为什么要从碳捕集与封存转向碳捕集与利用?

2015-6-4 17:14 来源: Captureready

碳捕集与封存作为一个理论模型看上去似乎能提供很多东西。首先,这能允许人类继续无拘束地燃烧化石燃料,同时又能通过“移除”大气中的二氧化碳排放来“拯救”气候,后者也是碳捕集与封存被频繁与气候变化同时提及的原因。这听上去似乎很有前景,但还没那么快。实际上,现代生活的几乎方方面面都在某种程度上受到经济的影响(“经济人”)。

这就是碳捕集与封存(如在地下储层)中问题的关键所在。当碳捕集与封存在合适的地质条件下确定具有技术可行性时,其成本仍然过高而不具有经济可行性。一个恰当的例子是美国密西西比州Liberty示范项目即肯珀县项目,这也是美国最大的碳捕集与封存装置。

据美国能源部称,肯珀县项目利用“最新的排放控制以高效且环境友好的方式燃烧煤炭发电”,但似乎遭受到了重大的财政打击。据《电力》杂志报道,与最初预计的22亿美元成本相比,目前的总成本已达到这一数字的三倍,超过60亿美元。能源分析师Chris Nelder阐明了碳捕集与封存的成本如此之高的原因,指出“捕集、提纯(如果需要出售二氧化碳)、液化、运输和封存二氧化碳需要大量的设备。”从中得出的结论很明确,没有政府的支持尤其是适当的公共资金支持,在一个需要适当地处理气候变化问题的时间范围内,碳捕集与封存在商业化规模将不具有可行性。

国际能源署发布的报告指出,从2005年到目前为止,全球累积对大规模碳捕集与封存项目的总投资达到120亿美元。然而,经合组织政府可用的支持大型项目的220亿美元中大部分——国际能源署强调——“还没花掉”。

显然,全球各国政府需要做更多的工作来表现对碳捕集与封存技术的真正支持,至少要以保护气候的名义对这些项目投入与私人资本相当的资金,因为研究显示,至少到2050年,化石燃料都不会凭空消失在全球能源结构中。因此,人类的足智多谋将不得不再次用来解决我们对化石燃料的依赖带来的负面影响。另外,正是这种足智多谋将导致可再生能源资源在全球的进一步合理及迅速的扩张。但公共投资的增加无疑是很有帮助的,如果不制定碳价等政策激励形式的新法规,给大型碳捕集与封存项目分配额外的公共资金将不足够。

另一个从“肯珀县碳捕集与封存”案例中得出的间接经验是,碳捕集与封存项目需要一个商业化驱动力,也就是说二氧化碳必须成为一种具有市场价值的商品来先捕集再封存,而不只是“废气排放”的一部分。在这一背景下的典型例子是,石油行业利用二氧化碳来“强化驱油”(EOR)。逻辑上,地质封存及/或管道运输的二氧化碳必须要很接近可能从中获益提高石油产量的油田。这种情景的另一假定条件是具有开发完善的现有陆地油气运输设施将二氧化碳运输至封存点。这无疑指向了美国海湾地区眼线的主要页岩油产地。

不出意料,国际能源署的报告阐述了这一点:“美国正引领者碳捕集的推广,主要原因是利用二氧化碳强化驱油的需求。正在运营中的13项目中的7个,以及正在建设中的22个项目中的7个都位于美国。”很大程度上是因为美国这些流行的商业利益明显比全球对于碳捕集与封存推广的私人投资更大。以美国为例,碳捕集与封存可能已经准备好成为油气基础设施的固定装置,因为其为石油生产提供了宝贵的“原料”。

目前,这一实例存在的问题是,可以利用二氧化碳注入驱油的油田很少位于燃煤电厂附近,而且美国的模式很难在全球范围内复制。以严格的气候视角来看,在利用化石燃料生产可负担电力的地方,特别是发展中国家,尽可能地从大气中移除二氧化碳是必要的。

因此,为了让碳捕集与封存在全球实现商业化规模应用,首要重点是提高其经济可行性,同时重点着眼于“碳利用”,而不是“简单”地进行经济效率低下的二氧化碳地质封存。

加拿大彭比纳研究所的邓肯·凯尼恩写了一篇很有趣的关于碳捕集与利用(CCU)技术的文章。他的推理很简单:“可以通过利用捕集到的二氧化来提高碳捕集的经济效益。碳利用过程将二氧化碳转化为一种新产品或利用改良工艺使用二氧化碳来产生收入,并在某些情况下降低总体碳排放。强化驱油等一些利用技术已经具有商业可行性。其他包括二氧化碳转化成燃料、水泥和化学物质的技术也处在不同的发展阶段。”

毫无疑问,大多数仍在研究中的碳利用技术需要大量额外的研发投资,已在最合适的时机解决多种技术挑战。与此同时,政府应该毫不犹豫地资助已经可行的碳捕集与利用技术——比如强化驱油——以向公众展示政府对该技术有信心,而且一旦该技术在全球范围得到应用,将对全球气候产生影响。“一顺百顺”,意味着碳捕集与利用在某些可行的应用领域获得的成功将吸引更多对碳捕集与封存的投资,反过来将导致碳捕集与封存/利用的进一步推广。就像邓肯·凯尼恩所阐释的,这是至关重要的:“如果碳捕集与利用技术要产生经济效益和环境意义,就必须能够及时地利用大量的二氧化碳。”(领先财纳编译)

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