这种岩石叫做橄榄岩,是上层地幔中一种主要岩石。橄榄岩一般存在于地下20千米处或更深的地方,由于板块构造迫使一些地幔上升,有的橄榄岩被挤到了地球的表面。比如在阿曼沙漠中就存在很多橄榄岩,这正是纽约哥伦比亚大学的凯勒曼和梅塔研究的问题。
自然的一种力量
地质学家早已知道,当把橄榄岩放在空气中时,它会很快地与二氧化碳反应形成像石灰石和大理石一样坚硬的碳酸盐岩石。为此,有些人曾试图将橄榄岩磨碎,想用它来吸收发电站的排放气体。但是,经证实这个过程太昂贵,部分原因是运送石头需要成本,运输过程也产生排放。现在,凯勒曼和梅塔提出,可将二氧化碳埋到地下的橄榄岩层中。
他们的研究发表在《美国科学院院报》上。研究表明,这些阿曼的橄榄岩远远超出我们的想象,它们一年可以吸收成百上千吨的二氧化碳。而且,通过打孔和注入等简单方法,就能10万倍提高反应速度。他们估计,仅仅利用阿曼地表的橄榄岩,每年就能吸收40亿吨二氧化碳。人类活动每年产生的二氧化碳大约为300亿吨,主要因燃烧化石燃料所致。
从事地球环境研究的地质学家凯勒曼和地理化学家梅塔都在哥伦比亚大学的拉蒙特·多尔提地球科学研究所效力。他们是在阿曼沙漠的野外工作中经过多年研究才做出此项发现的。他们的研究领域就是暴露的橄榄岩,这些岩石与海岸的阶丘、矿脉和其他白色的碳酸盐类矿物交叉形成于地表。他们发现,在近代,岩石中的矿物质与存在于空气和水中的二氧化碳发生反应的速度加快了,地下矿脉中的碳酸盐类增加了10倍。
以前人们认为,地下矿脉是在隔绝大气的过程中形成的,这些岩石距今已经有9600万年的年龄了。然而,利用常规的碳同位素测定这些岩石的年代,凯勒曼和梅塔却发现这些地下矿脉相当年轻,平均只有2.6万年,而且还在积极地与富含二氧化碳的地下水形成向下渗透的岩层。很多地下岩石的样本就暴露在阿曼新修道路的路口。
接触到二氧化碳的橄榄石会变成碳酸钙和碳酸镁的岩石。科学家们发现,在阿曼,每年都这样自然而然地消耗成百上千吨的二氧化碳。
苏黎世瑞士联邦理工学院分离过程实验室主任马泽蒂说,哥伦比亚研究人员的策略很有吸引力,因为这样储存大量二氧化碳看上去很有潜力。今天,我们的碳封存策略就有将其埋在地下,封存于多孔的蓄水层或废油井中。马泽蒂解释道:哥伦比亚研究人员的方法是在形成岩石的过程中储存碳,势必比一般掩埋法减少了二氧化碳溢出的机会。
两种实施方案
在天然橄榄岩的形成过程中,会捕捉地下矿脉网中的二氧化碳。橄榄岩中包括大量橄榄石,橄榄石是一种包含镁、硅和氧的矿物。地下水和橄榄石发生反应,水中就溶解了大量的镁和碳酸氢盐——吸收二氧化碳反应而来。随着水继续往岩石深处渗透,镁、碳和氧的沉淀物从溶液中析出,形成碳酸镁,也叫做菱镁矿。橄榄石也可形成包含钙、镁、碳和氧的白云石。当成为菱镁矿和白云石的形式时,岩石的总体积会增加大约44%,这将引起岩石通体爆裂,产生直径小于50微米的缝隙网络结构。岩石的开裂使得水进一步渗透,从而吸收更多的二氧化碳进行反应。
经过计算,研究人员认为,这一自然过程可以被戏剧化地加速。利用经常在石油工业中应用的技术,可以让这种岩石进一步破裂,增加反应的表面积。从发电厂捕捉的二氧化碳可以被泵入岩石,使之形成碳酸盐。加热岩石会增加反应速度,而且,由于反应本身是产热的,一旦其到达一定的反应速度,就变成了一个自我维持的反应。启动这种自我维持反应需要将岩石加热到185℃,可以在岩石龟裂过程中完成加热。计算结果:在这样一个系统中,1立方千米的岩石每年可储存10亿吨二氧化碳。
研究人员还提出一个既无需运输二氧化碳又不用加热岩石的碳隔离对策。他们将岩石形成的地点放在离阿曼海岸不远的浅海中,利用石油工业中现有的技术给石头钻孔,造成岩石破裂。他们一般给岩石打两个孔,在一个孔中泵入冷海水。地球本身的产热此时将产生作用,这些橄榄岩延伸到地表下5千米,越是向下温度越高。由于岩石的温度随着深度而增加,当水被灌进孔中,它们也会逐渐变热,直到接近185℃。二氧化碳会自然地溶解于水,然后变成沉淀从溶液中析出。热水最终将流过岩石缝隙到达第二个钻孔,通过对流可以上升到表面。这些海水可以很快吸收更多的二氧化碳,因为浅水能将大气混合进来。凯勒曼说:“大气在全世界都是免费运送二氧化碳的。”所以,如果大规模使用这种方法,就可能降低全球范围的二氧化碳浓度。
不过,二氧化碳的浓度在海水中有所限制,采用这种办法,1立方千米的岩石1年只能吸收100万吨的二氧化碳。但因为无需运输二氧化碳和额外花钱加热岩石,凯勒曼认为我们可能让它在大面积的岩石上发生作用,从而每年为地球减少几十亿吨二氧化碳。
等待更充分的试验
马泽蒂表示,从概念上讲,这些都没错。但问题是这些方法在实践上是不是真的行得通。仅就一件事情讲,自维持反应取决于碳酸镁和其他沉淀物持续地沉淀到岩石的裂缝中并暴露出更多裂缝。研究人员已经在阿曼观察到这种地质变化,但这并不能说明他们所设想的反应能够持续。马泽蒂认为这些概念还需要用大规模实验来证实。
梅塔说:“很幸运,在海湾地区存在这种岩石。”的确,世界上绝大多数石油和天然气都来自这里,而且,阿曼正在建设一个新的燃气发电厂,到时候这个电厂所产生的二氧化碳可以全部埋到石头中。
也许这些岩石有望成为海湾地区能源工业最便捷的碳汇(是指利用植物光合作用等手段吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中,从而减少温室气体在大气中的浓度)。橄榄岩也存在于世界上其他地区的地表,比如一些太平洋上的巴布亚新几内亚和喀里多尼亚、希腊和克罗地亚海岸,另外,美洲大陆也有少量分布。
能吸碳的岩石可能还不止一种,梅塔现正在冰岛的一个新项目中研究火山玄武岩,这种岩石也能吸收二氧化碳。
捕捉碳的岩石
如果这一设想得到论证,人类只需要轻轻地引导,自然的力量将为我们清除大气中过多的二氧化碳 一种有助于降低二氧化碳排放到大气的办法就是将其泵入地下封存。但是,根据最新研究,世界上有一种岩石能够直接吸收二氧化碳。地质学家发现,在中东国家阿曼和世界上其他一些地区,有一种岩石能够大量吸收二氧化碳,形成新的矿物,科学家认为这将有助于减缓全球变暖。 这种岩石叫做橄榄岩,是上层地幔中一种主要岩石。橄榄岩一般存在于地下20千米处或更深的地方,由于板块构造迫使一些地幔上升,有的橄榄岩被挤到了地球的表面。比如在阿曼沙漠中就存在很多橄榄岩,这正是纽约哥伦比亚大学的凯勒曼和梅塔研究的问题。 自然的一种力量 地质学家早已知道,当把橄榄岩放在空气中时,它会很快地与二氧化碳反应形成像石灰石和大理石一样坚硬的碳酸盐岩石。为此,有些人曾试图将橄榄岩磨碎,想用它来吸收发电站的排放气体。但是,经证实这个过程太昂贵,部分原因是运送石头需要成本,运输过程也产生排放。现在,凯勒曼和梅塔提出,可将二氧化碳埋到地下的橄榄岩层中。 他们的研究发表在《美国科学院院报》上。研究表明,这些阿曼的橄榄岩远远超出我们的想象,它们一年可以吸收成百上千吨的二氧化碳。而且,通过打孔和注入等简单方法,就能10万倍提高反应速度。他们估计,仅仅利用阿曼地表的橄榄岩,每年就能吸收40亿吨二氧化碳。人类活动每年产生的二氧化碳大约为300亿吨,主要因燃烧化石燃料所致。 从事地球环境研究的地质学家凯勒曼和地理化学家梅塔都在哥伦比亚大学的拉蒙特?多尔提地球科学研究所效力。他们是在阿曼沙漠的野外工作中经过多年研究才做出此项发现的。他们的研究领域就是暴露的橄榄岩,这些岩石与海岸的阶丘、矿脉和其他白色的碳酸盐类矿物交叉形成于地表。