中國鋼鐵行業提高能源使用效率,減少碳排放的壓力漸增,碳捕集與封存技術(下稱“CCS”)在鋼鐵制造過程中的推廣機遇凸顯。
6月6日,必和必拓與北京大學宣布簽訂捐贈協議,計劃在三年時間內,必和必拓向北京大學捐贈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CCUS的部署與實施。根據協議,必和必拓將與北京大學及其他項目合作方共同研究在中國工業領域特別是鋼鐵行業部署落實CCUS所面臨的政策、技術與經濟等壁壘。
在新一輪的能源技術革命呼之欲出的大背景下,世界能源科技進入快速發展階段,新的能源技術成果不斷涌現。世界主要國家均把能源技術作為新一輪科技革命與產業革命的突破口,通過制定相關政策確保能源迭代穩步進行。
2016年5月3日,據德國環境部的一份文件草案顯示,在2050年前,德國將通過停運其全部煤炭發電站以減少碳排放實現其氣候目標。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年關閉所有的燃煤電站的時間表。
然而,作為保持電力穩定供應的關鍵環節,煤電的退出似乎不會像上述時間表中計劃的那樣快速。根據國際能源署的預計,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:為實現最終的氣候目標,必須繼續開發新技術,采取銜接情景之外的技術措施,能夠讓必要的技術在推廣之前進入成熟階段。
其中,在可再生能源比重增加的過程中,CCS(或CCUS)作為降低電力行業和工業排放的技術,能夠成為保障電力穩定供應的有效手段之一。
CCS技術原理初探
據全球碳捕集與封存研究院的官方網站資料顯示,CCS技術原理可以大致分為捕集、運輸與封存三個階段。
二氧化碳捕集是把二氧化碳從在燃燒的化石燃料用于發電的過程中或工業生產過程中所產生的其他氣體分開。運用溶液、固體材料或者致密的薄膜實現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輸和儲存,進而被運輸到適合的封存點。目前,二氧化碳已可通過管道、輪船和罐車進行運送,主要用于工業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可以使二氧化碳以液態形式存在,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,一系列傳感技術將被用于監測其在巖層間的流動情況,用來監測其穩定性與安全性。