碳鋪集技術(shù)日益升溫 爭(zhēng)論也趨白熱化

人類(lèi)活動(dòng)排放的二氧化碳主要源自化石燃料的燃燒。由于二氧化碳具有保溫作用，是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)?。因此，減碳已經(jīng)成為當(dāng)今世界最熱門(mén)的研究領(lǐng)域。

在諸多減碳技術(shù)中，最受矚目的莫過(guò)于CCUS，即二氧化碳捕集、利用和封存技術(shù)。該技術(shù)具體是將二氧化碳從工業(yè)或相關(guān)能源產(chǎn)業(yè)的排放源中通過(guò)吸收、捕集等方式分離出來(lái)，或者輸送到一定地方儲(chǔ)存，或者使用所獲得的二氧化碳作為原材料進(jìn)行再生產(chǎn)。該技術(shù)2001年在瑞典誕生，隨后美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都將其作為重點(diǎn)研究領(lǐng)域，投入大量的研究經(jīng)費(fèi)。

我國(guó)是世界上二氧化碳排放第一大國(guó)，每年大約排放60多億噸，占世界排放量的21%以上。

我國(guó)的碳捕集從2006年起步。該年，清華大學(xué)、華東理工大學(xué)、中科院地質(zhì)所、華能集團(tuán)等十幾家單

位聯(lián)合承擔(dān)國(guó)家“863”重點(diǎn)項(xiàng)目——二氧化碳的捕集與封存技術(shù)。2007年6月，我國(guó)科技部聯(lián)合14個(gè)部門(mén)共同發(fā)布了《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化科技專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)》，碳捕集與封存技術(shù)被列為專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)的重點(diǎn)任務(wù)之一。2008年開(kāi)始，中國(guó)陸續(xù)建成了4個(gè)二氧化碳捕集示范項(xiàng)目，分別是2008年7月16日投產(chǎn)的華能集團(tuán)北京熱電廠捕集項(xiàng)目，捕集規(guī)模3000噸/年；2009年12月30日投產(chǎn)的華能上海石洞口第二電廠捕集規(guī)模10萬(wàn)噸/年；2010年1月20日投產(chǎn)的中電投重慶合川雙槐電廠，捕集規(guī)模1萬(wàn)噸/年。同樣是二氧化碳排放大戶的煤化工企業(yè)也建成了一個(gè)捕集封存項(xiàng)目，即神華集團(tuán)于今年2月建成的10萬(wàn)噸/年二氧化碳捕集封存示范項(xiàng)目。同時(shí)，越來(lái)越多的企業(yè)也參與到該技術(shù)的工業(yè)化試驗(yàn)中。

就在國(guó)內(nèi)碳捕集技術(shù)持續(xù)升溫的時(shí)候，關(guān)于中國(guó)該不該利用這項(xiàng)技術(shù)的爭(zhēng)論也日漸白熱化。

碳捕集是快速減排手段嗎

中國(guó)科學(xué)院工程物理研究所副研究員高林：

碳捕集技術(shù)是快速減排手段

中國(guó)政府在“十二五”規(guī)劃中進(jìn)一步明確了能源戰(zhàn)略和減排的基本思路，設(shè)定了到2020年碳排放強(qiáng)度比2005年水平下降40%～45%和“十二五”期間碳排放強(qiáng)度降低17%的減排目標(biāo)。而中國(guó)要實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)面臨很大的困難，因?yàn)榘禾吭趦?nèi)的化石燃料在未來(lái)幾十年之內(nèi)占據(jù)我國(guó)能源主體地位的現(xiàn)狀不會(huì)改變，這就意味著，我們必須要為這些燃料產(chǎn)生的二氧化碳尋找出路，那么對(duì)火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、水泥廠、煉油廠、合成氨廠等二氧化碳的排放大戶來(lái)說(shuō)，實(shí)施碳捕集就是快速減排最具希望的技術(shù)。

亞洲發(fā)展銀行氣候變化與碳市場(chǎng)顧問(wèn)呂學(xué)都：

碳捕集技術(shù)得不償失

碳捕集成本高、效率低，絕不是減排的最有效手段。對(duì)于中國(guó)這樣一個(gè)能耗大國(guó)而言，根本還是要提高能源利用率。企業(yè)在沒(méi)提高能源利用率之前，不要輕易嘗試碳捕集。二氧化碳收集、壓縮、運(yùn)輸，這系列過(guò)程是需要消耗巨大的能量的。假如本來(lái)的能源利用率就不高，再加上裝這套體系還要額外耗費(fèi)能耗，就等于需要排放更多的二氧化碳來(lái)達(dá)到收集二氧化碳的目的，完全是得不償失。

國(guó)家化工行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心總工程師方德?。?

