碳捕捉：把二氧化碳“關(guān)起來(lái)”

  根據(jù)全球碳捕捉與封存研究院的11月下旬公布的最新報(bào)告，截至目前，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有15個(gè)碳捕捉與封存項(xiàng)目投入運(yùn)行，今年共捕捉2800萬(wàn)噸由燃煤和工廠(chǎng)排放的二氧化碳。在未來(lái)18個(gè)月中，還會(huì)有另外七個(gè)項(xiàng)目上線(xiàn)。

  據(jù)上海證券報(bào)12月11日消息，而最新的變化是，巴黎氣候變化大會(huì)協(xié)議如果達(dá)成，將提高具有法律約束效力的多邊減排目標(biāo)，進(jìn)而加大全球碳捕捉需求、研發(fā)及商業(yè)化可能。

  在魏茲曼科學(xué)研究所位于以色列Rehovot辦公樓的頂層，初創(chuàng)企業(yè)NewCO2Fuels（NCF）的團(tuán)隊(duì)正在對(duì)一個(gè)太陽(yáng)能設(shè)備原型開(kāi)展測(cè)試。通過(guò)這個(gè)裝置，能夠從二氧化碳、水和熱量中生產(chǎn)出“合成氣”。這樣一來(lái)，二氧化碳不再被釋放到空氣中，而是被“關(guān)了起來(lái)”。隨后，它們將被壓縮然后轉(zhuǎn)換，重新變回燃料。

  63歲的大衛(wèi)-班諾特是這家公司的董事長(zhǎng)，在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)，他說(shuō)自己是一個(gè)環(huán)境保護(hù)主義者。眼見(jiàn)著氣候變化漸漸成為全世界關(guān)心的議題：正在巴黎舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)吸引到一百四十多個(gè)國(guó)家的首腦駐足，便足以證明溫室問(wèn)題的嚴(yán)峻性。班諾特相信，這種做法在對(duì)抗全球氣候變暖方面具有潛力。

  類(lèi)似的技術(shù)被稱(chēng)作碳捕捉與封存（CCS）。伴隨各國(guó)進(jìn)一步尋求減少溫室氣體排放的方法，它正在吸引更多的注意力。從最初的理論實(shí)踐到市場(chǎng)化試驗(yàn)，碳捕捉也正在打開(kāi)一番商業(yè)化應(yīng)用的圖景。

  氣候變暖：全世界的課題

  氣候組織大中華區(qū)總裁吳昌華有一天在自己的微信朋友圈記錄下這樣一段話(huà)，“巴黎談判會(huì)場(chǎng)始終有兩種反差鮮明的氛圍：一是談判者們比蝸牛爬行還慢的進(jìn)展，談判爭(zhēng)端20年不變；一是自下而上的各界的行動(dòng)，企業(yè)界、地方政府、民間組織、令人振奮和熱血沸騰。”

  奔赴巴黎一線(xiàn)，以觀(guān)察者身份輾轉(zhuǎn)會(huì)場(chǎng)內(nèi)外，吳昌華的這番話(huà)顯示出氣候談判的世界矚目程度。所謂的“談判爭(zhēng)端”，是指巴黎氣候協(xié)議將達(dá)成2020年后氣候資金、“共同但有區(qū)別的責(zé)任”原則落實(shí)、行動(dòng)力度等關(guān)鍵問(wèn)題。各國(guó)爭(zhēng)議的焦點(diǎn)集中在，發(fā)達(dá)國(guó)家控制碳排放，以及幫助發(fā)展中國(guó)家減排的力度，包括控制全球2至1.5攝氏度升溫的長(zhǎng)期目標(biāo)，發(fā)達(dá)國(guó)家提供的氣候資金承諾以及技術(shù)轉(zhuǎn)讓問(wèn)題。

  長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)表明，大氣中的二氧化碳含量因人類(lèi)活動(dòng)而不斷增加。這將導(dǎo)致地球溫度上升，海水PH值下降。根據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，如果不能大幅度減少排放到大氣中的二氧化碳及其他溫室氣體，地球的溫度將持續(xù)上升。溫度的上升將會(huì)導(dǎo)致氣候發(fā)生變化，海平面上升，海洋和陸地將不同程度地受到影響。

