碳捕集與封存技術(shù)或成中國鋼鐵減排新熱點(一)

  中國鋼鐵行業(yè)提高能源使用效率,,減少碳排放的壓力漸增,,碳捕集與封存技術(shù)(下稱“CCS”)在鋼鐵制造過程中的推廣機(jī)遇凸顯。

  6月6日,,必和必拓與北京大學(xué)宣布簽訂捐贈協(xié)議,,計劃在三年時間內(nèi),必和必拓向北京大學(xué)捐贈737萬美元成立碳捕集,、利用與封存(下稱CCUS)研究項目,,旨在推動中國鋼鐵行業(yè)CCUS的部署與實施。根據(jù)協(xié)議,,必和必拓將與北京大學(xué)及其他項目合作方共同研究在中國工業(yè)領(lǐng)域特別是鋼鐵行業(yè)部署落實CCUS所面臨的政策,、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)等壁壘。

  在新一輪的能源技術(shù)革命呼之欲出的大背景下,,世界能源科技進(jìn)入快速發(fā)展階段,,新的能源技術(shù)成果不斷涌現(xiàn)。世界主要國家均把能源技術(shù)作為新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命的突破口,,通過制定相關(guān)政策確保能源迭代穩(wěn)步進(jìn)行,。

  2016年5月3日,據(jù)德國環(huán)境部的一份文件草案顯示,,在2050年前,,德國將通過停運(yùn)其全部煤炭發(fā)電站以減少碳排放實現(xiàn)其氣候目標(biāo)。此外,,英國政府也計劃到2023年限制燃煤電站的使用,,推出了到2025年關(guān)閉所有的燃煤電站的時間表。

  然而,,作為保持電力穩(wěn)定供應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),,煤電的退出似乎不會像上述時間表中計劃的那樣快速,。根據(jù)國際能源署的預(yù)計,至2040年,,全球能源消費還將以化石能源為主,,化石能源消費仍將保持75%的比例。因此,,石油煤炭天然氣消費仍將是未來能源消費的主體,,在短時間內(nèi)完全棄用上述化石能源消費似乎并不具有太多可操作性。

  因此,,國際能源署在世界能源展望特別報告中指出:為實現(xiàn)最終的氣候目標(biāo),,必須繼續(xù)開發(fā)新技術(shù),采取銜接情景之外的技術(shù)措施,,能夠讓必要的技術(shù)在推廣之前進(jìn)入成熟階段,。

  其中,在可再生能源比重增加的過程中,,CCS(或CCUS)作為降低電力行業(yè)和工業(yè)排放的技術(shù),,能夠成為保障電力穩(wěn)定供應(yīng)的有效手段之一。

  CCS技術(shù)原理初探

  據(jù)全球碳捕集與封存研究院的官方網(wǎng)站資料顯示,,CCS技術(shù)原理可以大致分為捕集,、運(yùn)輸與封存三個階段。

  二氧化碳捕集是把二氧化碳從在燃燒的化石燃料用于發(fā)電的過程中或工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的其他氣體分開,。運(yùn)用溶液,、固體材料或者致密的薄膜實現(xiàn)二氧化碳在燃燒過程中的捕集。

  從煙道氣中被分離出來的二氧化碳將被壓縮以便于運(yùn)輸和儲存,,進(jìn)而被運(yùn)輸?shù)竭m合的封存點,。目前,二氧化碳已可通過管道,、輪船和罐車進(jìn)行運(yùn)送,,主要用于工業(yè)或用于提高油氣田的油氣采收率。

  封存是指將二氧化碳注入到地層深度至少為800米的地下巖層中(理想深度為800—3000米),。這個深度的溫度和壓強(qiáng)可以使二氧化碳以液態(tài)形式存在,,并且可以在多孔巖之間流動、填充空隙,。理想的封存點有廢棄的油氣田或者咸水層,,這些封存點的頂部都有非滲透巖(也稱為“密封巖”)。密封巖的地質(zhì)特性可以防止二氧化碳返回到地表,。在二氧化碳被注入后,一系列傳感技術(shù)將被用于監(jiān)測其在巖層間的流動情況,,用來監(jiān)測其穩(wěn)定性與安全性,。

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