CCS：迈向低碳时代的加速器
近年来全球二氧化碳的排放量成倍增加，据统计，目前每年有300多亿吨二氧化碳排放到大气层中，其中约有40%来自发电厂，23%来自运输行业，22%来自水泥厂、钢厂和炼油厂。各国对二氧化碳的处理却相对滞后，专家预言，如果继续照此下去不予治理，那么人类将会为自己的行为付出惨重代价。于是，二氧化碳的捕获与封存技术（CCS）被提上国际日程。
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 将捕获的二氧化碳通过Sleipner油气田平台的高压管道注入海床1公里下的沙石层之中，让二氧化碳被Utsira盐湖所吸收。 |
 Sleipner二氧化碳捕获与封存项目示意图。把天然气中4％至9.5%的二氧化碳分离出来，再注射到地下封存。 |
从1996年开始，挪威国家石油公司已成功在北海斯莱帕油田捕集和封存了超过1000万吨的二氧化碳。由此，可从该国持续13年的示范项目来预测二氧化碳的捕获与封存技术的未来。
不久前在挪威卑尔根市召开的“国际气候变化和技术高层会议”上，挪威首相延斯·斯托尔滕贝格说，挪威希望全世界目标一致，与工业时代之前的水平相比，将全球平均气温升高控制在2摄氏度内。为达此目标，到2050年全球温室气体排放必须减少50%至85%。然而，实际上包括煤炭在内的化石燃料仍将在未来几十年里被使用，因此，二氧化碳捕获和封存技术（CCS）对于实现全球温室气体减排至关重要。
CCS是把双刃剑？
CCS是一项用来从燃煤和燃气发电站和排放密集产业捕获和封存二氧化碳的技术。根据联合国政府间气候变化委员会(IPCC)的调查，该技术的应用能够将全球二氧化碳的排放量减少20%至40%，这将对气候变化产生积极的影响。
现有的CCS技术能将燃烧煤或石油等化石能源时捕获到的二氧化碳埋存到地球的表层，这个举动着实有些令人担忧，毕竟二氧化碳是一种气体，能否那么听话，万一四下乱跑、到处逃逸，那可仍旧是个“祸害”。因此，一直以来，全世界对是否采取此项技术的态度莫衷一是。
由于担心封存于地下的二氧化碳会出现泄漏，或者对海洋和陆地生态造成威胁，目前国外的一些实验项目经常会受到公众和环保人士的抵制。
就CCS的技术风险而言，人们的担忧主要集中在两点：一是捕获时的高投入和高能耗。环保组织地球之友的《碳捕捉技术无法令炭变洁净》报告指出：每捕获1吨二氧化碳的成本大约70美元，最多能够捕获90%的二氧化碳排放量。此外，还需要消耗很多能源完成去碳工作，也就是说，需要再多消耗25%的煤炭才能将原先产生的二氧化碳去除。
而国际能源署能源技术合作部主任安东尼·福鲁格曾说，CCS理论上可以将火电厂产生90%以上的二氧化碳捕捉起来，因此可使2050年全球实现减排量20%至28%，总量达100亿吨。如果不用CCS，而依靠可再生能源来实现这一减排目标，则需要多花费70%的经费。也就是说，发展可再生能源来满足剩下的减排目标会更加昂贵。
二是埋存二氧化碳的安全性。福鲁格主任说，目前全世界已勘探出的埋存地点有很多，关键是防泄露。二氧化碳必须依靠地层的压力维持液体状态，否则就会挥发到空气当中。
据挪威国家石油公司高级顾问卡斯塔德介绍，1996年开始投入使用的斯普林特钻井CCS示范项目每年捕获及储存的二氧化碳高达100万吨，目前没有出现任何泄露和地质及海洋生物破坏迹象。另外，IPCC的报告称，二氧化碳可以在地下安全地储存上百万年，每1000年的泄漏率不到1%。