他们发现,在近代,岩石中的矿物质与存在于空气和水中的二氧化碳发生反应的速度加快了,地下矿脉中的碳酸盐类增加了10倍。 以前人们认为,地下矿脉是在隔绝大气的过程中形成的,这些岩石距今已经有9600万年的年龄了。然而,利用常规的碳同位素测定这些岩石的年代,凯勒曼和梅塔却发现这些地下矿脉相当年轻,平均只有2.6万年,而且还在积极地与富含二氧化碳的地下水形成向下渗透的岩层。很多地下岩石的样本就暴露在阿曼新修道路的路口。 接触到二氧化碳的橄榄石会变成碳酸钙和碳酸镁的岩石。科学家们发现,在阿曼,每年都这样自然而然地消耗成百上千吨的二氧化碳。 苏黎世瑞士联邦理工学院分离过程实验室主任马泽蒂说,哥伦比亚研究人员的策略很有吸引力,因为这样储存大量二氧化碳看上去很有潜力。今天,我们的碳封存策略就有将其埋在地下,封存于多孔的蓄水层或废油井中。马泽蒂解释道:哥伦比亚研究人员的方法是在形成岩石的过程中储存碳,势必比一般掩埋法减少了二氧化碳溢出的机会。 两种实施方案 在天然橄榄岩的形成过程中,会捕捉地下矿脉网中的二氧化碳。橄榄岩中包括大量橄榄石,橄榄石是一种包含镁、硅和氧的矿物。地下水和橄榄石发生反应,水中就溶解了大量的镁和碳酸氢盐――吸收二氧化碳反应而来。随着水继续往岩石深处渗透,镁、碳和氧的沉淀物从溶液中析出,形成碳酸镁,也叫做菱镁矿。橄榄石也可形成包含钙、镁、碳和氧的白云石。当成为菱镁矿和白云石的形式时,岩石的总体积会增加大约44%,这将引起岩石通体爆裂,产生直径小于50微米的缝隙网络结构。岩石的开裂使得水进一步渗透,从而吸收更多的二氧化碳进行反应。 经过计算,研究人员认为,这一自然过程可以被戏剧化地加速。利用经常在石油工业中应用的技术,可以让这种岩石进一步破裂,增加反应的表面积。从发电厂捕捉的二氧化碳可以被泵入岩石,使之形成碳酸盐。加热岩石会增加反应速度,而且,由于反应本身是产热的,一旦其到达一定的反应速度,就变成了一个自我维持的反应。启动这种自我维持反应需要将岩石加热到185℃,可以在岩石龟裂过程中完成加热。计算结果:在这样一个系统中,1立方千米的岩石每年可储存10亿吨二氧化碳。 研究人员还提出一个既无需运输二氧化碳又不用加热岩石的碳隔离对策。他们将岩石形成的地点放在离阿曼海岸不远的浅海中,利用石油工业中现有的技术给石头钻孔,造成岩石破裂。他们一般给岩石打两个孔,在一个孔中泵入冷海水。地球本身的产热此时将产生作用,这些橄榄岩延伸到地表下5千米,越是向下温度越高。由于岩石的温度随着深度而增加,当水被灌进孔中,它们也会逐渐变热,直到接近185℃。二氧化碳会自然地溶解于水,然后变成沉淀从溶液中析出。热水最终将流过岩石缝隙到达第二个钻孔,通过对流可以上升到表面。这些海水可以很快吸收更多的二氧化碳,因为浅水能将大气混合进来。凯勒曼说:“大气在全世界都是免费运送二氧化碳的。”所以,如果大规模使用这种方法,就可能降低全球范围的二氧化碳浓度。 不过,二氧化碳的浓度在海水中有所限制,采用这种办法,1立方千米的岩石1年只能吸收100万吨的二氧化碳。但因为无需运输二氧化碳和额外花钱加热岩石,凯勒曼认为我们可能让它在大面积的岩石上发生作用,从而每年为地球减少几十亿吨二氧化碳。 等待更充分的试验 马泽蒂表示,从概念上讲,这些都没错。但问题是这些方法在实践上是不是真的行得通。仅就一件事情讲,自维持反应取决于碳酸镁和其他沉淀物持续地沉淀到岩石的裂缝中并暴露出更多裂缝。研究人员已经在阿曼观察到这种地质变化,但这并不能说明他们所设想的反应能够持续。马泽蒂认为这些概念还需要用大规模实验来证实。 梅塔说:“很幸运,在海湾地区存在这种岩石。”的确,世界上绝大多数石油和天然气都来自这里,而且,阿曼正在建设一个新的燃气发电厂,到时候这个电厂所产生的二氧化碳可以全部埋到石头中。 也许这些岩石有望成为海湾地区能源工业最便捷的碳汇(是指利用植物光合作用等手段吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中,从而减少温室气体在大气中的浓度)。橄榄岩也存在于世界上其他地区的地表,比如一些太平洋上的巴布亚新几内亚和喀里多尼亚、希腊和克罗地亚海岸,另外,美洲大陆也有少量分布。 能吸碳的岩石可能还不止一种,梅塔现正在冰岛的一个新项目中研究火山玄武岩,这种岩石也能吸收二氧化碳。
碳捕捉
碳捕获技术简介
目前, 主要有四种不同类型的CO2收集与捕获系统:
燃烧后分离(烟气分离) 、燃料前分离(富氢燃气路线) 、富氧燃烧和工业分离(化学循环燃烧), 每种捕获技术的技术特点及其成熟度见下表。
在选择捕获系统时, 燃气流中CO2浓度、燃气流压力以及燃料类型(固体还是气体) 都是需要考虑的重要因素。
对于大量分散型的CO2排放源是难于实现碳的收集, 因此碳捕获的主要目标是像化石燃料电厂、钢铁厂、水泥厂、炼油厂、合成氨厂等CO2的集中排放源。
针对排放的CO2的捕获分离系统主要有3类:燃烧后系统、富氧燃烧系统以及燃烧前系统。
燃烧后系统介绍
燃烧后捕获与分离主要是烟气中CO2与N2的分离。化学溶剂吸收法是当前最好的燃烧后CO2收集法, 具有较高的捕集效率和选择性, 而能源消耗和收集成本较低。除了化学溶剂吸收法, 还有吸附法、膜分离等方法。
化学吸收法是利用碱性溶液与酸性气体之间的可逆化学反应。由于燃煤烟气中不仅含有CO2、N2、O2和H2O, 还含有SOx 、NOx 、尘埃、HCl 、HF 等污染物。杂质的存在会增加捕获与分离的成本, 因此烟气进入吸收塔之前, 需要进行预处理, 包括水洗冷却、除水、静电除尘、脱硫与脱硝等。
烟气在预处理后, 进入吸收塔, 吸收塔温度保持在40~60℃,CO2被吸收剂吸收, 通常用的溶剂是胺吸收剂(如一乙醇胺MEA) 。然后烟气进入一个水洗容器以平衡系统中的水分并除去气体中的溶剂液滴与溶剂蒸汽,
之后离开吸收塔。吸收了
CO2的富溶剂经由热交换器被抽到再生塔的顶端。吸收剂在温度100~140℃和比大气压略高的压力下得到再生。水蒸汽经过凝结器返回再生塔, 而CO2离开再生塔。再生碱溶剂通过热交换器和冷却器后被抽运回吸收塔。
富氧燃烧系统介绍
富氧燃烧系统是用纯氧或富氧代替空气作为化石燃料燃烧的介质。燃烧产物主要是CO2和水蒸气, 另外还有多余的氧气以保证燃烧完全, 以及燃料中所有组成成分的氧化产物、燃料或泄漏进入系统的空气中的惰性成分等。经过冷却水蒸汽冷凝后, 烟气中CO2含量在80% ~98%之间。这样高浓度的CO2经过压缩、干燥和进一步的净化可进入管道进行存储。CO2在高密度超临界下通过管道运输, 其中的惰性气体含量需要降低至较低值以避免增加CO2的临界压力而可能造成管道中的两相流, 其中的酸性气体成分也需要去除。此外CO2需要经过干燥以防止在管道中出现水凝结和腐蚀, 并允许使用常规的炭钢材料。
在富氧燃烧系统中, 由于CO2浓度较高, 因此捕获分离的成本较低, 但是供给的富氧成本较高。目前氧气的生产主要通过空气分离方法, 包括使用聚合膜、变压吸附和低温蒸馏。
燃烧前捕获系统介绍
燃烧前捕获系统主要有2个阶段的反应。