  據(jù)新華社消息，早在大會(huì)開(kāi)幕前，便有超過(guò)160個(gè)國(guó)家提交了碳減排自主貢獻(xiàn)文件（INDC），提交報(bào)告的國(guó)家碳排放量達(dá)到全球碳排放的90%。這已經(jīng)是歷史性突破，然而仍然只能控制全球氣溫上升3度。巴黎氣候變化大會(huì)的最低目標(biāo)是到控制全球氣溫上升2度以?xún)?nèi)。

  盡管如此，美國(guó)“氣候中心”組織宣稱(chēng)，最快在未來(lái)200年內(nèi)，全球氣溫上升2攝氏度，海平面將上升4.7米，氣溫上升4攝氏度，包括上海、香港在內(nèi)的中國(guó)及全球主要沿海城市將成為“水下城市”，面臨沒(méi)頂之災(zāi)。

  把二氧化碳“關(guān)起來(lái)”

  針對(duì)氣候暖化的問(wèn)題，有著各種令人振奮的技術(shù)設(shè)想。其中一項(xiàng)聽(tīng)起來(lái)似乎有些天方夜譚，“人類(lèi)試圖將自己制造的二氧化碳趕回地下，并封存起來(lái)”。那些不愿改變能源結(jié)構(gòu)國(guó)家的政客和傳統(tǒng)能源巨頭的老總們熱切地希望這是阻止氣候變暖的方案之一。

  在距離美國(guó)北達(dá)科他州邊境不遠(yuǎn)處，是加拿大薩斯喀徹溫省的“邊界大壩”電廠(chǎng)，它的其中一個(gè)發(fā)電機(jī)組每年燃燒80萬(wàn)噸煤，為該地區(qū)的住戶(hù)和企業(yè)提供139兆瓦的電力。但是從2014年10月開(kāi)始，燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳有了自己的“新命運(yùn)”，它們被捕獲并進(jìn)行壓縮。

  改造后，這一機(jī)組可生產(chǎn)清潔電力110兆瓦，每年可以捕捉約100萬(wàn)噸二氧化碳?xì)怏w，占其二氧化碳排放總量的90%。這些被捕獲的二氧化碳將用于油氣行業(yè)提高原油采收率和開(kāi)展地質(zhì)封存示范項(xiàng)目，隨后，這批近100萬(wàn)噸的二氧化碳?xì)怏w被Cenovus能源公司收購(gòu)，壓縮氣體通過(guò)管道注入地下深處，打造出更加搶手的地下原油。

  這便是CCS——目前被廣泛接受的定義是“一個(gè)從工業(yè)和能源相關(guān)的生產(chǎn)活動(dòng)中分離二氧化碳，運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)存地點(diǎn)，長(zhǎng)期與大氣隔絕的過(guò)程”。在通常的描述中，這種技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈由四部分組成：從捕捉到運(yùn)輸分離，再到封存和監(jiān)測(cè)，CCS為減排提供了一條重要路徑。

  把二氧化碳從在燃燒化石燃料用于發(fā)電過(guò)程中或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的其他氣體分離開(kāi)。二氧化碳剛剛從煙道氣中被分離出，便被壓縮再運(yùn)輸?shù)竭m合的封存點(diǎn)。在封存點(diǎn)，二氧化碳將被注入深部地下巖層中，以保證以液態(tài)形式存在。

  雖然這項(xiàng)技術(shù)尚未大規(guī)模形成市場(chǎng)，但也在全球范圍內(nèi)多點(diǎn)開(kāi)花。在北非地區(qū)，In Salah項(xiàng)目能夠讓二氧化碳從生產(chǎn)的天然氣中被分離出來(lái)并被重新注入生產(chǎn)的油氣藏區(qū)。挪威的Sleipner是世界上首個(gè)全面運(yùn)營(yíng)的可進(jìn)行二氧化碳注入的離岸天然氣田。在美國(guó)，科氏氮?dú)庠诙砜死神R州伊尼德的工廠(chǎng)在化肥生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的二氧化碳被捕集，然后被運(yùn)輸用于提高石油采收率（EOR）。

