二氧化碳埋存利用:梦想照进现实
图为加拿大西部公路旁的壳牌加油站。近日,该国再次被世界卫生组织(WHO)评为全球污染指数最低的国家。 卫小溪 摄
9月下旬,加拿大使馆举办“对话加拿大——碳捕捉和封存技术展望”活动,萨斯喀彻温省省长Brad Wall、萨斯喀电力集团(SaskPower)副总裁兼国际碳捕捉和封存知识中心总裁墨镍等人,与中国企业和中国二氧化碳捕集利用和封存产业技术创新战略联盟主席李阳等行业专家交流,共同探讨了如何利用先进高能效技术,在减少环境风险的同时创造重要的商贸合作机会。
全球首个大规模CCUS项目
加拿大拥有清洁的能源组合,也正在采取有效措施减少碳排放,这为中加两国企业合作奠定了基础。加拿大使馆副大使杜欣丽介绍:“加拿大拥有众多先进高能效技术、充足的可再生能源组合,更是世界一流的碳捕捉、利用和储藏(CCUS)技术先锋。”
萨省发电历史最悠久的电力公司萨斯喀电力集团,已与中国石油、中国石化、华能、大唐等中国企业展开合作。萨斯喀彻温省6年前建立了世界上最大的燃烧碳捕捉项目——萨斯喀电力集团的边界坝三项目(BD3),这也是全球首个大规模商业CCUS项目。由于其在CCUS技术上的创新贡献,国际能源署(IEA)已将加拿大列为该技术的全球领导者。
Brad Wall介绍,萨省是加拿大第二大产油省,也是铀资源主要产地,去年铀产量占全球22%。但萨省46%的电来自煤炭,面对越来越严格的排放法规,萨省政府和联邦政府一起投资了15亿加元,建立了世界上首个也是最大的燃烧碳捕捉项目——BD3。这套设施已经运行两年,每年能捕捉80万吨的碳,相当于在路上减少20万辆汽车,这对一个人口150万左右的省来说是一大成就。
萨斯喀电力集团还运行着全球为数不多的一个商业规模的碳捕捉试验基地,该试验基地是一个与三菱、日立电力合作的名为Shand的电站。这也是全球唯一的真实环境下的试验基地,能够在商业电站的运行条件下测试其工艺流程。
中国CCUS产业创新实践
在国家科技部的倡导和推动下,2013年11月,中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)产业技术创新战略联盟在北京成立。首批入盟单位包括中国石油、中国石化等11家企业和清华大学、北京大学、四川大学、浙江大学、西南石油大学、中国石油大学(北京)等17家高等院校及科研院所。
联盟的组建旨在在政府相关政策指引下,通过长效、有序的联盟机制,结合应对气候变化和产业发展的需要,整合及协调各方科研力量和产业资源,大力推动我国CCUS技术创新和工程示范,充分发挥CCUS技术对保障国家节能减排和应对气候变化目标实现的关键作用。
李阳表示,中国对发展CCUS技术支持力度很大。统计数据显示,中国掌握了碳捕集装备的制造、强化采油技术、防腐技术,基本形成了相应产业链。从科研投入来说,近年来,中国研发的投入不断增加,特别是在具体科研项目方面,贯穿了整个CCUS技术的全产业链。此外,中国的环境保护部门编制了二氧化碳的捕集、运输、利用、埋存等方面的环境评估办法,建立了完善的评价体系。
虽然中国石油等开展的二氧化碳驱油大型试验项目成效较好,但原油价格低迷的情况下,二氧化碳驱油大规模实现商业化依然任重道远。
中加携手应对温室气体
短期内煤炭不可能退出历史舞台,能源清洁利用问题成为制约世界各国发展的瓶颈。煤炭这一重要能源提供了全球约40%的电力,同时也排放了全球25%的温室气体(主要是二氧化碳)。目前,CCUS技术的开发和应用是全球减少碳排放的关键选择。
20多年来,萨省利用CCUS技术在东南部储藏了3000多万吨二氧化碳,这是世界上最大的储藏地。除了BD3、Shand碳捕捉试验基地和国际CCS知识中心,萨省还有Aquistore项目。Brad Wall介绍,这个在地下深层封存二氧化碳的项目,目前已有8万吨二氧化碳封存在3400米深的地下,研究人员正在利用先进技术监测永久封存二氧化碳的效果。
BD3可能是目前世界上最清洁的化石能源发电厂,可减少90%的碳排放。普通天然气电厂的碳排放量是同规模燃煤电厂的一半,而BD3的碳排放是天然气电厂的1/4。另外,燃烧的飞灰还能收集起来卖给水泥厂,用以生产混凝土;二氧化硫也可通过捕捉制成硫酸卖给工业用户。和30年前的发电厂相比,二氧化氮排放量也降低了60%。
墨镍透露:“目前,我们已经在开发下一代碳捕捉技术,为未来电厂的建设做准备,下一代技术会比现在节省30%至40%的成本。”
Brad Wall表示,推动加拿大CCUS技术快速发展有两大因素:一是政府大力支持,加拿大联邦政府给予萨省2.4亿加元资金,保证BD3顺利展开;二是碳价值被明确,在意识到化石能源发电产生的“副产品”的价值后,CCUS技术研发加速。二氧化碳可增加采收率的优势,也让CCUS在业界更有魅力。
对中国而言,煤炭在能源中占比或将下降,但仍会是重要的电力来源,CCUS技术从梦想照进现实,与现有的煤炭清洁利用技术一起,必将为二氧化碳减排事业做出贡献。