首先,化石燃料先同氧气或者蒸汽反应, 产生以CO 和H2为主的混合气体(称为合成气), 其中与蒸汽的反应称为“蒸汽重整”, 需在高温下进行; 对于液体或气体燃料与O2的反应称为“部分氧化”, 而对于固体燃料与氧的反应称为“气化”。待合成气冷却后, 再经过蒸汽转化反应, 使合成气中的CO 转化为CO2, 并产生更多的H2。最后, 将H2从CO2与H2的混合气中分离, 干燥的混合气中CO2的含量可达15%~60%,总压力2~7MPa。CO2从混合气体中分离并捕获和存储,H2被用作燃气联合循环的燃料送入燃气轮机, 进行燃气轮机与蒸汽轮机联合循环发电。
这一过程也即考虑碳的捕获和存储的煤气化联合循环发电(IGCC)。从CO2和H2的混合气中分离CO2的方法包括:变压吸附、化学吸收(通过化学反应从混合气中去除CO2, 并在减压与加热情况下发生可逆反应, 同从燃烧后烟道气中分离CO2类似) 、物理吸收(常用于具有高的CO2分压或高的总压的混合气的分离) 、膜分离(聚合物膜、陶瓷膜) 等。
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。
埋藏
真正麻烦的是下一个步骤。二氧化碳需要长期埋藏,因此必须达到很多要求。要成功地封存二氧化碳,需要一块在地平面1000米以下的岩体。在这样的深度,压力会将二氧化碳转换成所谓的“超临界流体”,只有这样状态的二氧化碳才不容易泄露。另外,这片岩体还要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来防止泄露。
编辑本段成本
四大难题
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,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 )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。
目标
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。
编辑本段意义 商业意义
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,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%。
能源意义
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。
编辑本段示范工程
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。
编辑本段理想场所 国外场所
碳捕捉:东北地区和东南海域是理想场所
所谓“碳捕捉”,就是捕捉释放到大气中的二氧化碳,压缩后,封存到枯竭的油田或其他安全的地下场所。早在上世纪70 年代,欧美能源专家便开始研究该技术。目前,随着新一轮全球气候问题大讨论的展开,“碳捕捉”一下子又成为新能源技术中的大赢家。在美国,奥巴马政府上台后,便把“碳捕捉”列入推荐清洁煤的关键一环,美国能源部计划在未来10年投入4.5亿美元在美国7 个地区进行“捕捉和存储”(英文简称CCS ) 项目实验。在刚刚结束的八国集团峰会上,欧洲委员会提出将“碳捕捉”技术商业化的战略。到2010年,至少有20个发电厂使用“碳捕捉”技术,到2020年前,欧洲和美国将大力推广该技术,并在2025年前在全球推广。
国内场所
在中国,“碳捕捉”技术也在尝试之中。路透社5月25日消息称,中国最大的独立发电公司华能集团将于年底在上海启动第二个碳捕捉示范项目,届时,每年将从华能电厂的尾气中“捕捉”二氧化碳10 万吨。
6月18日,英国碳捕捉联盟首席研究员琼·吉宾斯博士(Jon Gibbins)来到上海,参加名为“碳捕捉与全球气候的未来”交流会。交流会上,琼·吉宾斯博士解释道, “捕捉”碳并不复杂,而“拥有丰富油田和天然气田的中国东北,以及中国东海南海区域,均是实施?碳捕捉?技术的理想场所。”
步骤
将二氧化碳“变废为宝”
如果要在一家煤电厂旁边开展“碳捕捉”项目,首先要安装3个主要装置。琼·吉宾斯博士拿最近正在英国东海岸展开的一个“碳捕捉”试点项目举例道:“第一个是用于化学反应的金属片,?清洗?发电厂排放出的尾气,把二氧化碳?捕捉?下来; 接着是让二氧化碳气体通过一个加热塔,目的是通过蒸汽加热,得到更纯的二氧化碳; 最后一步是将气体通过一座压缩塔,得到方便运输的压缩二氧化碳。”
影响
“通常,捕捉一吨碳的成本约60美元。但在中国,我预计成本可能降至40美元/ 吨。” 吉宾斯博士告诉本报记者。煤电在中国电力结构中占极高比例,找到一种更清洁地使用煤炭的技术对中国而言意义重大。
根据联合国政府间气候变化委员会(IPCC)调查,全球大概有9300多亿吨的二氧化碳可以埋藏到油田中,相当于2050年全球累积排放量的45%。据预计,“碳捕捉”技术的应用能够把全球二氧化碳的排放量减少20% 至40%。
除了对气候变化产生积极影响外,“碳捕捉”技术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。在全球范围内,最早成功实现“碳捕捉”试点项目的挪威国家石油公司证实,在油田里灌入二氧化碳,可以使得石油的采收率提高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。
编辑本段面临质疑
多方评价
尽管“碳捕捉”潜力很大,但也面临一些质疑。最新一期《经济学人》杂志撰文表示,尽管能源公司对“碳捕捉和封存”技术有着很高的期望,但有两个问题尚未解决:一是价格昂贵; 二是没有人知道这项技术是不是真的那么管用。或者说,深埋的二氧化碳会不会泄漏。“碳捕捉和封存的成本非常非常高。”中国华能集团公司科技部长蒋敏华表示,公司将于今年年底在上海启动第二个碳捕捉示范项目,每年捕捉10万吨二氧化碳,然而高昂的成本在一定程度上阻碍了项目进程。
蒋敏华说,按目前的技术计算,碳捕捉成本约在200元人民币/ 吨,而实际处理加工至进行商业应用的程度,每吨还需增加150元投入。
吉宾斯博士的助手、帝国理工大学博士李佳告诉记者,据她分析,华能之所以愿意上马第二个“碳捕捉”项目,说明该技术仍有利可图。据悉,华能集团去年已在北京尝试过一个小型的“碳捕捉”项目,将收集到的二氧化碳卖给汽水厂,或是制成干冰卖给消防单位。“华能内部员工告诉我,被捕获的二氧化碳售价是碳捕捉成本的两倍。”李佳说。关于二氧化碳泄漏问题,吉宾斯博士回应说,碳封存的前二三十年十分关键。过了这段时间,埋在地下的二氧化碳就绝对安全了。 记者了解
据记者了解,目前二氧化碳的封存技术分为“地质封存”和“海洋封存”两种。适合封存二氧化碳的地质结构包括油田、气田、咸水层、无法开采的煤矿等。据IPCC 研究表明,二氧化碳性质稳定,若地质封存点经过谨慎选择、设计与管理,注入其中的二氧化碳99%可封存上千年。
编辑本段规划
国际规划
按照欧盟的规划,德国将建设2个CCS 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。
八国集团峰会
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个大型示范工程。那么到2020年,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。
[1]
编辑本段其他相关 “后哥本哈根”时代