  政府間行動(dòng)漸蓬勃

  韓國(guó)高麗大學(xué)教授李會(huì)晟對(duì)于CCS也是青睞有加，作為聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)的主席，他表示，工業(yè)部門(mén)，特別是能源部門(mén)，需要成為氣候變化解決方案的一部分?！袄?，我們需要在CCS領(lǐng)域進(jìn)行更多投資，如果沒(méi)有這方面的動(dòng)作，很難做到零排放。很清楚的是，能源企業(yè)對(duì)保證這一技術(shù)未來(lái)進(jìn)一步發(fā)展和實(shí)施方面充滿(mǎn)興趣。”

  韓國(guó)全國(guó)經(jīng)濟(jì)人聯(lián)合會(huì)劉煥亦產(chǎn)業(yè)本部長(zhǎng)則認(rèn)為，要使CCS技術(shù)普及的話(huà)，需要10年以上的時(shí)間。政府政策要有一致性，才能使企業(yè)進(jìn)行投資。

  一些跨越地域的政企聯(lián)合行動(dòng)已經(jīng)展開(kāi)。今年11月6日，殼牌正式啟動(dòng)位于加拿大阿爾伯塔省的奎斯特（Quest）二氧化碳捕捉和封存項(xiàng)目。長(zhǎng)達(dá)240公里的二氧化碳運(yùn)輸管道“阿爾伯塔碳干線(xiàn)”將捕捉能源行業(yè)排放的二氧化碳，并將它們注入廢棄油田中，達(dá)到提高石油采收率和減排的雙重目的。

  據(jù)悉，奎斯特項(xiàng)目每年可捕捉和安全埋存100余萬(wàn)噸二氧化碳——大約相當(dāng)于25萬(wàn)輛小汽車(chē)的碳排量?？固仨?xiàng)目是政府和企業(yè)緊密合作的成果，旨在全球范圍內(nèi)推動(dòng)二氧化碳的捕集和埋存。

  來(lái)自殼牌方面的信息顯示：奎斯特項(xiàng)目將捕集殼牌加拿大斯考特福德油砂提質(zhì)加工廠(chǎng)三分之一的二氧化碳排放，該廠(chǎng)將油砂瀝青轉(zhuǎn)化為可以提煉燃油及其他產(chǎn)品的合成原油。被捕捉到的二氧化碳經(jīng)一條65公里長(zhǎng)的管道運(yùn)輸后，再穿過(guò)多個(gè)不透水的巖層被注入地下2千多米深的地方。

  在今年稍早的試運(yùn)行期間，奎斯特項(xiàng)目共捕捉并封存了20多萬(wàn)噸二氧化碳。阿爾伯塔省政府和加拿大聯(lián)邦政府分別為奎斯特項(xiàng)目提供了7.45億加元和1.2億加元的資助。

  美國(guó)伊利諾伊大學(xué)旗下地質(zhì)調(diào)查局近日則獲得美國(guó)能源部170萬(wàn)美元撥款，該機(jī)構(gòu)也正在研發(fā)促進(jìn)碳封存技術(shù)商業(yè)化的技術(shù)。

  而中國(guó)和美國(guó)今年宣布兩國(guó)將合作進(jìn)行兩項(xiàng)新的碳捕捉、利用和存儲(chǔ)項(xiàng)目，以使該技術(shù)商業(yè)化。在中國(guó)《2020年國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006至2020年）》中，CCS被定義為未來(lái)開(kāi)發(fā)的尖端技術(shù)。

  不過(guò)，政府間合作仍有一段相當(dāng)長(zhǎng)的路要走，全球碳捕集與封存研究院歐洲、中東及非洲地區(qū)的總經(jīng)理安迪-普維絲指出，如今世界上很多不同地區(qū)都已經(jīng)在CCS方面采取行動(dòng)，其中也涉及許多工業(yè)領(lǐng)域。支持政策部署廣泛CCS行動(dòng)的一個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素是減少工業(yè)進(jìn)程中二氧化碳排放量的挑戰(zhàn)，在全球范圍內(nèi)，工業(yè)領(lǐng)域的碳排放量占到了25%。他表示，CCS要想成功，涉及政府可持續(xù)和安全的工業(yè)和能源生產(chǎn)計(jì)劃的時(shí)效性、實(shí)施程度和持久度等。

