碳捕捉和储存技术(CCS) -扯淡乎？

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辩论氢能钱景
2009年07月04日 21世纪经济报道记者 左青林

　　 “新能源”是一个时髦的名词，很多人表达了对它的喜爱。但是，至于具体的路径选择，则是言人人殊。

　　 7月3日，在全球智库峰会的“中国能源环境高峰论坛”上，与会的演讲嘉宾阐发了对“新能源”的各自观点。

　　 “关于新能源发展，我提出两个问题大家一起讨论。”国家发改委副主任张国宝开诚布公地表示，他对当下热议的氢能、碳捕捉和应用这两个领域有不同的看法。

　　 首先，对于氢能源，张国宝提醒说，有一种现象值得注意，即5月份美国能源局已宣布停止对氢能源的拨款。

　　 “有一段时间，曾经把氢描绘成未来的主要清洁能源，并要为此建设宏大的生产、储运、加工等基础设施。但氢的生产过程，要消耗大量的能源，并没有生产出新的能源增量，而只是能源形态的改变。”张国宝称，氢能利用，有一定的局限性。不应当过分夸大氢经济的运用前景。

　　 其二，对于碳捕捉和应用。“我认为也应进行科学的分析。”张称，从目前看，碳捕捉所付出的成本花费巨大。碳封存技术所能封存的碳，和每年向大气排放的碳相比，又是微乎其微的，也影响不到温室气体排放的进程。

　　 张国宝的观点，在参会者中引起了讨论。如科技部部长万钢从“科技技术发展的部署应具有前瞻性”的角度提出了不同看法。

　　 “作为一个工程师，我认为应该重视氢能的发展。”万钢表示，氢能和燃料电动汽车是未来新能源发展的方向之一。

　　 万钢称，从技术上看，燃料电池利用电化学原理转化，可高效清洁的把化学能直接转化为电能，是比常规转化剂更为高级的能量转换剂和装置。

　　 “电池技术的快速发展，对能源动力的变革带来很大的契机。燃料汽车被认为是后化石能源的主要动力源。”万表示，与电能一样，氢气作为能源载体，可以通过各种异质能源的转化获取，成为化石能源向非化石能源转化的平台，也是从碳的低排放通向碳的零排放的桥梁。

　　 日前，在发展新能源中，美国新一届政府把电动汽车、混合动力汽车放到了突出地位。对此，万钢表示，这是具有前瞻性的举措，“氢能将使能源供应情况，能源产业形态发生重大变革。”

　　 “正是由于科学家不断的努力，攻克了锂离子的安全问题和关键性生产问题，才能使电动汽车得到今天这样的发展状态。”万钢表示，科学技术需要稳定的支持，和面向未来的勇气。尽管有些新能源技术也许还需要三十年或者五十年以后，才可能成为日常可用、可供应的稳定能源。但从科学发展角度看，需要超前部署国内相关的基础研发等工作。
"我们必须有恒心，尤其是要有自信心！" -- 居里夫人此帖于 2009-11-03 00:36 被 mirror2002 编辑。

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碳减排与CCS技术详细概述：


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"我们必须有恒心，尤其是要有自信心！" -- 居里夫人

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简介
碳捕捉，就是捕捉释放到大气中的二氧化碳，压缩之后，压回到枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所。吸引力在于能够减少燃烧化石燃料产生的有害气体——温室气体。在世界石油会议（WPC）上，能源行业的老总们都热切希望把它当作一个解决气候将变暖的方案。但是，技术瓶颈仍然存在，大规模发展的价格依然昂贵，让项目进行困难重重。

　　一个经常被谈及的可能性就是碳捕捉和封存（CCS），也就是把二氧化碳深埋于地下。能源公司对这项技术有着很高的期望（见图表）。

　　但是有两个问题。其一是没人知道这项技术是不是真的那么管用（或者说，是不是深埋的二氧化碳不会泄露）。另外一点便是虽然我们还不知道效果如何，可以肯定的一点是CCS技术很贵--它高昂的成本甚至使替代能源都显得十分具有吸引力。