在很多环保组织看来，即使CCS被证明很安全，也不应推广，因为CCS本质上仍然是一个过渡性解决方案，不但会给化石能源工业找到新的借口继续扩大规模，而且还会消减本应用于发展可再生能源的宝贵经费。对此质疑，《联合国气候变化公约》（UNFCCC）秘书长约夫·德波尔回答说，他本人从来没有见过任何一份减排方案不需要借助CCS和核电的帮助，所以他支持CCS。
第一个吃螃蟹者
那么，CCS究竟是为地球降温的利器，还是潜伏的暗器呢？
有人说CCS是挪威发明的，也有人说老早在美国就有应用。现在谁先谁后已不重要，因为在实践中挪威人已走得最远，可以用实例说明一些问题。
在卑尔根市，斯托尔滕贝格首相向记者介绍说，挪威在二氧化碳地质储存方面已有13年的经验。北海的Sleipner油气田从天然气里分离出二氧化碳，储存在海底。现在每天分离并储存的二氧化碳达2800吨。迄今累计减少排放1000万吨。研究表明，储存的二氧化碳没有异常活动，也没有泄漏迹象。挪威还建有世界第一个装有CCS装置的液化天然气厂。从2008年4月开始收集的二氧化碳埋存于巴伦支海的Snohvit油气田。挪威还将在蒙哥斯塔德（Mongstad）建设接近零排放的天然气发电规模化示范项目，将分两期进行，预计2014年投入运行。挪威政府将为整个项目的建设提供35亿欧元的支持，并提供5亿欧元的研发资金。
1996年，挪威政府将斯莱普尼肯尔气田地区作为存碳区，他们在距离斯莱普尼肯尔A平台几百米远处建立了一个收集工厂，这个足球场大小的设备由 4根混凝土圆柱支撑，放置在常有风浪的北海海平面30米之上。二氧化碳通过高压管道被注入海床1公里下的沙石层之中，又被一个长700公里，宽70公里至 80公里，含多孔砂岩层的Utsira盐湖所吸收。其上方覆盖着数百米不透气的细泥岩，二氧化碳在岩层中形成化合物晶体后便能自然沉降。至今过去13年，相关技术专家称，已证明了此项技术的安全性。
挪威技术专家说：“我们会对这些存放地点进行监控，如果因为岩层的问题发生了泄漏，说明这个地点不适合存放，因此会将二氧化碳抽出来。同样，二氧化碳在岩层中存放的时间越久，就越稳定，最后会和岩层结合在一起，如果10年没发生问题，100年以上就不会发生问题。”
目前，世界上有很多的CCS项目正在运行中，除了在挪威的项目，还有阿尔及利亚的In Salah项目和加拿大Weyburn项目。这些项目有些将二氧化碳注入海底或地下，有些注入油田，以提高油田的采收率。
在2008年召开的北海道八国峰会上，各国能源部部长们一致建议发达国家尽快建设20座大型CCS示范项目，向全世界展示CCS的潜力和安全性。从欧洲各国能源企业制定的时间表来看，在2015年前，在欧洲至少建立10个大型CCS示范工程的目标并不是纸上谈兵。欧洲各国已经付诸行动，并且在加速赛跑，要在CCS项目上争当第一。
高昂成本谁来买单
与传统发电技术相比，所有用于大型发电厂分离高浓度二氧化碳的现有技术都要求大量增加设备以及消耗能源。这样其发电的基本成本会更高，发电效率更低。正如多米诺骨牌效应，高昂的成本会影响到电价上涨，甚至导致社会经济波动，不仅如此，建设运输管道，将二氧化碳注入地下的设备等每一处都需要钱。如果投入和产出不成正比，哪个企业会笑纳CCS呢？
如何保证每一座新建的发电厂或每一座已经存在的旧发电厂都能够安装这些二氧化碳捕集设备？那么，资金投入是一个巨大问题，该由谁来买单？