  資本市場(chǎng)催化碳捕捉

  早在2009年，國(guó)際能源署（IEA）曾發(fā)布一張路線(xiàn)圖，呼吁到2020年實(shí)現(xiàn)100個(gè)大型CCS項(xiàng)目，根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)的估計(jì)，到2050年，CCS要想對(duì)緩解氣候變化產(chǎn)生顯著影響，至少需要有6000個(gè)項(xiàng)目。根據(jù)全球碳捕捉與封存研究院的11月下旬公布的最新報(bào)告，截至目前，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有15個(gè)碳捕捉與封存項(xiàng)目投入運(yùn)行，今年共捕捉2800萬(wàn)噸由燃煤和工廠(chǎng)排放的二氧化碳。在未來(lái)18個(gè)月中，還會(huì)有另外七個(gè)項(xiàng)目上線(xiàn)。

  CCS能通過(guò)降低工業(yè)和發(fā)電廠(chǎng)使用化石燃料所產(chǎn)生的二氧化碳來(lái)對(duì)整個(gè)溫室氣體排放控制起到非常重要的作用。CCS所需的大多數(shù)技術(shù)現(xiàn)已在許多行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，但在發(fā)電和工業(yè)上仍未得到商業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。然而，由于技術(shù)太過(guò)前沿，這一概念在國(guó)內(nèi)仍然十分小眾，碳捕捉及封存高昂的成本也阻礙其大規(guī)模推廣。

  根據(jù)麻省理工大學(xué)去年發(fā)表的一份報(bào)告，捕捉每噸二氧化碳并將其加壓處理為超臨界流體要花費(fèi)25美元，將一噸二氧化碳運(yùn)送至填埋點(diǎn)需要花費(fèi)5美元。中美清潔能源研究中心碳捕捉試驗(yàn)基地的項(xiàng)目顯示，裝有二氧化碳的罐，一噸150元，然而“捉”一噸二氧化碳虧損50元，規(guī)模化推廣還需政府支持。

  煤炭信息研究院能源安全研究所能源經(jīng)濟(jì)中心主任孫超告訴上證報(bào)記者，在CCS方面，業(yè)界有物理法和化學(xué)法，國(guó)內(nèi)常用的是低溫甲醇提取，技術(shù)難度并不大，只是封存所用的設(shè)備需要從國(guó)外進(jìn)口。然而，由于碳捕捉及封存成本高昂，政策補(bǔ)貼仍是空白，阻礙了其大規(guī)模推廣。

  即便如此，CCS依然是一個(gè)“雄心勃勃”的計(jì)劃。最新變化是，巴黎氣候變化大會(huì)協(xié)議如果達(dá)成，將提高具有法律約束效力的多邊減排目標(biāo)，進(jìn)而加大全球碳捕捉需求，研發(fā)及商業(yè)化可能。

  很多公司看中了其中的商業(yè)化機(jī)會(huì)，它們來(lái)自能源界，也來(lái)自金融界。以色列企業(yè)NCF便是其一，該公司預(yù)計(jì)將在2018年前使其碳捕捉技術(shù)商業(yè)化，該公司預(yù)計(jì)全球市場(chǎng)每年的潛在規(guī)模是240億美元?！拔覀兊睦砟钍翘崛〕龉I(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳和熱量值的殘?jiān)⑵滢D(zhuǎn)化為利潤(rùn)”董事長(zhǎng)大衛(wèi)·班諾特說(shuō)，在這一問(wèn)題上，不能僅僅只是揮揮大棒讓污染者付出代價(jià)，“你同樣需要拿著‘胡蘿卜’（誘餌），讓他們看到商業(yè)潛力?！?