二氧化碳排放量位居全球首位,煤炭消耗占能源消费70%……面对“后哥本哈根”时代,中国将如何应对?在4月8日举行的“2010年绿色畅想:能源、教育、环境倡议”国际论坛上,中美两国科学家再次呼吁应重视“碳捕捉和储存”,把二氧化碳收集并注入地下,让它从哪里来到哪里去。
此次论坛由南京邮电大学与美国纽约理工学院共同发起。论坛上,江苏省生态学会秘书长阮宏华教授认为,“我们现在面临的不仅仅是金融、经济危机,还有环境和生态危机。若说金融和经济危机带来的是财政上的损失,环境和生态危机带来的则是生命的损失。”而目前面临最严峻的环境问题之一就是全球变暖,造成这一现状的罪魁祸首,就是过量排放的二氧化碳。
新兴能源
太阳能光伏、风电、生物质能源的出现,为人类摆脱化石能源依赖带来曙光,但是美国环境保护局可持续化技术部门主席赫里贝托·卡比萨斯为此敲响警钟,他认为即便是美国这个世界首屈一指的发达国家,到2035年也无法做到完全或大部分利用新能源取代煤发电,对于其他国家而言难度就更大。
面对这样的矛盾,美国创新采煤方案咨询机构顾问阿伦·维克利提出,在现有煤发电厂加装碳捕捉装置,对碳进行捕捉和储存可以成为一种控制二氧化碳排放的有效手段。所谓碳捕捉与储存,一般指的是将化石燃料燃烧所产生的二氧化碳捕获,然后将其泵入海底、沙漠或陆地下面进行封存。
阿伦·维克利表示,煤燃烧中排放的二氧化碳有90%能进行捕获,如果将其捕获后存入地下,就能够大大降低二氧化碳的排放量,从而减缓全球变暖。
据了解,欧盟已为碳捕捉和储存项目注入10多亿欧元启动资金,还将通过碳交易体系再筹措45亿欧元后续资金;欧盟还要求,2020年之后以煤为燃料的新建电厂都应具备碳捕捉技术。而美国也将在未来10年投入4.5亿美元在美国7个地区进行碳捕捉和储存项目试验。目前,这项技术在我国也已经起步,但还远远不够,目前仅有华能集团投资建设了2个碳捕捉示范装置。
专家建议
专家们认为,我国地质构造丰富,具备注入潜力的地层可储存二氧化碳14540亿吨,能够满足未来数百年二氧化碳地质储存的需要,必须加大这方面的研究与应用力度。而被注入地下的二氧化碳并非再次沉睡,而是发挥新的作用。利用二氧化碳驱油技术,不仅可以大大提高石油采收率,而且将二氧化碳置换原油而长期储存于油岩中,还实现了真正意义上的规模减排。目前,我国“973计划”项目“温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存”已进入工程示范阶段,在吉林油田已埋存8万吨二氧化碳,实现了石油的绿色开发,取得了经济效益和环境效益的双赢。
编辑本段新闻
据英国《每日邮报》报道,一家英国公司最近成功“从空气中提取了汽油”,这项具有开拓性的科学突破则有望终止人类对日益减少的化石燃料的依赖。
位于英国蒂斯河畔斯托克顿(Stockton-on-Tees)市的航空燃料合成公司(Air Fuel Synthesis)称,自今年8月份以来,他们便开始利用一家小型精炼厂以提取汽油。该项目可从二氧化碳和水蒸气中合成燃料,而如今他们已经成功研制出5公升的汽油。
工程师正在检查设备(2
张)
目前,众多专家均称此项目是一项难以置信的突破,并且在人类长期以来与气候变迁以及日益加剧的全球能源危机的斗争中有望成为“游戏规则的改变者”。
虽然航空燃料公司仍在推进其研究项目并仍需要使用国家电力系统,但该公司相信最终他们会从这些可再生资源中使合成物产生整体性的效果。
另外,该公司还希望在未来两年内建立一家日产量能达到1吨的具有商
产生汽油的原理图 [2]
业规模的工厂,同时也希望扩大其在环保航空燃料方面的影响,进而使航空飞行更加环保。
据悉,该技术首先使氢氧化钠与空气混合,接着电解混合得到的碳酸钠并释放出纯二氧化碳。而释放出的纯二氧化碳与水中的氢电解质相互反应后便会得到烃混合物。当然,根据人们对燃料类型的需求不同,研究人员还可变换反应条件,以得到不同成分比例的混合物。
其所生产出的燃料可供任何型号的汽油使用,只要现场在燃料中加入与之匹配的添加剂即可。
同时,该燃料还可直接与汽油、柴油以及航空燃料相合成。
航空燃料合成公司CEO 彼特-哈里逊(Peter Harrison )上周将该科学突破公布在于伦敦举办的机械工程师协会(Institution of Mechanical Engineers)大会上。在接受记者采访时,他说道:“我们正在将可再生电能转换成一项更具通用性、可用性以及存储性的能源,比如液体交通燃料。我们认为,截至2014年时,如果能得到资金支持使项目继续的话,我们就能利用可再生能源生产出汽油并使之商业化。”
据了解,从空气中提取汽油对新兴绿色经济来说简直就是“圣杯”,它可有效地从大气中消除主要的工业温室气体。 然而,将提取出的二氧化碳循环再生出可用于现有引擎的燃料,则有望改变世界的环境和经济格局。
但是目前,该项目还相当昂贵,光是提取1吨二氧化碳便要花费400英镑。
碳捕捉
碳捕捉
简介
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。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(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(见图表)。
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
“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,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。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。
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为超临界流体要花费25美元,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Synapse 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“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。
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,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 )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。
意义
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。
规划
按照欧盟的规划,德国将建设2个CCS 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个大型示范工程。那么到2020年,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。
欧盟要在碳捕捉项目上领先美国
全球减排竞争开始提速