在此次研讨会上，来自各国政府的代表达成共识，由于CCS前期投入巨大并存在一定收益风险，政府应该成为碳捕获及储存的第一推动力。挪威首相斯托尔滕贝格表示，挪威从1991年为减少二氧化碳的排放，开始对向空气中排放二氧化碳的企业征收昂贵的碳税，当时二氧化碳价格高达40欧元/吨，从而促进了二氧化碳储存技术的发展。在未来5年挪威政府将投资1.4亿欧元用于欧盟部分国家支持碳捕获及储存的技术应用和发展。
IPCC主席、曾带领其团队与美国前副总统戈尔分享2007年度诺贝尔和平奖的经济学家拉津德·帕乔里呼吁，各国政府应该把对CCS的支持纳入政府财政预算。他认为，年底在哥本哈根举行的世界气候变化会议将讨论CCS在全球的推广应用问题。
欧盟能源部的项目官员斯考特·布洛克特在一次关于CCS未来发展的会议上说，欧盟必须担负起领袖的责任，从政策到资金方面全力支持CCS的推广。他还认为，欧盟不会强制所有火电厂必须使用CCS，但会通过一个更加市场化的做法，为发电厂的温室气体排放量规定一个上限（比如每度电排放500克二氧化碳），让电厂根据市场规律，自行决定应该采用何种技术减排。
美国近期即将通过一个关于清洁能源与安全法案（ACES），其中针对碳捕捉和封存制定了应用CCS的激励措施，创建了一个由配额分配资助的大型应用项目。提供充足资金支持安装有CCS的最高达72GW的发电装机容量。某些工业设施（如乙醇和化肥厂）也有资格参与。参与者根据绩效获得奖励，项目开展越早，捕捉率越高，获得的奖励越多。同时制定燃煤电厂标准。新的燃煤电厂如果在2020年后获得大气污染许可证，必须至少减少65%的排放。2009年到2015年获准修建的电厂必须采用CCS，按规定的装机容量运行4年之内，应至少减少50%的排放。新电厂获得奖励的资格有时间限制，因此鼓励尽早采用 CCS技术。
发展中国家的潜力
按照目前的技术水平，用煤炭发电平均每度电要排放大约1000克二氧化碳，而如果改用天然气，则只排放大约500克。国际主流意见认为，目前全世界的煤炭储量至少还可以支持100年，煤电厂在短时期内很难被淘汰。而一些发展中国家，煤炭是不可替代的能源。
IPCC主席帕乔里强调，发达国家有义务将类似CCS的减排技术向发展中国家提供援助，以尽快达到全球共同减排目标，阻止全球变暖进一步恶化，缓解人类对气候变化的恐惧和担忧。
欧盟计划从现在起到2015年为止，将在欧洲建设12座大型CCS示范电厂，为2020年开始向全世界大规模商业推广做准备。根据IEA的预测，从现在开始到2050年新增的火电厂绝大部分都将集中在发展中国家，因此欧盟十分重视与发展中国家的合作。
英国农业环境与食品公共事务部项目官员黛比·斯托克维尔介绍说，英国已于2007年11月开始和中国科技部开展了一项为期2年的合作，在中国进行CCS可行性研究，以及对相关人员展开专业培训，为将来可能的技术转让做准备。双方还在中国境内开展了一次针对填埋地点的普查，目前已经探查到46个废弃油气田，二氧化碳填埋潜力为72亿吨；68个没有开采价值的地下煤层，潜力为120亿吨；24个盐水层，潜力为14350亿吨。这些潜在的填埋地点主要集中在东北、华北、西北、西南地区，以及黄海和东海一带。
中国的一些企业和科研院所与国际有关机构合作正在开展CCS的前期评价，一些西方国家政府已着手与中国合作开展建设二氧化碳捕集工厂的前期研究工作。中澳合作的国内首座燃煤电厂烟气二氧化碳捕集示范工程——华能北京热电厂二氧化碳捕集工程，自2008年7月16日建成以来，已经成功捕集并提纯出 1500余吨纯度为99.99％的二氧化碳。
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