發(fā)電和化工融合才能有效減排

國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠，煤燃燒發(fā)電的利用率僅為33%，這是很低的能效。如果采取碳捕集技術(shù)回收二氧化碳，又要損失近20%的能量，所以說(shuō)碳捕獲是絕對(duì)不可行的。鑒于上述原因，提高現(xiàn)有化學(xué)燃料利用過(guò)程中的能效才是重點(diǎn)。

轉(zhuǎn)方式調(diào)結(jié)構(gòu)就是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)都要隨著新的發(fā)展去調(diào)整，這是真正的科學(xué)發(fā)展觀。發(fā)電廠只要電，不要物質(zhì)，二氧化碳想排就排；而化工企業(yè)只要物質(zhì)不要電，這樣能量也不收回。電廠和化工廠都沒(méi)有將能量和物質(zhì)進(jìn)行充分利用，要打破過(guò)去的行業(yè)割據(jù)，協(xié)同作戰(zhàn)才能達(dá)到能量和物質(zhì)的高效利用。

新型煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)（煤基多聯(lián)產(chǎn)）就是以煤、渣油或石油焦為原料，經(jīng)氣化后成為合成氣，凈化以后可用于實(shí)現(xiàn)電力、化工、熱、氣的聯(lián)產(chǎn)，即在發(fā)電的同時(shí)，聯(lián)產(chǎn)包括液體燃料在內(nèi)的多種高附加值的化工產(chǎn)品、城市煤氣等。隨著越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保規(guī)定,煤氣化多聯(lián)產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)將會(huì)越來(lái)越顯著，是我國(guó)高效協(xié)同利用煤的重要戰(zhàn)略方向。

怎樣算碳捕集的成本賬

亞太環(huán)境清潔發(fā)展合作組織理事張御群：

技術(shù)不難產(chǎn)業(yè)鏈成熟

目前，中國(guó)的碳捕集技術(shù)已經(jīng)和國(guó)際處于同步。2009年美國(guó)能源部長(zhǎng)朱棣文看到華能北京熱電廠碳捕集項(xiàng)目后，表示中國(guó)在這方面的技術(shù)水平已居于世界前列。

國(guó)內(nèi)碳捕集技術(shù)主要采用化學(xué)吸收法對(duì)煤炭燃燒后排放的二氧化碳進(jìn)行捕集，這也是目前國(guó)際上碳捕集項(xiàng)目普遍采用的辦法。這一技術(shù)并沒(méi)太大的難度，即對(duì)煤炭燃燒后排放的煙氣進(jìn)行脫硝、除塵、脫硫的基礎(chǔ)上，采用胺溶劑實(shí)現(xiàn)脫碳?，F(xiàn)有技術(shù)能夠捕獲到一個(gè)擬捕獲工廠排放的85%～95%的二氧化碳。北京熱電廠碳捕集項(xiàng)目已經(jīng)能制作出純度為99.99%的食品級(jí)二氧化碳。

北京熱電廠某工作人員：

運(yùn)營(yíng)成本與收益基本持平

北京熱電廠二氧化碳捕集示范項(xiàng)目，僅在兩個(gè)鍋爐上安裝了碳捕集裝置，年回收二氧化碳3000噸，僅占全廠二氧化碳排放的2%，總投資達(dá)2400萬(wàn)元。每年該項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)成本需要100多萬(wàn)元，每噸食品級(jí)二氧化碳的售價(jià)約600元，收益也是100多萬(wàn)元，可以說(shuō)運(yùn)營(yíng)成本與收益基本持平。

北京大學(xué)清潔能源研究院院長(zhǎng)張東曉：

比太陽(yáng)能發(fā)電便宜

關(guān)于經(jīng)濟(jì)賬的問(wèn)題，我覺(jué)得應(yīng)該這樣考慮：第一，要計(jì)算整個(gè)碳捕集、利用和封存項(xiàng)目的生命周期；第二，要測(cè)算現(xiàn)階段各種低碳技術(shù)的綜合成本，選擇比較而言綜合成本最低的方案，而不應(yīng)過(guò)分強(qiáng)調(diào)單個(gè)環(huán)節(jié)的成本或效益。

