朱倍贺:2015年碳捕捉有望全面商业化
“Clean Power Today(清洁电力始于今日)!”无论在阿尔斯通的巴黎总部,还是位于瑞士巴登的阿尔斯通电力总部,这一标语随处可见。
的确,当今能源市场面临两大挑战:一是要保证能源供应可靠且价格合理;二是促进其向低碳、高效、环保的能源供应系统快速转化。
在阿尔斯通电力全球总裁朱倍贺(Philippe Joubert)看来,对于任何经济体,其关键且必要条件便是使发电来源多元化,而均衡能源组合是可靠能源供应并降低二氧化碳排放的解决方案之一。
于1986年加盟阿尔斯通的朱倍贺,自2000年进入阿尔斯通集团执行委员会并被任命为阿尔斯通总部输配电的总裁,便与电力结缘。
自2009年3月19日起,随着所有电力相关业务整合为一个新的实体,朱倍贺被任命为新成立的阿尔斯通电力业务的总裁。
在朱倍贺看来,过去几年全球能源市场发生了深刻变化,一方面是电力需求的急剧增长。
2000到2006年间,全球电力需求增长近1/4,其中大约75%来自非经合组织国家。总体而言,2000到2006年,世界电力需求年均增长3.6%。电力需求的增长,使得燃煤发电市场持续坚挺。中国和印度新安装设施、欧洲和北美地区老化设备的更换也极大促进了燃煤发电市场的发展。
按照国际能源署的参照情景预测,自2006到2015年,世界电力需求年增长率将达到3.2%,而从2015年起至2030年,年增长率将放缓至平均2%。其中绝大多数电力需求增长出现在非经合组织地区(预计需求年增长率为3.8%)。
另一方面,全球变暖敦促人们寻找新型脱碳发电方案。
朱倍贺认为, 技术组合将在未来发挥重要作用,“没有哪种单一的发电形式能够同时应对这样的双重挑战:既要保证可靠且价格合理的能源供应,又要实现向低碳能源供应系统的快速转变。”朱倍贺强调。
朱倍贺率领的阿尔斯通电力团队针对二氧化碳而定的战略有三项内容:一是提倡使用可再生资源,诸如水电、风电、能源管理等;二是开发先进技术,提高现有燃煤电厂的发电效率;三是致力于碳捕捉与封存(CCS)技术。
生物质助提能效
《21世纪》:阿尔斯通电力团队针对二氧化碳的三个战略中,第二项战略是提高燃煤发电效率,这一目标如何实现?
朱倍贺:在提高现有燃煤电厂发电效率方面,阿尔斯通有一个减少二氧化碳排放的技术,也是未来的发展趋势之一,就是在现有的燃煤电厂中加入10%-20%的生物质,就可以提高发电效率。
提高效率意味着降低生产每兆瓦电力所使用的燃料,同时减少二氧化碳排放。我们提出的清洁电力的一个关键问题就是使现有电厂变得清洁。
《21世纪》:这项技术能减少多少的二氧化碳排放量?
朱倍贺:阿尔斯通首先关注的是如何能够使用现有的成熟技术,改造已有的装机并提高其效率,从而在如今的化石燃料电厂中生产出更清洁的能源。包括燃料转换、生物质混烧、锅炉和蒸汽机改造等在内的解决方案,可将二氧化碳排放量减少5%-30%,如果从使用煤变成使用天然气,并提高效率,甚至可以高达60%到80%。
全球首例项目:每年捕碳十万吨
《21世纪》:阿尔斯通是二氧化碳捕捉与封存技术的领先者,请介绍一下这项技术的情况。
朱倍贺:目前共有三种二氧化碳捕捉技术:燃烧前捕捉、燃烧后捕捉和富氧燃烧。我们投入了大量的研发力量,现阶段我们专注于两种捕捉与封存技术:燃烧后捕捉和富氧燃烧技术。相比较于整体煤气化联合循环发电(IGCC),燃烧后捕捉和富氧燃烧技术既适用于新建电厂,也可用于现有的已建电厂改造。这两种技术非常重要。
《21世纪》:这两种技术的基本原理是怎样的?
