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什么是碳捕捉,碳捕捉的方式有哪些?

碳捕捉又称碳捕集、碳捕获,是碳减排技术CCUS中重要的一环,也是实现CCUS基本的条件,它的捕获方式有:燃烧前的捕捉、富氧燃烧捕捉、燃烧后捕捉。 什么是碳捕捉 碳捕捉,就是捕捉释放到大气中的二氧化碳,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…

碳捕捉又称碳捕集碳捕获,是碳减排技术CCUS中重要的一环,也是实现CCUS基本的条件,它的捕获方式有:燃烧前的捕捉、富氧燃烧捕捉、燃烧后捕捉。

什么是碳捕捉

碳捕捉,就是捕捉释放到大气中的二氧化碳,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。

碳捕捉的方式

1、燃烧前捕捉

燃烧前捕捉技术是把CO2在化石燃料燃烧之前分离出来。先将化石燃料气化变成H2和CO,CO转变成CO2,H2当作能源燃烧转变成H2O,因此CO2即可被分离捕捉出来。集成气化组合循环技术(integrated gasification combined cycle,IGCC)是指把煤转变成合成气的一项技术,是一种比较有代表性的燃烧前捕集CO2的技术。

2、富氧燃烧捕捉

富氧燃烧捕捉技术也被称为O2/CO2燃烧技术,即指化石燃料在纯氧或富氧中燃烧,CO2和水蒸气是烟道气的主要组成部分,接下来再把水蒸气冷却,就只剩下CO2,最后再将CO2分离出来。通常情况下,会将燃烧之后的烟道气再一次回注燃烧炉,目的是降低燃料温度,提升CO2的体积分数。制氧成本很高导致富氧燃烧捕捉技术在经济上无显著的优势,因而不能在现实使用中大范围普及利用。但是,伴随化工技术的持续发展,制氧成本也将逐渐下降,富氧燃烧技术也将会被大规模利用。

3、燃烧后捕捉

燃烧后捕捉即指将化石燃料在空气中燃烧所生成的CO2从烟道气中分离出来并捕捉的过程。化学吸收法(本菲尔法、甲基二乙醇胺法)、吸附法(变压、变温)、物理吸收法(聚乙二醇二甲醚法、低温甲醇洗法)和膜分离等办法是重要的捕捉分离办法。应用区域广,系统原理简单,在技术使用上比较成熟是燃烧后捕捉技术的重点优势。但是燃烧后捕捉技术在生产实践中也并没有大区域地利用,主要是因为脱碳与捕捉碳的进程中耗费的能量极有可能生成较多的CO2,此外碳捕捉的设备投入和运行成本高带来了很高的CO2捕集成本。

4、碳转运

现今碳运送技术发展比较成熟,使用范围也相对很宽,管道运送和罐装运送是两种重点运送方式。管道运送分成气态、液态、超临界态运送,运送工艺也伴随运送介质相态的差别有一定的区别。超临界态运送是现今重点管道运送方式,但是中国的油田内部管线更多使用气态或液态运送。管道运送的技术发展相对较成熟,远距离传输、传输量大是其主要特征,管道运送也是传送CO2较常用的一种手段,其缺陷是一次性投资成本很大。罐装运送的重要途径是利用铁路或公路完成传送,其特征是适合少量的短途运送,缺陷是大范围利用不具备经济性。

碳捕捉面临的四大难题

1. 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。

2. 埋藏地点必须经过检验。在那儿,二氧化碳不能泄漏,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。

3. 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)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。

4.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。

我国的碳捕捉机会

碳捕集与封存(CCS)对于高效减缓气候变化至关重要。中国的经济高度依赖煤炭,尽管近期国家尽最大努力限制其在能源结构中的比例但在可预见的未来煤炭仍旧将是主导能源。

目前,碳捕集与封存是唯一能够大幅(可达90%)减排电力与工业CO2排放的技术。如果不采用碳捕集与封存技术,达到国家减缓气候变化远期目标的整体成本将会上升25%。另外,碳捕集与封存也是煤炭密集型产业(如煤化工、钢铁、水泥和炼油厂)减排二氧化碳(CO2)的唯一选择。当前,在中国开展碳捕集与封存的早期示范将使在未来10~15年对 碳捕集与封存进行及时高效的推广成为可能。

中国可以从国际经验受益匪浅。国际碳捕集与封存路线图与我们享有一个共 同愿景,即:在未来10–15年中加快碳捕集与封存技术的发展和部署。诸如像澳大利亚、加拿大、挪威、英国和美国这样的国家都已提出了支持碳捕集与封存示范的具体计划与政策。

目前,国际上有14个大型碳捕集与封存项目正在运行,9个在建。这22个项目每年总共可以减排约4,000万吨CO2,这些早期项目为中国学习如何规划和建设大规模示范工程提供了宝贵的知识分享与实践经验。

中国特有的低成本碳捕集与封存示范机会。在过去的10年中,通过研发、建设试点项目以及广泛的国际合作,中国在碳捕集与封存各个环节开展了能力建设,从而为建设大型碳捕集与封存示范项目做好了准备。更重要的是,中国广大的煤化工产业具有低成本捕集CO2(低于20美元每吨)的可能。而其中许多煤炭密集型工厂恰恰位于适宜采用CO2—提高石油采收率(CO2-EOR) 技术的油田附近。CO2—提高原油采收率技术既能够封存CO2储存,又能够增产石油,从而为碳捕集与封存项目提供经济收益。

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