碳铺集技术日益升温争论也趋白热化
碳铺集技术日益升温争论也趋白热化
中国化工报
人类活动排放的二氧化碳主要源自化石燃料的燃烧。由于二氧化碳具有保温作用，是导致温室效应的罪魁祸首。因此，减碳已经成为当今世界最热门的研究领域。
在诸多减碳技术中，最受瞩目的莫过于CCUS，即二氧化碳捕集、利用和封存技术。该技术具体是将二氧化碳从工业或相关能源产业的排放源中通过吸收、捕集等方式分离出来，或者输送到一定地方储存，或者使用所获得的二氧化碳作为原材料进行再生产。该技术2001年在瑞典诞生，随后美、日、欧等发达国家和地区都将其作为重点研究领域，投入大量的研究经费。
我国是世界上二氧化碳排放第一大国，每年大约排放60多亿吨，占世界排放量的21%以上。
我国的碳捕集从2006年起步。该年，清华大学、华东理工大学、中科院地质所、华能集团等十几家单位联合承担国家“863”重点项目——二氧化碳的捕集与封存技术。2007年6月，我国科技部联合14个部门共同发布了《中国应对气候变化科技专项行动》，碳捕集与封存技术被列为专项行动的重点任务之一。2008年开始，中国陆续建成了4个二氧化碳捕集示范项目，分别是2008年7月16日投产的华能集团北京热电厂捕集项目，捕集规模3000吨/年；2009年12月30日投产的华能上海石洞口第二电厂捕集规模10万吨/年；2010年1月20日投产的中电投重庆合川双槐电厂，捕集规模1万吨/年。同样是二氧化碳排放大户的煤化工企业也建成了一个捕集封存项目，即神华集团于今年2月建成的10万吨/年二氧化碳捕集封存示范项目。同时，越来越多的企业也参与到该技术的工业化试验中。
就在国内碳捕集技术持续升温的时候，关于中国该不该利用这项技术的争论也日渐白热化。
碳捕集是快速减排手段吗
中国科学院工程物理研究所副研究员高林：碳捕集技术是快速减排手段
中国政府在“十二五”规划中进一步明确了能源战略和减排的基本思路，设定了到2020年碳排放强度比2005年水平下降40%～45%和“十二五”期间碳排放强度降低17%的减排目标。而中国要实现减排目标面临很大的困难，因为包括煤炭在内的化石燃料在未来几十年之内占据我国能源主体地位的现状不会改变，这就意味着，我们必须要为这些燃料产生的二氧化碳寻找出路，那么对火力发电厂、钢铁厂、水泥厂、炼油厂、合成氨厂等二氧化碳的排放大户来说，实施碳捕集就是快速减排最具希望的技术。
亚洲发展银行气候变化与碳市场顾问吕学都：碳捕集技术得不偿失
碳捕集成本高、效率低，绝不是减排的最有效手段。对于中国这样一个能耗大国而言，根本还是要提高能源利用率。企业在没提高能源利用率之前，不要轻易尝试碳捕集。二氧化碳收集、压缩、运输，这系列过程是需要消耗巨大的能量的。假如本来的能源利用率就不高，再加上装这套体系还要额外耗费能耗，就等于需要排放更多的二氧化碳来达到收集二氧化碳的目的，完全是得不偿失。
国家化工行业生产力促进中心总工程师方德巍：发电和化工融合才能有效减排
国内传统的火力发电厂，煤燃烧发电的利用率仅为33%，这是很低的能效。如果采取碳捕集技术回收二氧化碳，又要损失近20%的能量，所以说碳捕获是绝对不可行的。鉴于上述原因，提高现有化学燃料利用过程中的能效才是重点。
转方式调结构就是产业结构、产品结构、技术结构都要随着新的发展去调整，这是真正的科学发展观。发电厂只要电，不要物质，二氧化碳想排就排；而化工企业只要物质不要电，这样能量也不收回。电厂和化工厂都没有将能量和物质进行充分利用，要打破过去的行业割据，协同作战才能达到能量和物质的高效利用。
新型煤气化为核心的多联产技术（煤基多联产）就是以煤、渣油或石油焦为原料，经气化后成为合成气，净化以后可用于实现电力、化工、热、气的联产，即在发电的同时，联产包括液体燃料在内的多种高附加值的化工产品、城市煤气等。随着越来越严格的环保规定,煤气化多联产在经济上的优势将会越来越显著，是我国高效协同利用煤的重要战略方向。
怎样算碳捕集的成本账
亚太环境清洁发展合作组织理事张御群：技术不难产业链成熟
目前，中国的碳捕集技术已经和国际处于同步。2009年美国能源部长朱棣文看到华能北京热电厂碳捕集项目后，表示中国在这方面的技术水平已居于世界前列。