原理
“捕捉”碳并不难。二氧化碳和胺类物质发生反应。二者在低温情况下结合，在高温中分离。这样，可以使电厂产生的废气在排放前通过胺液，分离出其中的二氧化碳；之后在适当的地方加热胺液就可以释放二氧化碳。更好的方法是使煤和水发生反应，产生一种二氧化碳和氢气的混合物。在这种混合物中二氧化碳含量比一般电厂废气中的更高，所以更容易分离。之后燃烧的就是纯氢气了。

　　这套处理工序成本很高，但没有证据表明这个方法是没有效果的。丹麦一家使用单乙醇胺做二氧化碳吸收剂的实验厂已经运行了两年。法国的阿尔斯通公司一所设在威斯康星的使用氨水捕捉碳的实验基地也即将建成完工。

　　真正麻烦的是下一个步骤。二氧化碳的需要长期埋藏，因此必须达到很多要求。要成功地封存二氧化碳，需要一块地下1000米以下的岩体。在这样的深度，压力将二氧化碳转换成所谓的“超临界流体”，而在这样的状态下二氧化碳才不容易泄露。另外，这片岩体还要有足够多的气孔和裂缝来容纳二氧化碳。最后，还需要一块没有气孔和裂缝的岩层防止泄露。

成本
关于成本，根据麻省理工大学去年发表的一份报告，捕捉每吨二氧化碳并将其加压处理为超临界流体要花费25美元，将一吨二氧化碳运送至填埋点需要花费5美元。这也就是说，发电厂每向大气中排放一吨二氧化碳就要支付30美元；这一数字接近联合国政府间气候变化专门委员会建议的碳价格的中间值和欧盟现行的碳价格。另外，一份由一家名为Synapse Energy Economics的咨询公司发布的报告提出，美国的能源公司已经开始在内部审计中按每吨3元到61元不等计算碳价。而这一范围的中间值也是30美元。

　　这样的价格，无论是作为碳税还是在排放权交易的制度中，都将大大改变能源经济。但即使是CCS最乐观的拥护者也质疑这项技术在2020年之前是不是真的能得到大范围推广。而到了那个时候，无论是地球的气候还是政治环境都会大不相同。

　　位于伊利诺伊州的“未来发电”项目是一次调查CCS在实际发电中效果的认真尝试。但这个项目于一月份宣告取消，原因是预计成本从8亿3000万美元猛增至18亿美元。

困难
必须克服的困难是令人畏缩的，它要求国际合作、创新、巨额投资项目和公众接受。所有这些都要通力配合才能敌过全球变暖的步伐。

　　首先，在化石燃料和能源生产的过程中捕捉二氧化碳所需的费用是极其昂贵的。

　　第二，埋藏地点必须经过检验。在那儿，二氧化碳不能泄漏，必须修建包括油轮和管道在内的设施来运输二氧化碳到这些地点。

　　第三，由于成本原因，还没有各类环保公司有意向在（碳捕捉）CCS技术上进行投资，美国麻省理工学院的一项研究提出碳捕捉（CSS）处理二氧化碳的成本约30美元（19欧元）每吨。这就要求要么提高碳税抵消排放成本，采取碳排放限定及交易许可来取得税金，或者直接采用大量的政府补贴。专家说，面临着市场不断地全球化，一个使二氧化碳排放付出代价的绿色国际协议很有必要。有排放成本才会促使一些企业改进生产，减少污染。

　　第四，对于在陆地而不是海上存储，公众可能会有反对意见，因为地震或者其他地质事件有可能将巨大的温室气体重新发散到大气中。
  
　　作为天然气精炼以及氨、氢工厂工业过程的一部分，在能源生产中分离出了二氧化碳已经基本成功，所以碳捕捉已经完成，下一个目标就是寻找合适的埋藏地点了。

意义
CCS技术不仅可以对气候变化产生作用，还可以实现一定的商业价值。被捕获的碳可以用于石油开采，冶炼厂，甚至汽车业。二氧化碳可以变废为宝，将石油的采收率提高至40-45%。