编前
近日,欧洲委员会宣布投入14亿美元在欧洲各国建立CCS(碳捕捉和存储) 示范工程,大大超过了对风电以及其他新能源技术的投资。CCS 项目一时成为颇受争议的新宠儿。CCS 技术被很多人寄予厚望,一直被认为是人类减少温室气体排放、应对全球变暖的最佳途径之一。但是在后京都时代,它一度被各发达国家打入冷宫。现在,全球经济危机又让各国携手起来,共同讨论能源和气候变化,着力减少温室气体的排放。从没有人搭理的苦孩子一下成为了新能源技术中的最大赢家,CCS 在欧洲开始走上了从实验室到商业化的高速路。
CCS 成为欧洲能源行业新宠儿
在一片反对声中,欧洲委员会仍然决定投入14亿美元建设CCS 项目,成为了这次欧洲能源振兴计划的最大赢家。而整个欧盟能源振兴计划总额为54亿欧元。
CCS 项目耗资巨大,所以政府的资金支持是最关键因素。所有的CCS 项目都是由政府投资,计划在欧洲各国兴建13个CCS 示范工程。这其中,碳排放大国获益最多。
按照欧盟的规划,德国将建设2个CCS 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。
反对者担心CCS 仅仅是一个白日梦,因为很多尚未成熟的新技术不可能在2010年之前得到所有的投资。在激烈的争吵、妥协后,这一公布的数字已经比原先的计划削减了不少。
尽管反对声音不断,但是这一计划已经列入议程,欧盟各国领导人正在快速推动投资资金划拨到位,预计今年和明年就能完成全部的投资。
根据欧盟20-20-20目标,到2020年将其温室气体排放量在1990年基础上减少20%以上,到2020年将可再生能源占总能源消耗的比例提高到20%。所以,在20-20-20目标的压力下,这次的CCS 计划是要动真格了。
在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个大型示范工程。那么到2020年,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。
欧盟要领先美国
欧盟这次推动CCS 项目的力度也远远超过了美国。
奥巴马上台后,也开始大力发展CCS 项目,这也是推进清洁煤的关键一环。美国国会目前正在考虑“美国清洁能源和安全法案”,也称为“瓦克斯曼-马凯气候变化”(Waxman-
Markey bill) 议案。美国环境保护署正积极推动该法案在国会通过。如果该法案能顺利通过,政府会加大CCS 的补贴和投资,这将有力推动CCS 产业的商业化发展。
美国能源部计划在未来10年内投入4.5亿美元在美国7个地区进行CCS 项目实验。另有媒体称,美国将投资10亿美元,在近年内建成5个拥有碳捕捉及封存设施、商业化规模的煤电厂。据初步估计,美国二氧化碳的存储能力可达6000亿公吨,相当于美国200年的排放量。
美国的众议院已经通过了碳排放与交易法案,从奥巴马对该法案的支持和国内的舆论来看,美国应该能在未来几年内建立碳排放与交易市场。一旦交易市场建立,碳排放将不再免费,企业必将投入减排设施和技术。那么这将大大加速CCS 技术的发展。
短期实现商业化仍有困难
根据能源研究机构统计,当前全球发电行业所排放的二氧化碳占全球总排放量的40%,目前每年有300多亿吨的二氧化碳排放到大气层中。在各国目前的能源结构中,欧盟有30%的电力来自火电,美国有45%,中国则高达78%。如果CCS 技术能够大规模商业化,那么到2030年,全球碳排放量可减少15%,而到2050年可达到50%。
根据联合国政府间气候变化委员会(IPCC)的调查,全球大概有9300多亿吨的二氧化碳可以埋藏到油藏中,占相当于2050年全球累计排放量的45%。CCS 技术的应用将能够把全球二氧化碳的排放量减少20%到40%,这将对气候变化产生积极的影响。
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。
但是,技术瓶颈仍然存在,大规模发展的价格依然昂贵。建立一个CCS 工厂的费用是建立一个常规发电厂的两倍。按照其规模不等,建设一座CCS 工厂的费用将会在6750万美元到13.5亿美元之间。
麦肯锡(Mckinsey)咨询公司称,如果欧盟下一代燃煤电厂都要采用CCS 技术的话,估计每个厂平均将多花费13亿美元,当全球更多公用事业机构采用后,费用将在2030年时降低一半。据测算,二氧化碳的运送和埋存过程所产生的成本占捕捉和埋存过程总成本的20%。二氧化碳的运送可以通过常规的管线,这种管线可以使用现有的石油和天然气管线。
专家认为,如果欧盟CCS 技术取得重大进展,那么对全球气候变化政策的冲击将十分巨大。但是市场分析人士预计,CCS 技术一旦进入工业化规模应用,电力价格有可能上升30%至60%。而且,碳排放信用交易的价格可能会远远低于预期,这可能会减少对CCS 项目的补贴。而且CCS 项目还存在很多现实难题,比如要防止二氧化碳泄露,寻找合适的埋藏地点,现有的法规不健全等等,这些因素可能会打击私人投资的积极性,而且技术的瓶颈也可能不能按预期那样得到突破。
不管怎样,从今年7月中旬开始,欧洲庞大的CCS 计划就要开始实施了,且让我们拭目以待。
《中国能源报》
中国华能集团拟于2016年建成首家碳捕捉封存电厂
路透北京11月4日报道:中国正在加紧完成首家具有碳捕获和封存(CCS)技术的商业化发电厂, 不过若要大范围推广这种技术, 该国必须进行更多研究以解决二氧化碳的封存的方式和场所问题。
中国作为全球最大的温室气体排放国, 面临着越来越大的压力限制二氧化碳排放量的增长. 中国本身也担心全球气温升高对其气候和粮食产出的影响.
不过煤炭是中国储量最丰富的能源资源, 而政府期待再经过几十年的经济快速发展能够带动数以百万计的国民脱离贫困.
这意味着捕捉并封存二氧化碳于地下蓄水层可能是限制排放的关键之举. 以二氧化碳为主的温室气体被认为导致全球变暖.
但官方担心费用以及处理过程中的环境影响问题.
中国科技部社会发展司司长马燕合称," 这项技术仍存在大量的相关未决问题. 除了减少温室气体排放, 它对于可持续发展没有非常大的贡献."
" 这项技术本身也很耗能, 大量的能源消耗很令人忧虑. 最後, 对于该技术的长期环境影响也没有可靠的评估手段."
科学家面临种种障碍, 其中一个就是如何能够最稳妥地存储二氧化碳.
一旦出现存储问题且大量气体瞬时释放, 比如遇上地震, 那就会致命. 而气体泄漏会导致对抗气候变暖的努力功亏一篑.
CCS 发电厂第一期工程的相关工作已经展开. 该厂位于天津滨海新区, 最终能够在气化煤燃烧之前去除其中的二氧化碳. 不过该厂在头几年将作为更清洁发电厂运行.
" 我们计划在2014年开始建厂, 在2016年完工并投入使用," 中国华能集团绿色煤电公司总经理苏文斌在近期的CCS 会议上称.
中国的选择
若中国决定推动封存成为其减少排放的主要努力措施, 那麽存储需求将非常庞大. 据中英煤炭利用近零排放项目(NZEC)近期的一项研究表明,40年使用期限的100万千瓦电厂将可产生约2亿吨二氧化碳.
中国的发电装机容量在2008年已为7.93亿千瓦, 并预计将在2020年达到16亿千瓦. 然而一些地质预测则较为乐观. 美国自然资源保护委员会的一份报告称, 中国具备在地下或海床下存储30,660亿吨气体的潜能, 相当于逾400年目前的排放量.