国内碳捕集技术主要采用化学吸收法对煤炭燃烧后排放的二氧化碳进行捕集，这也是目前国际上碳捕集项目普遍采用的办法。这一技术并没太大的难度，即对煤炭燃烧后排放的烟气进行脱硝、除尘、脱硫的基础上，采用胺溶剂实现脱碳。现有技术能够捕获到一个拟捕获工厂排放的85%～95%的二氧化碳。北京热电厂碳捕集项目已经能制作出纯度为99.99%的食品级二氧化碳。
北京热电厂某工作人员：运营成本与收益基本持平
北京热电厂二氧化碳捕集示范项目，仅在两个锅炉上安装了碳捕集装置，年回收二氧化碳3000吨，仅占全厂二氧化碳排放的2%，总投资达2400万元。每年该项目的运营成本需要100多万元，每吨食品级二氧化碳的售价约600元，收益也是100多万元，可以说运营成本与收益基本持平。
北京大学清洁能源研究院院长张东晓：比太阳能发电便宜
关于经济账的问题，我觉得应该这样考虑：第一，要计算整个碳捕集、利用和封存项目的生命周期；第二，要测算现阶段各种低碳技术的综合成本，选择比较而言综合成本最低的方案，而不应过分强调单个环节的成本或效益。
比如说，目前利用太阳能发电虽然清洁，前景也被看好，但其产品的生产过程却是高能耗的，综合成本比碳捕集更高。
按照现有技术，捕集二氧化碳需要大约25%的额外燃料和购置额外的设备，这将增加30%～40%的发电成本。用130%～140%的燃煤发电成本与目前是煤电成本300%的太阳能发电成本相比，哪项技术的综合成本更低呢？答案是不言而喻的。当然，我不是说我们应放弃太阳能技术。相反，我们应加大科研力度，发展出真正高效的、环保的可替代能源技术，但这需要时间。
亚洲发展银行气候变化与碳市场顾问吕学都：目前成本高难以商用
考察技术的成熟度不仅仅是看这项技术是否能够使用，而是这一技术是否已经适宜商用。单从技术来看已经没有什么大的障碍和瓶颈，但是从商业化和产业化来看，成本效益是一个很大的问题。目前技术成本还很高昂。配套碳捕获装置的电厂投资要比没有进行碳捕获配套装置的电厂增加1～2倍，电价成本增加20%～30%。
国家发改委能源研究所CDM项目管理中心副研究员冯升波：中国承担不起巨额成本
把排出去的二氧化碳抓回来，让它不要散布在大气中，看似简单的过程，但每吨需要50～60美元的成本。我国二氧化碳年排放量已占世界第一，人均也已超过平均值，假若实施捕集封存，需要投入的资金十分巨大。以2006年计，我国燃煤电厂排放的二氧化碳约为20亿吨，假若捕集就要花费800亿～1000亿美元，相当于7000亿元人民币。而这样的巨额资金，对于中国这样的发展中国家，着实承担不起。即使在发达国家，绝大多数碳捕集项目也处于实验、摸索的阶段。
华能西安热工研究院二氧化碳控制与减排研究所所长黄斌：谁来长期承担高昂成本
以30万千瓦规模的电站，一年捕集100万吨二氧化碳为例，以往的电站投资大致在每千瓦4000元，一旦加上碳捕集装置，其成本将变成每千瓦8000～10000元。这意味着30万千瓦的电站要增加1倍以上的投资，达12亿元之巨。
那么效益如何呢？目前火电厂发1千瓦时电大约排放1千克二氧化碳，但是要对其进行捕捉，其中要耗费大量的能源、蒸汽和电，这样发1千瓦时电要增加30%的能耗，电价成本要提高20%～30%。谁来承担多出来的这部分成本，而且要长期承担？
华能集团清洁能源技术研究院院长许世森：只考虑成本目光短浅
碳捕集作为一种潜在的、可供选择的低碳技术，是中国必须储备的一项战略技术。现在做碳捕集项目的确需要付出高成本代价，但是如果我们今天不付出一定经济代价的话，以后可能要付出更大的代价。就像20多年前电厂脱硫，中国电力行业无法判断电厂是否应该搞脱硫装置，后来当脱硫装置成为世界公认规则之时，发现自己的水平却不行，我国巨大的脱硫商机拱手让给了国外。现在，我们无法判断未来是否会大规模进行二氧化碳捕集和封存，但是有这种可能性，所以，我们现在就得储备这种技术。
碳封存是否有安全隐患
中国科学院武汉岩土力学研究所教授李小春：理论上封存具备安全性
只要封存场地选择恰当，操作规范，监控严密及应急措施具备的情况下，大规模二氧化碳封存的安全性是可以得到保证的。当然，大规模二氧化碳封存比上述工程具有更大的规模、更长的时间尺度、特有的灾害发生机理与过程，需要进行深入系统的研究。
北京大学清洁能源研究院院长张东晓：安全风险可以规避