　　美国能源部发布的一份报告显示，目前美国剩余的石油可采储量为200亿桶，如果采用二氧化碳注入提高可采储量的话，其储量最多可增加至1600亿桶，潜力相当大。英国政府目前正在考虑将捕获的碳储存到北海油田采空石油后留下的空洞中，而且要把北海油田变为一个碳存储基地。

示范工程
到现在为止，只有三个成功的CCS项目处在进行中。

　　Weyburn-Midale项目填埋的是北达科他萨斯喀彻温省一座废弃油田的煤炭气化厂产生的二氧化碳。英国石油公司经营的阿尔及利亚萨拉油田项目把从当地生产的天然气中提取的二氧化碳输入地下。挪威大型石油天然气公司国家石油公司也在北海的有两处类似的项目。而这些项目事实上都与发电没有关系。几年之前，这些项目还大受追捧。但现在，追捧者开始紧张了，不敢立刻上马新的项目。

　　问题很严重。上述的三个“示范工程”每个每年处理100万吨二氧化碳，但仅美国的发电厂每年二氧化碳排放量就达到15亿吨。这也就意味着仅美国就要找1500个合适的地点建立CCS项目，而且没人知道在美国是不是真的能找到那么多合适的地方。甚至把如此大量的二氧化碳运到处理厂也是一个巨大的工程。

规划
按照欧盟的规划，德国将建设2个CCS示范工程，荷兰有3个，英国有4个。德国，荷兰，英国，西班牙和波兰将分别获得约2.45亿美元的投资。除此以外，意大利将获得1.35亿美元，法国将获得6700万美元用于二氧化碳运输基础设施建设。

　　刚刚结束的八国集团峰会上，各国领导人继续就能源和气候问题达成共识。欧洲希望在2010年至少有20个发电厂使用CCS技术，并实现规模化和商业化。到2015年，欧洲至少要建立10个大型示范工程。那么到2020年，CCS技术就可以在全球范围内实现广泛的商业应用。要实现这个目标，这些发达国家需要在今后10多年内投入200亿美元。[1]
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政府间气候变化专门委员会应联合国气候变化框架公约的邀请而编写:
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--特见第8页图 SPM.6b. “预计在沉积盆地中可能发现适合的盐沼池构造、石油或天然气层或煤层的区域。。。”





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袁乃驹：碳捕捉能不能救地球？
来源：中国能源报 发布时间： 2009年09月23日 14:50 作者： 袁乃驹

编者按

　　《南方周末》（2009年8月27日出版）第16版中《碳捕捉救地球？》一文从经济和政治的层面上进行分析，对国内外目前热炒的CO2捕集封存（CCS）问题提出了疑问，也提及可能存在安全性和可靠性的问题。本文作者从工程技术和基本原理上作进一步分析，得出CCS实际上是不可行、原理上也存在导向性错误的结论。本期编发这期文章，希望能让读者对碳减排有更深层次的认识，对气候外交有进一步的思考。

　　全过程分析能耗

　　《碳捕捉救地球？》（以下简称该文）一文引用了华能北京高碑店热电厂已建成的一个捕集CO23000t/年实验装置的实验数据，表明要捕集此电厂所产生的CO2，需要耗费全厂产生电力的30%，投资要从原来的4000元/千瓦增加到8000—12000元/千瓦，电价成本要增加20—30%，从经济的层面考虑是难以接受的，但这种分析是不全面的和不够深入的。

