將工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)電等人類活動過程中產(chǎn)生的二氧化碳收集,趕回深部地下巖層中“關(guān)起來”與大氣隔絕,甚至將其資源化利用以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益——這種被稱為CCUS(碳捕集、利用與封存)的直接去碳化技術(shù),改寫了二氧化碳作為主要溫室氣體的命運(yùn),被國際能源署(IEA)定義為“連接現(xiàn)在與未來能源的橋梁”。
然而,全球氣候緊急狀態(tài)下看上去很美好的CCUS,在大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用中卻因成本高昂和技術(shù)可靠性遭遇尷尬。隨著勢不可擋的能源轉(zhuǎn)型大潮席卷全球,正努力推動自身低碳化轉(zhuǎn)型的國際石油公司成為CCUS技術(shù)最積極的投資推廣者。
“未來相當(dāng)長時間內(nèi)我們還是要依靠化石能源,不可避免地要對化石能源產(chǎn)生的大量二氧化碳進(jìn)行管理。”全球第四大石油及天然氣一體化公司法國道達(dá)爾集團(tuán)研發(fā)亞洲副總裁徐忠華日前在第十屆道達(dá)爾中國科學(xué)
論壇期間接受澎湃新聞等媒體采訪時表示,道達(dá)爾對CCUS技術(shù)非常重視,每年都會將10%的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入其中,金額高達(dá)6000萬歐元。
據(jù)其介紹,道達(dá)爾正在成都參與建造世界規(guī)模最大的化學(xué)鏈?zhǔn)饺紵–LC)技術(shù)工業(yè)化中試裝置,其能在發(fā)電并生產(chǎn)蒸汽的同時,捕獲高純度二氧化碳,大大降低二氧化碳捕集能耗和成本。目前,該裝置設(shè)計已經(jīng)基本完成,即將進(jìn)入招標(biāo)階段。
該項目屬于中歐污染物
減排技術(shù)研究計劃,由中國科技部與歐盟委員會共同資助,是中國和歐盟在能源技術(shù)領(lǐng)域國際合作研發(fā)的重點(diǎn)項目。項目始于2017年,預(yù)計5年內(nèi)建成,總投資2000萬歐元,其中道達(dá)爾的投入為500萬歐元。除了道達(dá)爾外,項目參與者還包括清華大學(xué)、東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司、
浙江大學(xué)、挪威科技工業(yè)研究院(SINTEF)、法國石油研究院、波蘭西里西亞大學(xué)、貝羅娜咨詢公司等。
對于這一裝置的創(chuàng)新性,徐忠華稱,當(dāng)前碳捕集和封存技術(shù)的難點(diǎn)在于如何高效分離化石燃料燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳和氮?dú)狻!拔覀冊O(shè)計了兩個反應(yīng)器,一是將空氣跟金屬顆粒反應(yīng),以鐵為例,反應(yīng)后得到氧化鐵,剩下不變的是氮?dú)狻Q趸F是固態(tài)的,氮?dú)馐菤鈶B(tài)的,所以易于分離。再把氧化鐵送到另一個反應(yīng)器里,跟碳?xì)浠衔锓磻?yīng)后生成二氧化碳、水蒸氣和鐵。這樣就得到了高能量的水蒸氣和高純度的二氧化碳,可以很好地整合到煉油廠或者發(fā)電廠。”
國際能源署(IEA)數(shù)據(jù)顯示,2018年全球一次能源消費(fèi)較2017年增長2.3%,全球能源相關(guān)二氧化
碳排放達(dá)331億噸,較2017年增長1.7%,二氧化碳濃度為300萬年來最高。IEA認(rèn)為,要應(yīng)對氣候變化,實(shí)現(xiàn)
碳減排目標(biāo),必須大力推廣CCUS技術(shù),否則很難實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》設(shè)定的升溫不超過2攝氏度的目標(biāo)。
政府間氣候變化專門委員會(IPCC)數(shù)據(jù)也顯示,到2050 年,CCUS技術(shù)將用于處理全球1/3的二氧化碳排放。IPCC的研究結(jié)果中幾乎所有氣候變暖警告場景都需要這項技術(shù)。
雖然業(yè)界普遍認(rèn)為CCUS技術(shù)對實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)至關(guān)重要,但該領(lǐng)域研究實(shí)際進(jìn)展緩慢。徐忠華解釋道,“我們必須非常現(xiàn)實(shí)地看到,CCUS投資特別大,特別是近年來受經(jīng)濟(jì)下行影響,很多國家在投資過程中會有所遲疑,力度也不是那么大。”
對此,他給出的建議是,要研究新技術(shù),也要把已有技術(shù)成熟化、產(chǎn)業(yè)化。“就目前而言,CCUS很多技術(shù)尚在實(shí)驗室階段。當(dāng)一個技術(shù)停留在實(shí)驗室階段是最貴的時候,只有規(guī)模化后才有降價空間。同時,隨著一項技術(shù)變得越來越成熟,成本自然也會下降,要讓技術(shù)往產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的角度去靠。”
徐忠華建議,要積極探討可行的商業(yè)模式,使CCUS技術(shù)與實(shí)際的商業(yè)項目相整合。道達(dá)爾近年來在該項技術(shù)上的投入,有一些很前瞻性的技術(shù)研究,但更多的是大型項目的論證,其目的就是希望能讓技術(shù)往產(chǎn)業(yè)方向走,看到它的商業(yè)模式。他也提到,可行的商業(yè)模式需要建立在政府的碳稅以及其他
政策機(jī)制的框架下。
除了成本高昂外,公眾關(guān)注度不夠、國際間缺乏協(xié)作也是CCUS技術(shù)發(fā)展受限的原因。“我們在談?wù)揅CUS項目的時候,它不是一個經(jīng)濟(jì)項目,而是一個環(huán)境項目。環(huán)境方面考慮更多是要以開放創(chuàng)新的心態(tài),倡導(dǎo)國際性合作。”
在他看來,氣候變化是人類共同面臨的挑戰(zhàn),不能光靠行業(yè)內(nèi)的人士來解決。首先是要讓公眾意識到CCUS的重要性,得到社會的更多認(rèn)可和支持。在民意基礎(chǔ)的情況下,各國政府之間也要有一個協(xié)調(diào)。能源行業(yè)內(nèi)的大企業(yè)和公司需要從現(xiàn)在開始為將來做準(zhǔn)備,著力解決CCUS領(lǐng)域尚具挑戰(zhàn)性的技術(shù)
問題。
道達(dá)爾對CCUS的押寶并非孤例。英國石油公司(BP)認(rèn)為,受益于CCUS技術(shù),脫碳天然氣將在低碳未來中成為最有成本效益的能源之一。埃克森美孚、殼牌公司也已將CCUS列入低碳技術(shù)投資的重點(diǎn)方向之一。
目前,由13個國際大型油氣企業(yè)組成的油氣企業(yè)氣候組織(OGCI)已將CCUS擺上議事日程。為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)議》溫控目標(biāo),OGCI將油氣領(lǐng)域CCUS作為核心研究和投資方向之一,并將中國視為重要實(shí)踐地區(qū)。