地下有很多天然的二氧化碳气田，二氧化碳存在于地层的时间超过百万年。也就是说只要选址正确，地下空间是可以用来封存二氧化碳的。即使发生泄漏也会是一个相当缓慢的过程，我们完全有时间采取措施来防止和规避这种逸出的风险。地层有多个储层和盖岩，这种多层储盖结构就像一栋百层的大厦，二氧化碳想从一楼跑到一百楼的顶层并不容易，而我们要做的，就是把楼梯口这样的快速通道也封死。二氧化碳的地质封存工程要经过地质勘察、测量、工程测试和模拟等各种严格的程序论证，就像修水库一样，是可以通过恰当的科学技术和合理的政策法规来评估和规避风险的。
华北电力大学能源与动力工程学院教授周少祥：封存会导致严重的安全隐患
因为二氧化碳在常温常压下处于非常稳定的气态，要高密度地储存就必须将其转化为液态，就需要进行压缩并冷却，且不说消耗巨大的能量，还会导致严重的安全隐患。尽管二氧化碳本身是无毒无味的，但是一旦因为某种原因使二氧化碳扩散出来，必然会造成附近很大区域范围内的大气缺氧，对该区域范围民众的生命财产将是一种严重的威胁，同时可能造成严重的生态灾难。
火电厂之所以采用烟囱对其燃烧产物进行高空排放，是为了污染物的有效扩散，以减小对地面居民生活的直接影响，而捕集压缩后的二氧化碳只能储存在地下，一旦扩散，没有向高空的快速扩散条件，其潜在的威胁之大是显而易见的。大规模技术减排要处理的二氧化碳的体积非常大，二氧化碳气体又具有很强的沿地面的扩散能力，从战略角度讲，这种扩散能力很可能使二氧化碳的储存点成为战争时期敌方攻击的目标。所以我认为大规模储存二氧化碳的战略危险非常巨大。
碳捕集最终目的是什么
中国工程院院士倪维斗：碳利用应放在首位
如果单纯考虑碳捕集后封存，不会产生任何的经济效益，反而由于增加了监测、运行等成本，无论是对于政府还是企业，都难以长期负担这部分成本。如果从二氧化碳的利用入手，使电厂或其他碳源捕集的二氧化碳能够产生经济效益，则可以相对容易地延伸碳捕集的产业链，对于政府和企业来讲更易于实施，使得碳捕集的可行性更强。因此，要想推广碳捕集就得将碳利用放在首位。
中国石油大学二氧化碳实验室主任彭勃：二氧化碳驱油最现实可行
碳捕集要想大规模推广，目前最现实可行的办法是用于油田驱油。3吨二氧化碳可以驱出1吨油。利用二氧化碳提高石油采收率，可获得较好的回报，是目前碳捕集推广最现实可行的第一步。一般油田的实际采集量只能达到勘探量的一半，还会有大量的石油夹杂在岩层之中，油田勘探公司会把水蒸气灌入地下，“挤”出那里面的石油。而二氧化碳驱油技术可以取代水，且还能让40%的二氧化碳代替藏在岩层里的石油留在缝儿里，起到了部分碳封存的效果。既减排了二氧化碳，也能多产石油。
二氧化碳驱油技术在美国已经运用了20多年，近几年国内油田也开始研究这项技术。如中原油田濮城一废弃油藏就通过试验二氧化碳驱油再获新生。该油藏已连续14年综合含水达到98%以上，用水驱油已无经济价值。2008年6月开始进行二氧化碳驱油试验，井组日产油从0.6吨上升至15.9吨。截至去年3月，累计注入二氧化碳1.23万吨，累计增油3272.7吨，预计实施二氧化碳驱油后井组采收率可提高7.9%。
华能集团清洁能源技术研究院院长许世森：碳利用就是减排
应该这样想，假如不在工厂安装碳捕集装置，那么工业生产中需求的二氧化碳从何而来？可乐、啤酒大家还是要喝的呀！它是不是要通过别的方式例如烧天然气或者利用其他燃料专门来制造二氧化碳？其实我们等于是循环利用了一部分二氧化碳，肯定对于整个总量来说是起到了减排效果。二氧化碳在大气层里是很少的，只占了1%都不到。假如不捕集，就得费劲去生产，安装碳捕集是变废为宝。
绿色煤电有限公司研发工程师刘宇：鼓励扩大碳需求量
目前利用量太小。二氧化碳的工业用途非常广泛，但用量却并不大。中国目前二氧化碳的年消费能力是200万～250万吨，而一个几十万千瓦的燃煤电厂1年所能捕集的二氧化碳的量差不多也是100万～200万吨。换句话说，一个电厂的捕集量，就能与全国的消费量持平。整个长三角地区，每年对二氧化碳的利用量也仅15万吨，仅上海石洞口电厂每年所捕获的10万吨二氧化碳就已经满足这个中国最发达地区消费总量的2/3。那么，越来越多的被捕集的二氧化碳，应该怎么办？所以，应该鼓励扩大碳需求量。市场会刺激碳的开发利用。
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