比如說(shuō)，目前利用太陽(yáng)能發(fā)電雖然清潔，前景也被看好，但其產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程卻是高能耗的，綜合成本比碳捕集更高。

按照現(xiàn)有技術(shù)，捕集二氧化碳需要大約25%的額外燃料和購(gòu)置額外的設(shè)備，這將增加30%～40%的發(fā)電成本。用130%～140%的燃煤發(fā)電成本與目前是煤電成本300%的太陽(yáng)能發(fā)電成本相比，哪項(xiàng)技術(shù)的綜合成本更低呢？答案是不言而喻的。當(dāng)然，我不是說(shuō)我們應(yīng)放棄太陽(yáng)能技術(shù)。相反，我們應(yīng)加大科研力度，發(fā)展出真正高效的、環(huán)保的可替代能源技術(shù)，但這需要時(shí)間。

亞洲發(fā)展銀行氣候變化與碳市場(chǎng)顧問(wèn)呂學(xué)都：

目前成本高難以商用

考察技術(shù)的成熟度不僅僅是看這項(xiàng)技術(shù)是否能夠使用，而是這一技術(shù)是否已經(jīng)適宜商用。單從技術(shù)來(lái)看已經(jīng)沒(méi)有什么大的障礙和瓶頸，但是從商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化來(lái)看，成本效益是一個(gè)很大的問(wèn)題。目前技術(shù)成本還很高昂。配套碳捕獲裝置的電廠投資要比沒(méi)有進(jìn)行碳捕獲配套裝置的電廠增加1～2倍，電價(jià)成本增加20%～30%。

國(guó)家發(fā)改委能源研究所CDM項(xiàng)目管理中心副研究員馮升波：

中國(guó)承擔(dān)不起巨額成本

把排出去的二氧化碳抓回來(lái)，讓它不要散布在大氣中，看似簡(jiǎn)單的過(guò)程，但每噸需要50～60美元的成本。我國(guó)二氧化碳年排放量已占世界第一，人均也已超過(guò)平均值，假若實(shí)施捕集封存，需要投入的資金十分巨大。以2006年計(jì)，我國(guó)燃煤電廠排放的二氧化碳約為20億噸，假若捕集就要花費(fèi)800億～1000億美元，相當(dāng)于7000億元人民幣。而這樣的巨額資金，對(duì)于中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家，著實(shí)承擔(dān)不起。即使在發(fā)達(dá)國(guó)家，絕大多數(shù)碳捕集項(xiàng)目也處于實(shí)驗(yàn)、摸索的階段。

華能西安熱工研究院二氧化碳控制與減排研究所所長(zhǎng)黃斌：

誰(shuí)來(lái)長(zhǎng)期承擔(dān)高昂成本

以30萬(wàn)千瓦規(guī)模的電站，一年捕集100萬(wàn)噸二氧化碳為例，以往的電站投資大致在每千瓦4000元，一旦加上碳捕集裝置，其成本將變成每千瓦8000～10000元。這意味著30萬(wàn)千瓦的電站要增加1倍以上的投資，達(dá)12億元之巨。

那么效益如何呢？目前火電廠發(fā)1千瓦時(shí)電大約排放1千克二氧化碳，但是要對(duì)其進(jìn)行捕捉，其中要耗費(fèi)大量的能源、蒸汽和電，這樣發(fā)1千瓦時(shí)電要增加30%的能耗，電價(jià)成本要提高20%～30%。誰(shuí)來(lái)承擔(dān)多出來(lái)的這部分成本，而且要長(zhǎng)期承擔(dān)？

華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院院長(zhǎng)許世森：

只考慮成本目光短淺

碳捕集作為一種潛在的、可供選擇的低碳技術(shù)，是中國(guó)必須儲(chǔ)備的一項(xiàng)戰(zhàn)略技術(shù)?，F(xiàn)在做碳捕集項(xiàng)目的確需要付出高成本代價(jià)，但是如果我們今天不付出一定經(jīng)濟(jì)代價(jià)的話，以后可能要付出更大的代價(jià)。就像20多年前電廠脫硫，中國(guó)電力行業(yè)無(wú)法判斷電廠是否應(yīng)該搞脫硫裝置，后來(lái)當(dāng)脫硫裝置成為世界公認(rèn)規(guī)則之時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己的水平卻不行，我國(guó)巨大的脫硫商機(jī)拱手讓給了國(guó)外?，F(xiàn)在，我們無(wú)法判斷未來(lái)是否會(huì)大規(guī)模進(jìn)行二氧化碳捕集和封存，但是有這種可能性，所以，我們現(xiàn)在就得儲(chǔ)備這種技術(shù)。