　　应该指出，完成CCS全过程的能耗以及增加的投资，应包括从把CO2捕集到储运和封存全过程所消耗的电力、热能，全过程所必须增加的设备动力装置，生产制造这些设备装置所消耗的材料和能耗。并计算出提供这些设备、材料、能耗可能产生的CO2，分担在每吨所捕集封存的CO2上，若为了捕集封存这些CO2而额外产生的CO2比拟捕集封存的CO2还多则CCS便毫无意义，根本是不可行的。试想，若不把CO2封存，是完全不需要生产和消耗这一系列材料和热能的。根据以上原则，可以对CCS全过程作一大致分析：该文已指出，要实现CCS，对CO2除了捕集以外，还要把它储在贮罐、输送到封存地点，并压送到地下或海底。高碑店热电厂给出的数据可代表仅把电厂产生1t的CO2分离便要额外消耗所产生电力的30%，亦即要额外产生0.3t的CO2。把捕集的CO2输送到封存地点，只能通过管道或陆路、水运进行。最可能的方法是先把CO2压缩液化，CO2的临界压力为7.38MPa、临界温度为31摄氏度，把CO2压缩为液体所耗的电能是比较大的。若用管道输送，消耗的电力与输送的距离远近有关。初步计算，压缩液化CO2并用管道输运所消耗电能所产生的CO2的数量级约为被输送CO2的百分几十或更多。若用汽车、火车、船只运输则可能产生比管道运输更多的CO2。到了封存点，若要维持为液态CO2，需压缩到800m—1000m以下的海底或矿井中，则需要更多动力。为了完成全过程的CCS，必须建造较大承受高压的储罐、管道沿途的加压泵站，穿越地层的输气管道。所需投资可能比电厂的捕集装置更多，亦即需要建造更多附加装置和使用更多的动力装置，消耗大量资源和材料。若把电厂捕集CO2的能耗，CO2液化和输运的能耗压缩封存到地下的能耗，建造全过程设备折算到每吨封存的CO2能耗加在一起，其额外产生的CO2比封存的CO2还多，CCS还有意义吗？还值得花大量人力、财力去研究吗？

　　CO2减量是关键

　　从基本原理上，CCS亦存在错误导向。地球刚形成时，原始大气含CO2很多，氧极少。一直到20—30亿年前出现了微藻，可以利用CO2、水和阳光进行光合作用生成碳水化合物并释放出氧气。经过亿万年，原来大气中的CO2绝大部分都形成碳酸盐和化石燃料保存在地壳和海水中，释放出的CO、O2形成今天的大气，并维持生物圈的生态平衡。人类出现的几千年中，生活活动所产生的CO2类较少，可以靠植物的光合作用转化，基本上维持大气组成的稳定。但在工业革命的近两三百年，人类使用化石燃料数量愈来愈多，而且大量砍伐原始森林使产生的CO2比转化的CO2更多，大气中CO2浓度升高。便产生目前众所关注的“温室效应”。一些学者把近百年地球平均温度升高归因于大气中CO2等气体浓度上升，减少了热量向宇宙散射而造成的，自然也有一些不同意见。究竟是哪些因素对地球温度变化起主要作用还有待探讨。近几百年，大气中CO2的浓度增加了200—300ppm（百万分之一），亦即只增加了万分之2—3，但能大量把CO2转化为氧的原始森林却减少了百分之几十。

　　要解决CO2的温室效应应包括两方面：一方面减少所产生的CO2即减排；另一方面应增加CO2的转化，才能有效减少大气中CO2的浓度。而且，后者可以帮助氧的产生和循环。因此，正确的提法应该是“CO2的减量”。减排仅是一方面，更重要的另一方面应该是CO2的转化，只提减排是片面的。

　　我国政府通过植树造林、发展和保护森林资源，为推进全球生态保护、增大CO2转化能力、缓解全球气候变化作出了巨大贡献。新中国成立以来，我国积极开展植树造林活动，初步形成了以工程造林为主体，社会造林和全民义务植树共同发展的造林绿化新格局。全国森林总面积由新中国成立初期的8280万公顷增加到17491万公顷，年均生长量约5亿立方米，森林蓄积由90.28亿立方米增加到124.56亿立方米，每年净吸收CO2约9亿吨，为我国同期排放CO2增量的3倍左右。

　　相反，美国计划在巴西砍伐大量原始森林种植甘蔗作物以生产乙醇做替代燃料。这将大大减少自然界转化CO2的能力，对于CO2的减量是不利的。而乙醇作为汽油的替代燃料，片面的从减排来看则可能是有利的。由于只强调减排，使人们认为采用CCS才是可以使大气中CO2减量的主要方法，这其中却没有考虑到化石燃料燃烧生成CO2要消耗大量的氧气。

