 的地点建

立

CCS

项目，

而且没人知道在美国是不是真的能找到那么多合适的地方。

甚至把如此大量的

二氧化碳运到处理厂也是一个巨大的工程。

< br>[

编辑本段

]

规划

按照欧盟的规划，德 国将建设

2

个

CCS

< br>示范工程，荷兰有

3

个，英国有

4

个。德国，荷

兰，英国，西班牙和波兰将分别获得约

2.45

亿美元的投资。除此以外，意大利将获得

1.35

亿美元，法国将获得

6700

万美元用于二氧化碳运输基础设施建设。

刚刚结束的八国集团峰会上，

各国领 导人继续就能源和气候问题达成共识。

欧洲希望在

2010

年至少有

20

个发电厂使用

CCS

技术，并实现规模化和商业化。到

2015

年，欧洲至少

要建立

10

< br>个大型示范工程。那么到

2020

年，

< br>CCS

技术就可以在全球范围内实现广泛的商业

应用。要 实现这个目标，这些发达国家需要在今后

10

多年内投入

200

亿美元。

目录

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碳捕捉技术：拯救地球的技术还是谈判的筹码？

?

“碳捕捉”成为碳投资新宠

?

开启投资碳捕捉之门

?

参考文献

碳捕捉技术：拯救地球的技术还是谈判的筹码？

编辑本段回目录

听起来似乎是天方夜谭——人类试图将自己制造的二氧化碳赶 回地下。

近一年以来，

这几乎

是所有政 治家的口头禅。政治家们坚信，一项名为二氧化碳捕集封存的技术能够拯救地球，

弥补人 类几百年工业化进程中所犯的错误。

对那些不愿意改变自身能 源消费结构的国家来说，

碳捕捉技术具有极大的吸引力，

也让政 治

家们为气候谈判披上了又一件新外衣。然而，这项技术是否真能拯救地球，现在并不确 定。

CCS

CO2

换石油？

听起来似乎是天方夜谭——人类试图将自己制造的二氧化碳赶回地下。

近一年以来，

这几乎

是所有政治家的口头禅。

政治家们坚信，一项名为“

CCS

”（二氧 化碳捕集封存）的技术能够拯救地球，弥补人类几

百年工业化进程中所犯的错误。

通俗而言，

CCS

就是在二氧化碳排放之前就对其捕捉，然后通过管线或者船舶运到封存地，

最后压缩注入 到地下，达到彻底减排的目的。

从

C CS

发展路径上来说，这并不是一个新鲜玩意。

CCS

曾被业界打入冷宫长达

30

年。上个

< p>
世纪

70

年代，为了提高石油的采收率，美国得州 的油田曾将二氧化碳注入地下。

为这项技术重新注入活力的是气候变化。

在气候变化成为公众话题，以煤为主的能源消费格局不会短期改变的情况下，业界认为

CCS

似乎是控制二氧化碳的必然选择。

< br>政治家们成为最大的鼓吹者：奥巴马政府宣称在未来

10

年投入

4.5

亿美元在美国

7

个地区

进行

CCS

项目 试验。八国集团峰会上，欧洲甚至制订了

CCS

推广时间表—— 到

2010

年，至

少有

20

座发电厂使用

CCS

技 术，到

2020

年前，欧洲和美国开始推广该技术，并在

2025

年

前在全球推广。

< br>

看起来，这几乎是一个势不可挡的趋势。就连市场的活动主体，各大公司也开始 介入

CCS

研发的大军中来。道达尔、雪佛龙、意大利国家电力 公司、

BP

、壳牌试图抢先在这一领域占

据一份市场份额。

以道达尔在法国西南部比利牛斯

-

大西洋省

Lacq

气 田开展的

CCS

试验项目为例，

按照道 达尔

的估算，两年里将有

15

万吨二氧 化碳被捕集和封存，这相当于

5

万辆汽车的二氧化碳排放

量。

好的想法并不一定会成为所有人的共识 。长期在中美之间奔波的能效问题专家程裕富指出，

CCS

是一 项原理简单运行复杂的技术，

使用起来相当昂贵，

而且具有高耗 能和有泄漏的风险。

这并不是危言耸听。

至少目前，

世界范围内的

CCS

项 目还没有真正进入大范围的商业化运营

的阶段，只在示范运行。

这意味着，

一旦

CCS

没有驱动力，即 使政府花费巨资也会失去其竞

争力。

昂贵的技术

黄斌，

< br>这个研究二氧化碳捕捉的学者毫不避讳

CCS

技术存在的 问题。

在接受记者采访前一天，

他还到华能北京高碑店热电厂看 了一眼

CCS

装置运行情况。

黄斌是华能西安热工研究院二氧化碳控制与减排研究所所长。

华能北京高碑店热电厂是我国目前惟一在热电厂实现工业级应用碳捕集技术的项目。

该项目

于去年

7

月 开始运行。黄斌所在的单位为此提供技术支持。

高碑店热电厂 每年约排放

400

万吨二氧化碳，碳捕集系统能够捕集其中的< /p>

0.075%

，约

3000

吨，而捕集能耗占电厂能耗则在

30%

以上。

显然，其捕集的二氧化碳并不多，“几乎不到

1%

”。之所以如此，因为二氧化碳捕集装置

的能耗一般都比 较高，耗资比较大。