碳封存是否有安全隱患

中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所教授李小春：

理論上封存具備安全性

只要封存場(chǎng)地選擇恰當(dāng)，操作規(guī)范，監(jiān)控嚴(yán)密及應(yīng)急措施具備的情況下，大規(guī)模二氧化碳封存的安全性是可以得到保證的。當(dāng)然，大規(guī)模二氧化碳封存比上述工程具有更大的規(guī)模、更長(zhǎng)的時(shí)間尺度、特有的災(zāi)害發(fā)生機(jī)理與過(guò)程，需要進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究。

北京大學(xué)清潔能源研究院院長(zhǎng)張東曉：

安全風(fēng)險(xiǎn)可以規(guī)避

地下有很多天然的二氧化碳?xì)馓?，二氧化碳存在于地層的時(shí)間超過(guò)百萬(wàn)年。也就是說(shuō)只要選址正確，地下空間是可以用來(lái)封存二氧化碳的。即使發(fā)生泄漏也會(huì)是一個(gè)相當(dāng)緩慢的過(guò)程，我們完全有時(shí)間采取措施來(lái)防止和規(guī)避這種逸出的風(fēng)險(xiǎn)。地層有多個(gè)儲(chǔ)層和蓋巖，這種多層儲(chǔ)蓋結(jié)構(gòu)就像一棟百層的大廈，二氧化碳想從一樓跑到一百樓的頂層并不容易，而我們要做的，就是把樓梯口這樣的快速通道也封死。二氧化碳的地質(zhì)封存工程要經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘察、測(cè)量、工程測(cè)試和模擬等各種嚴(yán)格的程序論證，就像修水庫(kù)一樣，是可以通過(guò)恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)技術(shù)和合理的政策法規(guī)來(lái)評(píng)估和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的。

華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授周少祥：

封存會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患

因?yàn)槎趸荚诔爻合绿幱诜浅７€(wěn)定的氣態(tài)，要高密度地儲(chǔ)存就必須將其轉(zhuǎn)化為液態(tài)，就需要進(jìn)行壓縮并冷卻，且不說(shuō)消耗巨大的能量，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患。盡管二氧化碳本身是無(wú)毒無(wú)味的，但是一旦因?yàn)槟撤N原因使二氧化碳擴(kuò)散出來(lái)，必然會(huì)造成附近很大區(qū)域范圍內(nèi)的大氣缺氧，對(duì)該區(qū)域范圍民眾的生命財(cái)產(chǎn)將是一種嚴(yán)重的威脅，同時(shí)可能造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。

火電廠之所以采用煙囪對(duì)其燃燒產(chǎn)物進(jìn)行高空排放，是為了污染物的有效擴(kuò)散，以減小對(duì)地面居民生活的直接影響，而捕集壓縮后的二氧化碳只能儲(chǔ)存在地下，一旦擴(kuò)散，沒(méi)有向高空的快速擴(kuò)散條件，其潛在的威脅之大是顯而易見(jiàn)的。大規(guī)模技術(shù)減排要處理的二氧化碳的體積非常大，二氧化碳?xì)怏w又具有很強(qiáng)的沿地面的擴(kuò)散能力，從戰(zhàn)略角度講，這種擴(kuò)散能力很可能使二氧化碳的儲(chǔ)存點(diǎn)成為戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期敵方攻擊的目標(biāo)。所以我認(rèn)為大規(guī)模儲(chǔ)存二氧化碳的戰(zhàn)略危險(xiǎn)非常巨大。