　　正确方向是增加碳汇

　　近年，全球每年采用近100亿吨的化石燃料，若采用CCS方法把生成的CO2全部封存，即把其中的碳元素以CO2的形式封存在地壳中则要消耗近2×1010t的氧，而大气中的氧约只有1015t，则每年大气中氧的浓度要减少2/105。用不了多长时间，大气中氧的浓度便降至不能维持人类和生物的正常生长，这个后果要比温室效应严重的多。因此， 把地壳中碳元素燃烧为CO2的CCS存在方向上的误导作用。正确的方式应该是把这些CO2转化为氧、生物质和有机碳化合物才可以保持大气中氧的浓度，维持土地的肥力。当然，捕集部分CO2加以利用或就近用以作三次采油的介质都是值得推荐的方式。这和把CO2封存是两个不同的问题，而且用量少，不会影响到大气中氧的浓度。

　　在提倡CO2减排的同时，应该强调CO2的光合转化。大力植树造林，反对砍伐原始森林，研究提高植物光合效率的方法，更多利用光合效率高的藻类，充分利用农林业的秸秆下料以代用木材，并部分转化为土壤有机质。正如2008年9月8日，胡锦涛主席在悉尼亚太经合组织领导人大会上的发言，主张要“建立亚太大森林恢复与可持续管理网络”，“增加碳汇”，通过植树造林等方式把排放到大气中的CO2以生物量的形式固定下来，这就是碳汇。这才是控制温室气体的正确方向。迄今为止，即使在发达国家亦只建成为数不多的小型CCS试验装置，主张CCS的专家们特别是对我国科技工作的决策有影响的人士，应能提出具体数据来证明他们的正确。而对CCS投入大量资金和人力是否合适则应进一步加以研究。
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中国的碳捕捉和碳封存技术难题:极其扯谈的CCS何以被称作投资新宠   
2009-10-21 14:00 来源:《华尔街日报》　　作者:Keith Johnson

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xyh8721

IPCC的报告也有质疑的!

第四次评估报告（2007年）的结论采用了术语“可能性(likelihood)”和“信度(confidence)”作为确定性或不确定性的表述。

四次评估报告：

第一次评估报告：近百年气侯变化可能是自然波动，或人为活动，或二者共同影响的，概念比较模糊。
第二次评估报告：表示人类活动对地球气侯和气侯系统影响。但是越来越多各种各样事实表明，人类活动影响已经被检查出来，认识提高了。
第三次评估报告（2001年）：新的更强证据表明，过去50年增暖可能归因于人类活动。　
第四次评估报告（2007年）：“气候变暖已经是“毫无争议”的事实，人类活动“很可能”是导致气候变暖的主要原因。” “很可能”表示这个结论可靠性在90%以上。

关于人类活动产生温室气体的影响还有不同看法！此帖于 2009-11-03 09:39 被 xyh8721 编辑。

myhs

华能不是搞了好多年了吗？现在又在石洞口二厂上新项目。

胆小如鼠

辩论氢能钱景，平移到碳，≌≌≌辩论二氧化碳钱景。
对二氧化碳的争论是没有确定的结论，是不能证明的，道理很简单，史前没有人为地这么燃烧化石燃料，现代工业燃烧放出这么多二氧化碳一定会有问题，所以人们就联系任何自然异常都会认为人为放出的二氧化碳惹得祸，但又没有办法完全模拟实验。
被利益集团拿来说事--就成了利益之争。但核能是获利。趁着美国对核的政治怀疑，赶紧发展。否则资源总是稀缺的，一旦美国要上我们还可能有份儿？核工业总体上要寄托收碳税。

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引用:作者: 胆小如鼠 趁着美国对核的政治怀疑，赶紧发展。这是正理。比尔盖茨都看出来来凑热闹了。还好没上市，否则巴菲特更不会闲着。
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