  這聽(tīng)起來(lái)是復(fù)雜的，但NCF認(rèn)為，它在對(duì)抗全球變暖方面具有潛力。伴隨各國(guó)開(kāi)始尋求減少溫室氣體排放的方法，類(lèi)似的捕獲技術(shù)越來(lái)越吸引注意力。

  在今年的巴黎氣候峰會(huì)舉行之前，富國(guó)銀行接受外媒采訪(fǎng)時(shí)宣布，不僅停止對(duì)全山頭移除的煤礦開(kāi)采資金援助，還表示對(duì)于新建或擴(kuò)建燃煤電廠(chǎng)計(jì)劃，若沒(méi)有安裝碳捕捉技術(shù)者，一律不予金援，此前高盛也做出類(lèi)似宣言。

  新概念也被資本市場(chǎng)熱捧。國(guó)泰君安證券研報(bào)分析，碳處理分為碳交易、碳捕捉與封存，目前這兩部分市場(chǎng)在國(guó)內(nèi)均處于萌芽階段，從全球來(lái)看，碳交易在國(guó)外發(fā)展較為迅速，市場(chǎng)相對(duì)成熟；碳捕捉與封存目前處于新生階段，行業(yè)嗷嗷待哺，潛力巨大。梳理未來(lái)碳處理主題投資機(jī)會(huì)，集中在碳交易與包括碳捕捉、碳運(yùn)輸與碳封存的各個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)。

  孫超指出，CCS已經(jīng)不算產(chǎn)業(yè)鏈上最前沿的科技，國(guó)內(nèi)有神華和延長(zhǎng)石油兩家企業(yè)在做，項(xiàng)目規(guī)模分別是10萬(wàn)噸/年和5萬(wàn)噸/年，做了3年多，但由于經(jīng)濟(jì)性障礙，仍處于小型示范項(xiàng)目階段，成本遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)室成本。

  “未來(lái)可能有經(jīng)濟(jì)性的是CCUS技術(shù)及應(yīng)用，即煤化工企業(yè)將煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳收集起來(lái)，賣(mài)給石油公司，打入油田井底擠出石油。目前神華正在與中石油等油企對(duì)接，看是否能有商業(yè)合作?！彼M(jìn)一步介紹。

  公開(kāi)資料顯示，神華集團(tuán)“二氧化碳捕捉封存工業(yè)化示范項(xiàng)目”2010年在內(nèi)蒙古啟動(dòng)，是從煤制油生產(chǎn)線(xiàn)中捕集二氧化碳，經(jīng)液化處理后運(yùn)送到距離捕集地約8公里的咸水層地下2495米地層中封存，一期工程造價(jià)2.1億。延長(zhǎng)石油靖邊碳捕集與封存項(xiàng)目今年7月通過(guò)國(guó)際“碳封存領(lǐng)導(dǎo)人論壇（CSLF）”認(rèn)證。

  永清環(huán)保在今年三季報(bào)中介紹，公司圍繞土壤治理過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題，新開(kāi)辟業(yè)務(wù)領(lǐng)域的研發(fā)項(xiàng)目就包括二氧化碳捕集技術(shù)。研究方法通過(guò)建立一套模擬工業(yè)脫碳實(shí)驗(yàn)裝置和流程，對(duì)化學(xué)法吸收二氧化碳進(jìn)行進(jìn)一步考察和研究并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)操作條件進(jìn)行優(yōu)化。

  其主要用途和應(yīng)用前景是，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)掌握醇胺法吸收二氧化碳，探討不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)其吸收效率的影響。此系統(tǒng)可用于火電廠(chǎng)，鋼廠(chǎng)等大型煙氣排放中二氧化碳的脫除，減少其對(duì)環(huán)境的污染，緩解溫室效應(yīng)。據(jù)悉，該研發(fā)課題已經(jīng)完成。

  相關(guān)閱讀：

  辜成允：未來(lái)臺(tái)泥主業(yè)是碳捕捉

  現(xiàn)在，臺(tái)泥正在形成一種全新的水泥生產(chǎn)模式——以高溫（1800℃）作業(yè)的水泥廠(chǎng)、發(fā)電廠(chǎng)以及垃圾焚化廠(chǎng)為基礎(chǔ)，全面資源化能源回收，尾端產(chǎn)出的二氧化碳，利用“鈣回路碳捕捉”的技術(shù)捕捉90%以上二氧化碳，開(kāi)發(fā)二氧化碳的商機(jī)，未來(lái)這一商機(jī)很可能大過(guò)水泥制造本身。