报告并称, 中国逾90%的二氧化碳主要生成中心距离大型地下储存基地的距离不超过160公里.
但这些潜在储存容量的99%是处于盐堿含水层, 这一储备选项尚未经过充分研究. 尽管中石油今年已在东北部展开试点项目, 将二氧化碳注入衰竭的油气田, 并通过使用一项已经鉴定的技术提取更多燃料, 但这一选择仅可封存中国一小部分二氧化碳排放.
而对大型、陈旧油田泄露问题的担忧亦或成为一大问题, 这些油田已在开采过程中打了不计其数的鉆井.
海上储存是为另一选择, 但这将加剧在成本及技术方面的挑战.
应投资何处?
美国西北太平洋国家实验室(PNNL)在一份报告中表示, 中国多数碳输转及储存的成本应该相当于每吨2-8美元.
但分离碳排放的成本则相当昂贵, 无论是通过改造还是新建电厂.
亦有人质疑谁将支付地震及其他相关研究的费用, 因碳捕获和存储(CCS)项目并未包含
这一费用, 但若要公司自己搜寻存储基地或雇用他人来完成, 则将会推升成本.
英国能源和气候变化部的GrahamWhite 表示," 数据存取将是一个关键的问题, 因油气公司的多数数据均具备商业敏感性."
更进一步而言, 碳捕获项目或被涵盖在清洁发展机制之内, 这一用于应对全球气候变暖的国际机制允许富裕国家为贫困国家减排而买单.
然而目前, 这一机制则尚不可选, 因反对者称, 该系统旨在资助已经证实的减排项目, 而非技术革新,CCS 到目前为止还尚未被证实. 反对者亦担忧这或将转移对可再生能源及提高能源效率的投资.(完)
记者/葛艾玛 编译/吴云凌 尹嫄婷
中美电力巨头在碳捕捉及存储技术方面
开展合作
2009-08-19 10:08:02 来源: 网易探索(广州) 跟贴 1 条 手机看新闻
美国一家大型燃煤发电的电力公司与中国的同行携手,共同开发更加清洁的燃煤技术,其中就包括“碳捕捉及存储技术”。DUKE 能源将于中国华能集团进一步开发和建立煤碳净化及气化技术,包括对煤炭燃烧排入大气中的二氧化碳的净化技术。根据“全球发展中心”的数据显示,华能每年排放2.85亿公吨CO2, 而DUKE 能源每年排放大约1.12亿公吨CO2,全球发展中心这是一家位于华盛顿的智库公司。
DUKE 能源的CEO ,Jim Rogers 在合作申明中说到:“我们认识到我们在历史中的关键地位,”“中国已经向世界曾诺加快发展清洁能源技术,美国也作出类似承诺,...... ,我们将共同努力,美国和中国能够将这些技术商业化,大幅降低其成本,造福全世界。
气化技术(一般称之为气化联合循环技术,IGCC) 和碳捕捉和储藏技术应用的主要障碍就是成本。相比传统燃煤机组,IGCC 机组的造价可达到三倍左右,如果包括CCS 技术,发电成本则高达两倍。DUKE 能源和华能集团目前都有在建的碳捕捉及存储工程项目:DUKE 能源计划在Edwardsport 新建的IGCC 电厂中使用CCS 技术,华能在北京的一个电厂上有一个示范性项目,在靠近天津的地方有一个被称为“绿色发电”的合作项目,在未来十年内完工后展示煤炭气化及CCS 技术。
美国能源部朱棣文及其它政府官员访问中国之后,世界两大温室气体排放巨头宣布了这一合作内容。CHU 在今年5月份宣布为美国CCS 项目提供24亿美元政府资助时说道:“为了防止对气候变化的最坏影响,我们必需在碳捕捉及排放技术合作方面加快努力,寻找更加经济,更加安全的方式”。美国目前50%的电力由燃煤发电获得,而中国的70%的电
力供应来自于燃煤电厂,而大量的温室气体则直接排放进入大气。两个国家加起来每年由发电排放的二氧化碳高达55亿公吨。
(本文译自科学美国人,译言网供网易探索独家专稿, 未经允许, 请勿转载) (本文来源:网易探索 作者:译者:亦友)
carbon capture and storage project(CCS 碳捕捉和存储项目), coal-fired power plant, carbon dioxide(二氧化碳), greenhouse gas emissions(温室气体排放), subsidary, parent company,(on) outskirts , suburb, global warming, global climate change, fossil fuel(矿物燃料, 石油, 天然气等), fossil(化石的; 化石, 老顽固), biomass energy(生物质能), biofuel(生物燃料), synthetic fuel(人造燃料, 合成燃料), synthetic(adj. 综合的, 合成的, 人造的), hydrogen(氢), hydropower(水电), industrial utilization(工业用途), thermal power(热能), oil exploitation(石油开采), food processing(食品加工), machinery welding (机器焊接), seafood(海鲜), cold storage(冷藏), experimental stage(试验阶段), limited capability(能力有限)
brake ground(破土动工), absorb, be a response to sth.(做为... 应对的一种途径), result from, speed up, apply sth.(应用, 使用), capture and store, rely heavily on, emit , follow the model(延续... 的模式), raise cost, lower production capacity, garner | collect
********************
国内一家煤电发电厂建造的世界上最大的碳捕捉项目7月份在上海破土动工了。
在今年年底之前完工后,该项目每年将捕捉多达10万吨二氧化碳。
该碳排放捕捉项目被认为是我国在减少节能温室气体排放方面尝试的重要一步。
专家称,碳捕捉项目有两个用途。一个是吸收过量的温室气体,另一个是将这些捕捉后的温室气体用于其他的行业。
做为华能国际电力公司的一个子公司,上海石洞口第二发电厂是该华能公司开发的第二个碳捕捉项目。
该公司的第一个碳捕捉项目位于北京。第二个项目,位于上海市郊区,建设成本约为1.5亿元。
矿物燃料排放导致全球变暖持续恶化,而碳捕捉技术被认为是应对该现象的有效途径。
该技术的目标是捕捉主要排放来源的二氧化碳,这些来源包括矿物燃料发电厂,生物燃料电厂,主要二氧化碳排放行业,天然气,人造燃料电厂以及基于矿物燃料的水电发电厂。
同济大学新能源研究中心执行副主任龙未丁告诉中国商业周刊,气候变化这一严峻形势要求各国加快碳捕捉和存储方面的研究。
龙主任说,“目前,几乎所有的国家都处于碳排放和捕捉研发的开始阶段,但该技术会成为一个主要的潮流和应对温室气体排放的有效途径”
截至2010年,至少有20个煤电发电厂会应用碳捕捉技术,该技术有望于2025年在全球普及。
国际气候变化小组的一个调查显示,到2050年,约9300亿吨二氧化碳,相当于全球总排放量的45%,可以被捕捉和存储。
该调查还称,碳捕捉技术可以20%至40%的温室气体排放。
目前,我国的能源主要靠煤电发电厂供应。
7月份末的一份温室气体报告称,我国三大电力公司,华能,大唐和国电,去年排放的温室气体比整个英国排放的还要多。
我国前10大电力公司,去年的供电量几乎占到全国总电量的60%。这些公司去年共消耗了约5.9亿吨煤,占到全国总量的20%。而这些公司排放的二氧化碳达到14.4亿吨。
位于北京的华能高碑店项目是华能公司第一个碳捕捉项目,该项目在2008年北京奥运会之前投入运行,目前每年可以捕捉3000吨二氧化碳。
华能电力石洞口项目负责人徐诗僧说,目前当地市场可以轻易吸收北京项目中捕捉的二氧化碳,目前,北京市的年需求量在6万吨。
上海石洞口项目将延用高碑店项目的模式,将捕捉到的二氧化碳出售给有关行业。
徐说,“启动这样一个碳捕捉项目将会使电厂的成本增加20%至30%,电厂的产能会下降8%至9%。这就是减少温室气体排放的成本”
西安热能研究所研究员高时望说,捕捉后的二氧化碳主要用于石油开采,食物加工以及机械清洗和焊接。
他说,“在这些用途当中,目前主要的用途是食物加工”
例如,固化气体和干冰可以被用于海鲜冷藏。另外,二氧化碳还被广泛用于汽水和啤酒的制造。
高研究员还说,“但是和石油开采相比,全国食物加工行业每年不超过100万吨的需求量太少了”
而石油行业对捕捉的二氧化碳的使用可以很轻易达到每年数百万吨。
我国主要的油田,包括山东省的胜利油田,辽宁省的辽河油田以及黑龙江的大庆油田都是使用捕捉后二氧化碳的理想地方。
同济大学经济管理学院副院长张茅林说,尽管石洞口项目的年二氧化碳捕捉目标为10万吨,但该项目仍处于试验阶段。
张主任说,“石洞口项目将重点进行碳捕捉,但这对于一个碳捕捉和存储项目而言是不够的,因为一个更具挑战性的问题是如何存储和使用捕捉的二氧化碳” 华能电力的一位高管蒋民华说,高额的成本已经阻碍了石洞口项目的发展。 他说,捕捉每吨二氧化碳的成本为200元,而如果要将捕捉后的气体商用,每吨还要再多出150元的成本。
另外,我国在二氧化碳应用方面的能力有限,这也阻碍了碳捕捉项目的发展。 同济大学的张主任补充说,用于存储捕捉的二氧化碳的设施也不能保证100%安全,特别是在这些气体被存储了20到30年之后。
自安热能研究所的高研究员说,“通过首先在北京投资一个小型的碳捕捉项目,我们的研究人员通过发现和解决遇到的问题,可以在该领域收集到丰富的经验” The world's largest carbon capture project launched by a coal-fired power plant broke ground in July in Shanghai.
After completion, which is scheduled before the end of this year, the project will capture as many as 100,000 tons of carbon dioxide annually.
The carbon capture project has been identified as a significant element in China's effort to reduce its greenhouse gas emissions.
Carbon capture technology, according to experts, will serve two purposes. One is to absorb excess greenhouse gas, and the other is to make it useful in related sectors.
Shanghai Shidongkou Second Power Plant, a subsidiary of Huaneng Power International Inc, is the second carbon capture program developed by its parent company.
The first project is in Beijing. The second project, located on the outskirts of Shanghai, is expected to cost about 150 million yuan ($22 million).