碳捕集最終目的是什么

中國(guó)工程院院士倪維斗：

碳利用應(yīng)放在首位

如果單純考慮碳捕集后封存，不會(huì)產(chǎn)生任何的經(jīng)濟(jì)效益，反而由于增加了監(jiān)測(cè)、運(yùn)行等成本，無(wú)論是對(duì)于政府還是企業(yè)，都難以長(zhǎng)期負(fù)擔(dān)這部分成本。如果從二氧化碳的利用入手，使電廠或其他碳源捕集的二氧化碳能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，則可以相對(duì)容易地延伸碳捕集的產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)于政府和企業(yè)來(lái)講更易于實(shí)施，使得碳捕集的可行性更強(qiáng)。因此，要想推廣碳捕集就得將碳利用放在首位。

中國(guó)石油大學(xué)二氧化碳實(shí)驗(yàn)室主任彭勃：

二氧化碳驅(qū)油最現(xiàn)實(shí)可行

碳捕集要想大規(guī)模推廣，目前最現(xiàn)實(shí)可行的辦法是用于油田驅(qū)油。3噸二氧化碳可以驅(qū)出1噸油。利用二氧化碳提高石油采收率，可獲得較好的回報(bào)，是目前碳捕集推廣最現(xiàn)實(shí)可行的第一步。一般油田的實(shí)際采集量只能達(dá)到勘探量的一半，還會(huì)有大量的石油夾雜在巖層之中，油田勘探公司會(huì)把水蒸氣灌入地下，“擠”出那里面的石油。而二氧化碳驅(qū)油技術(shù)可以取代水，且還能讓40%的二氧化碳代替藏在巖層里的石油留在縫兒里，起到了部分碳封存的效果。既減排了二氧化碳，也能多產(chǎn)石油。

二氧化碳驅(qū)油技術(shù)在美國(guó)已經(jīng)運(yùn)用了20多年，近幾年國(guó)內(nèi)油田也開(kāi)始研究這項(xiàng)技術(shù)。如中原油田濮城一廢棄油藏就通過(guò)試驗(yàn)二氧化碳驅(qū)油再獲新生。該油藏已連續(xù)14年綜合含水達(dá)到98%以上，用水驅(qū)油已無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2008年6月開(kāi)始進(jìn)行二氧化碳驅(qū)油試驗(yàn)，井組日產(chǎn)油從0.6噸上升至15.9噸。截至去年3月，累計(jì)注入二氧化碳1.23萬(wàn)噸，累計(jì)增油3272.7噸，預(yù)計(jì)實(shí)施二氧化碳驅(qū)油后井組采收率可提高7.9%。

華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院院長(zhǎng)許世森：

碳利用就是減排

應(yīng)該這樣想，假如不在工廠安裝碳捕集裝置，那么工業(yè)生產(chǎn)中需求的二氧化碳從何而來(lái)？可樂(lè)、啤酒大家還是要喝的呀！它是不是要通過(guò)別的方式例如燒天然氣或者利用其他燃料專(zhuān)門(mén)來(lái)制造二氧化碳？其實(shí)我們等于是循環(huán)利用了一部分二氧化碳，肯定對(duì)于整個(gè)總量來(lái)說(shuō)是起到了減排效果。二氧化碳在大氣層里是很少的，只占了1%都不到。假如不捕集，就得費(fèi)勁去生產(chǎn)，安裝碳捕集是變廢為寶。

綠色煤電有限公司研發(fā)工程師劉宇：

鼓勵(lì)擴(kuò)大碳需求量

目前利用量太小。二氧化碳的工業(yè)用途非常廣泛，但用量卻并不大。中國(guó)目前二氧化碳的年消費(fèi)能力是200萬(wàn)～250萬(wàn)噸，而一個(gè)幾十萬(wàn)千瓦的燃煤電廠1年所能捕集的二氧化碳的量差不多也是100萬(wàn)～200萬(wàn)噸。換句話說(shuō)，一個(gè)電廠的捕集量，就能與全國(guó)的消費(fèi)量持平。整個(gè)長(zhǎng)三角地區(qū)，每年對(duì)二氧化碳的利用量也僅15萬(wàn)噸，僅上海石洞口電廠每年所捕獲的10萬(wàn)噸二氧化碳就已經(jīng)滿足這個(gè)中國(guó)最發(fā)達(dá)地區(qū)消費(fèi)總量的2/3。那么，越來(lái)越多的被捕集的二氧化碳，應(yīng)該怎么辦？所以，應(yīng)該鼓勵(lì)擴(kuò)大碳需求量。市場(chǎng)會(huì)刺激碳的開(kāi)發(fā)利用。

來(lái)源：中國(guó)化工報(bào) 作者：原小瑛

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