
碳捕集與封存(CCS)技術在中國的應用前景研究
摘要和技術摘要》,CO2 捕集和封存(Carbon Capture and Storage,簡稱CCS,也被譯作碳捕獲與埋存、碳收集與儲存等)技術是指將CO2 從工業或相關能源產業的排放源中分離出來,輸送并封存在地質構造中,長期與大氣隔絕的一個過程。[2]CCS 技術包括CO2 捕集、運輸以及封存三個環節,可以有效地減少來自大型發電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放源產生的CO2 排放量。
2.中國CCS 技術研發現狀
與國際較為先進的CCS 技術相比,中國還處于起步階段,而且大都采用燃燒后捕集方式,工業上的應用也主要是提高石油采收率。目前我國只是在二氧化碳濃度高、比較容易捕集的煉油、合成氨、制氫、天然氣凈化等工業過程中應用二氧化碳捕集,而鋼鐵廠和電廠排放的煙道氣流量很大,占二氧化碳排放量的40%~50%,但二氧化碳濃度僅為15%左右,體系復雜,因而分離設備體系龐大,能耗高。
不過近年來中國在CCS的研究上進行了很多工作,從2003 年開始政府就參加了相關的領導人論壇。2005年12月,科技部同英國環境、食品與鄉村事務部和貿易工業部以及歐洲委員會分別簽署了關于CCS技術研發合作的兩個備忘錄,英國和歐盟承諾將提供資金和技術,幫助
中國研發。這次合作分3個階段來完成,第一階段是進行能力建設,主要是要識別在中國開展CCS技術的發展路線;第二階段是開展一個具體項目的可行性研究,在這個過程中要具體地研究關鍵技術;第三階段則要在中國建立具有商業性的示范項目。近幾年,包括“973 計劃”、“863 計劃”在內的國家重大課題都對CCS的研究進行了立項,并取得了重大進展。同時,科技部還選拔一些博士生到歐洲參加研究活動,希望能把人才隊伍培養起來。
此外,我國一些能源公司也在CCS方面加大了科研力度,電力行業的中國華能集團、煤炭行業的神華集團和石油行業的中國石油還在實踐中進行了嘗試。
3.中國發展CCS建議
(1)要以戰略角度看待CCS技術,明確優先發展方向。CCS 技術要點包括CO2 捕集、運輸以及封存。碳捕集工藝中最具發展前景的是富氧燃料捕集,但制氧成本的降低還需要制氧技術的進一步發展。通過將二氧化碳封存入油氣田,既可以減少二氧化碳排放,又可以提高油氣田采收率,實際應用效果得到了肯定,也應當是我國優先發展的技術方向。所以要嘗試各種技術組合類型,從中找出最適合我國當前發展狀況的技術模式。同時,可將火電和煤化工作為我國CCS技術發展的主要行業。
(2)應高度關注CCS融資、財務安排、風險分擔。CCS 示范項目的資金來源應以政府公
共資金為主。CCS項目不能采用以市場為基礎的油氣行業運作模式,需要在封存端有足夠的激勵機制如CO2價格來推動整個價值鏈的運轉:CO2 的商業化利用或可成為CCS 技術商業化應用前的過渡性融資手段,這一點對中國尤其重要;允許來自CCS 的減排量進入排放貿易體系將成為CCS 長期發展的融資手段,但短期內無法見效,而且受碳價格影響直接,風險較大;無論是項目開發還是技術研發,CCS 大規模推廣時私人資本將扮演更重要的角色,而這有賴于政策明確的市場和清晰的投資回報機制。因此,在關注CCS技術問題的同時,更應關注融資、財務安排與風險分擔方面的解決方法。
(3)應盡快完善CCS法律和政策框架,克服制度障礙。事實上,長期穩定的能源政策將給氣候友好型技術的生產使用者帶來信心,讓他們意識到投資是有持續回報的。而在中國,還沒有關于CCS實施的相應法律法規,鼓勵CCS實施的措施和政策也很缺乏,這是當前的一個嚴重問題。如果只依靠企業自身力量,CCS項目往往很難推廣。由于涉及的利益相關者非常多,包括國際組織、國家和地方政府、企業和社會公眾等,如何建立一個能容納各層次利益相關者的參與機制、能表達和協調其利益訴求的法律和政策框架體系,將直接關系到CCS應用和推廣的成敗。目前這方面的工作還相當薄弱,建議在現有的相關政策體系框架基礎上,結合國際社會談判和政策發展趨勢,重點從企業激勵機制方面著手,通
過舉辦試點、示范工程,逐步總結和摸索CCS應用的實踐經驗,強化并完善政策體系建設和實施程序。建議開始著手考慮制定對CCS項目管理的法律法規,內容上應包括:對CCS 項目準證申請、核準和頒發;監測和環境影響評估;項目監督和檢查;場地關閉和后關閉條件與責任;事故應急措施和泄漏處理措施等做出明確的規定。此外,完整的CCS項目管理法規(如項目核準),應當在充分考慮現有法規的基礎上,建立新的法規體系,其復雜性必須充分估計到中國現行的行政管理體制和項目管理體制以及國家和地方的實際。
(4)我國應當高度重視CCS技術。以煤為主的能源供應結構決定了CCS技術對我國至關重要,當前的CCS技術將極大地增加我國能源利用成本,尤其是火力發電成本,這對我國的經濟持續發展將是抑制性的影響,必須高度重視。按照目前情況看,大規模推廣CCS的條件尚不具備,不應該對CCS抱有太大希望,在CCS發展中存在著巨大的挑戰與不確定性;但是,無論CCS技術的生命力如何,我國都必須重視CCS的技術研發和國際合作,不斷跟蹤最新CCS技術進展,積極應對。