Carbon capture technology is a response to worsening global warming that results mostly from fossil fuel emissions.
The goal is to capture carbon dioxide from large-point sources such as fossil fuel power plants or biomass energy facilities, industries with major carbon dioxide emissions, and from natural gas processing, synthetic fuel plants and fossil fuel-based hydrogen production plants.
A new urgency
Long Weiding, executive deputy director of the New Energy Research Center of Tongjie University, told China Business Weekly that the urgency of climate change demands every nation to speed up carbon capture and storage (CCS) research.
"Currently, almost all the countries are at the very beginning stage of CCS research and development. But it will be a major trend and an effective way to deal with greenhouse gas emissions," Long said.
By 2010, at least 20 coal-fired power plants will apply carbon capture
techniques, and carbon capture technology is expected to go global by 2025. An Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) survey showed that 930 billion tons of carbon dioxide -- equivalent to 45 percent of the world's total emissions in 2050 -- can be captured and stored.
Carbon capture technology can reduce greenhouse gas emissions by 20 percent to 40 percent, according to the survey.
China relies heavily on coal-fired power plants for its energy.
China's three biggest power companies -- Huaneng, Datang and Guodian -- emitted more greenhouse gases than the whole of the United Kingdom last year, according to a Greenpeace report published in late July.
China's top 10 power companies, which provided almost 60 percent of China's total electricity last year, burned 20 percent of China's coal, or 590 million tons, and emitted the equivalent of 1.44 billion tons of carbon dioxide. Gaobeidian project
Huaneng's first carbon capture project, the Huaneng Gaobeidian project in Beijing, started operations before the Beijing Olympics in 2008, and is now capturing 3,000 tons of carbon dioxide every year.
Xu Shiseng, head of Huaneng Power's Shidongkou project, said that the local market can easily absorb the carbon dioxide captured at the Beijing project. The capital city currently has a demand for 60,000 tons annually, Xu said. The Shidongkou project in Shanghai will follow the Gaobeidian model, which plans to sell the captured carbon dioxide for industrial utilizations.
"To start such a program will raise the power plant's costs between 20 percent and 30 percent and lower power production capacity by 8 percent to 10 percent. This is the cost of reducing greenhouse gas emission," Xu said. Gao Shiwang, a researcher with Xi'an Thermal Power Research Institute Co Ltd, said that captured carbon dioxide is mainly used in oil exploitation, food processing and machinery washing and welding.
"Among them, the captured carbon dioxide now is mostly used for food processing," Gao said.
The solid gas or dry ice can be used for cold storage of seafood, for example. Additionally, carbon dioxide is also widely used in soda drinks and beers, he added.
"But compared with oil exploitation, food processing's annual demand for less than 1 million tons across the nation is too small," said Gao.
Oil industry use of the captured carbon dioxide can easily reach several million tons annually, he said.
Gao said the major oil fields of Shengli Oil Field in Shandong province, Liaohe Oil Field of Liaoning province and Daqing Oil Field of Heilongjiang province are all ideal places to use captured carbon dioxide.
"By doing so, they can greatly enhance the oil output," Gao said.
Zhang Maolin, deputy director of the School of Economics and Management at Tongji University, said the Shidongkou program, even with an annual carbon capture target of 100,000 tons, still is at the experimental stage.
"The Shidongkou program focuses on carbon capture, but this is not enough for a CCS project, as a more challenging question is how to store and utilize the captured carbon dioxide," Zhang said.
High costs
Jiang Minhua, a senior official at Huaneng, said the higher cost of carbon capture projects has slowed development of the Shidongkou project.
Jiang said the cost of carbon capture is as much as 200 yuan per ton, and that there will be another 150 yuan in extra costs per ton if the gas is put into commercial use.
China's limited capability in carbon dioxide applications also has slowed development, he said.
Zhang of Tongji University added that there's no guarantee that captured
carbon dioxide storage facilities are 100 percent safe, especially after the gas has been stored for 20 to 30 years.
"By investing in a smaller carbon capture project in Beijing at first, our
researchers can garner plenty of experience in this area through discovering and solving problems that arise," Gao of Zi'an Thermal Power Research said.