朱倍贺:富氧燃烧是使用纯净的氧气而不是空气燃烧燃料。该技术可以通过二氧化碳烟气再循环进行控制。富氧燃烧产生的烟气主要由水和二氧化碳组成,而通过水分离,可以在后端轻松捕捉二氧化碳。此技术面临的主要挑战是制氧成本。
燃烧后捕捉是使用溶剂在反应塔里捕捉烟气中的二氧化碳,最广泛使用的燃烧后捕捉溶剂是胺类,胺类捕捉面临的主要挑战是能源成本问题:这是由于在再生阶段,要分离胺类溶剂和二氧化碳需要大量热量,因此导致电厂产出降低了20%到25%。在进行胺类燃烧后解决方案的同时,阿尔斯通还在开发一个使用冷氨技术的系统,该系统可以显著降低与碳捕捉相关的能源成本。
《21世纪》:据我所知,德国黑泵电厂(Schwarze Pumpe)的试验装置采用了富氧燃烧技术。
朱倍贺:的确如此。该电厂配备了用于演示完整的富氧燃烧流程所需的全部组件。富氧燃烧技术是使用氧气而不是空气燃烧燃料,从而产生容易捕捉的高浓度二氧化碳。
富氧燃烧和燃烧后捕捉这两种技术的独特优势在于它们既能用于新建的燃煤电厂,也适用于改造现有的燃煤电厂,这对于发展中国家,特别是中国的现有电厂的升级改造具有重要意义。
与此同时,中国目前正处于大规模新建电厂的高峰期,对此,阿尔斯通提出了电厂规划的新理念[综述 图片 论坛],即应当给二氧化碳捕捉系统设备预留出一定面积的土地。
《21世纪》:您提到电厂要预留碳捕捉与封存设备空间,这方面有成功的案例吗?
朱倍贺:阿尔斯通与封存技术的领先企业斯伦贝谢公司签订了合作协议,共同为电厂开展碳捕捉与封存预留研究。该研究还将包括对火电厂(燃气或燃煤)潜在的二氧化碳封存地点,以及未来对二氧化碳运输与封存所需的投资进行评估。该服务旨在促使电厂今后向碳捕捉与封存的转变,确保获得环境许可,同时对装备碳捕捉与封存的时间及相关成本进行优化。
现阶段我们已在全球范围内建立了一系列碳捕捉与封存技术的示范项目。我们是目前唯一一家公司与美国电力公司(AEP)合作在Mountaineer电厂共同正式启用了全球首个燃煤电厂二氧化碳捕捉与封存项目,每年将至少捕捉十万吨二氧化碳。
目前我们在美国、加拿大,以及波兰、瑞典、挪威等欧洲国家与合作伙伴建有碳捕捉与封存试验工厂,比如欧洲和美国的四个采用富氧燃烧技术的试验项目,美国和欧洲的五个基于冷却氨工艺的燃烧后捕捉技术试验项目等,以及多项公共研究项目与合作。
碳捕捉成本与风力发电持平
《21世纪》:碳捕捉与封存技术预计何时可以大规模地应用?
朱倍贺:碳捕捉与封存技术的发展是在按部就班地分阶段进行的,我们将在2015年实现全面商业化,现在已经进入为实现全面商业化的最后准备阶段。
《21世纪》:目前这项技术是否在中国有试验项目?阿尔斯通是否与中国相关方面进行合作?
朱倍贺:阿尔斯通非常重视中国市场。中国政府对此也非常感兴趣。阿尔斯通现在已经在与中国的相关政府机构、高校、潜在的客户和合作伙伴进行接触,来共同寻找解决方案,发展中国碳捕捉的市场。
《21世纪》:您对此技术在中国市场的发展前景有何想法?
朱倍贺:首先,在现有的环境条件下,中国(在这一领域)已经取得了很大的进展,并积极致力于减排工作。对于一个以燃煤发电为主的国家,碳捕捉与封存技术能够起到大幅度地减排二氧化碳、大幅提高发电效率的效果。我相信中国会成为碳捕捉与封存技术的主要市场之一。
现阶段,阿尔斯通已经在与中国的相关高校进行合作,在武汉我们拥有自己的锅炉企业,并积极支持各项相关研究和合作。
《21世纪》:据悉这项技术的费用非常之高,是否会因此阻碍商业化的进程?
朱倍贺:关于成本,开始的时候这项技术所需的成本的确很高。但在我们的业务中,技术成本下降得非常快,主要是由于它的量,还有生产的技术成熟。在中国、印度、欧洲等国家和市场,随着技术的发展,成本下降的过程会很快。我不认为这会是一个问题。
和其他能源形式相比,这种为传统燃煤行业所实现的二氧化碳捕获与封存技术,所产生的成本费用基本上来讲跟风力发电是持平的。
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