英国帮助中国进行碳捕捉
声明:本文版权属于英国卫报,并授权译言用户翻译、阅读。请勿拷贝与转载。 简介
英国能源大臣埃德·米利班德5月3日称,英国在碳捕捉及其储存技术的投资中取得了很多成果,英国将与包括中国在内的发展中国家共享这些成果。
也许共享技术可以帮助英国完成《京都议定书》的承诺,却也能被视为浪费商业机会的行为。
英国能源大臣埃德·米利班德5月3日称,英国在碳捕捉及其储存技术的投资中取得了很多成果,英国将与包括中国在内的发展中国家共享这些成果。
英国在《京都议定书》中承诺,将和不发达国家分享低碳技术(low-carbon technology )以帮助它们降低温室气体的排放,此次姗姗来迟的行动将帮助英 能源和环境变化大臣埃德·米利班德(Ed Miliband)
国完成这一承诺。
不过,也许会有问题产生:免费提供的技术有多少?英国应该尽多少力来利用由之带来的商业机会,并成为该行业的潜在领导者?
“我们可以和中国在诸如碳捕捉及其储存这样的事情上进行更多的合作,在这样的思想指导之下,才有了现在的合作”,米利班德说道。
米利班德还说,在现实中,英国不会放弃成为行业领导者的机会,而且英国也可以在传递知识的过程中获益。
“最终,我们希望能在世界各地看到这项技术,因为许多国家都在用煤(作燃料),(解决问题的)关键就是让煤能成为未来的清洁能源。”
米利班德正在北京访问,试图和中方官员取得一致,今年晚些时候在哥本哈根会召开一些重要的环境变化会议。英国希望中国能主动设置目标,减少经济的能源和碳排放密集度。中国最近超过美国,成为世界上最大的温室气体排放国。
中国官方的中心目标就是财政支持并从发达国家引进清洁煤技术以及其他低碳技术。
中国也在试行自己的解决方案,米利班德在北京参观了世界上唯一商业运营的碳捕捉工厂——华能北京热电厂。
这家工厂由澳大利亚联邦科学与工业研究组织开发,于去年七月启动。尽管规模相对较小,不过该工厂宣称其每年能捕捉3000吨碳,捕获率达到了85%。循环后的碳被用于碳酸饮料以及制作干冰。
“碳捕捉技术在这儿运行成功,那么它在其他煤电厂也能成功”,华能北京热电厂厂长蔡洪旺说道:“我们还可以扩充产能,我们现在正在调研二氧化碳的市场需求。”
如果产量上升,捕获的碳还可以用于提高采收率法采油(enhanced oil
recovery ),或者为长远计而储存到深海中去。英国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。
在中国的其他地方,类似的项目将马上开工。中国在减少煤炭燃烧对环境的影响方面投资很大。中国逾70%的电是煤电,在未来10年,电煤用量预计将翻番。
据中科院称,山西的一家电厂会将捕获的碳用于生产肥料,而陕西的一家电厂则会将捕获的碳注入油田以提取石油。
“将二氧化碳转化为产品更好,不过需求有限”,中科院能源专家及政府智囊肖云汉称:“控制二氧化碳的最后手段是压缩它,不过在此之前,我们要试试其他方法。”
为了加强低碳项目的技术引进和合作,5月4日米利班德出席了英国碳信托有限公司(the Carbon Trust)和中国节能投资公司(the Chinese Development Corporation )设立合资公司的成立仪式,以此来鼓励英国公司进入中国市场。
他还会在北京大学发表演讲,呼吁中国在环境谈判中起到带头作用。“作为一个新兴大国,中国不仅有行动的力量,还有领导的力量;不仅仅是面积大,影响力也要大;中国要带动世界其他国家行动起来”,米利班德说道。
捕捉黄腾的方法
捕捉黄腾的方法
一、 捕捉。
捕捉黄腾鸟大致有三种方法,一是用打笼,二是用网,三是用胶或其它东西粘。其中后两种方法因为手段有点过,无论公鸟母鸟或是小儿雀都捉,不利于有保护地利用野生黄腾种源,这里就不作介绍。我们重点来谈谈用打笼捕捉黄腾。
用打笼捕捉黄腾:
1、打笼:打笼和网上用来捕捉其它鸟的大同小异,也是分两扇天门,三扇地门,中间放媒鸟。好的打笼不但要求笼重量轻,便于野外悬挂,还要求各扇门灵敏度要适中,既不能太灵敏,风一吹就关,也不能黄腾进笼打一圈门还关不下来。另外,好的打笼一般要是双丝,使野生黄腾进笼后打不到媒鸟,野鸟的力量一般比较大,单丝的情况下容易咬伤媒鸟,不是特别好的媒鸟容易落性。
2、媒鸟:媒鸟可选从未打过架的儿雀从小培养一年以上,或是打过硬架的败鸟静养三个月以上。媒鸟要求性好,不容易落,能叫能扇,见到成群的野鸟也不怵,当然如果是打过硬架的将军来当媒鸟也行,只是恶鸟一般不喜欢叫,听到野鸟叫时不是用叫声去引野鸟上笼,而是在笼内不出声,上窜下跳,想出笼去找野鸟决斗,不太利于捕鸟。
媒鸟生得越好,长相越猛恶,越容易捕到好鸟,一般的鸟见到这样的媒鸟是不敢上笼的,最多在笼旁扇一会就吓跑了。
3、雀哨和叫雀:雀哨用于远距离寻找野鸟,叫雀用于中距离吸引野鸟,近距离则靠媒鸟。叫雀要求不高,会不会打架都行,只要到野外喜欢大唱就成。
4、地点的选择:黄腾鸟喜欢在灌木丛生的山丘、竹林附近、村寨旁边生存,大山里也有,但比较难找。打笼的挂放位置一般不益高,要方便观察,也要方便野鸟上笼。
5、禁忌:不在4、5、6月份捕鸟,因为此时是黄腾的繁殖和育儿季节。一般也不在冬季捕鸟,这个季节捕来的鸟成活率不高。
二、上食
捕到鸟后最关健的一步就是上食。上食要有耐心。野鸟进笼后过于惊恐,不会立即觅食,上食可以从进笼后二个小时开始。找一
根草棍,先沾点清水,再沾上事先准备的粉料(粉料的配制以后在谈饲养时再细说),粉料中可以适当地加一点葡萄糖粉,对准野鸟的嘴塞过去,野鸟一般会防卫性地张嘴来咬,这样它的嘴上、口中就会沾上粉料,重复多次野鸟一般就会开始吃草棍上的食,对于老不吃的或是在笼内乱窜不易用草棍喂的,可趁它跳到笼边时用手轻轻按住它的脚,注意,一定要轻,否则容易按成残疾,它就会一边大叫一边来咬你的手,这时再用草棍喂食就容易得多了。野鸟会主动吃草棍上的食后就成功了一半,这时你只要趁它饥饿寻食时用草棍上的食把它引到食杯中去吃,几次以后野鸟就会自己到食杯中去吃了。我们二到三人出去捕鸟,一人捕时另外的就在给鸟儿带食,下山时捕到的黄腾一般都已经会到食杯中去主动吃食了。
二、 换肚子
带食只是养活黄腾的第一步,比较关健的下一步就是换肚子。 黄腾在野外吃的是草籽和昆虫,进笼后要换成粉料,这就有一个适应过程,我们把这个过程叫做换肚子,大约要三天时间。这段时间要多注意观察,看鸟儿的粪便是否正常。粉料要素一点,不能用正常饲养的好料。对排便不正常的,可在其饮水中加点红糖,还不正常则加点抗菌止泄药,我常用谢霆锋。如遇变天,野鸟还松毛时可用灯烤。如此照料三天之后,野鸟基本上适应了笼内的食水,可以转入正常管理,粉料也可以喂好一点,也可以给鸟儿首次洗澡。洗澡时由于鸟儿掉膘,洗后一定要在太阳下晒干。
按以上方法,我们捕来的黄腾鸟基本上都能成活,很少有死的。
本文转自羽人网