2013年12月24日,星期二

碳捕获和存储:更新

如果碳捕获和储存能够以合理的成本完成——这个“如果”绝对是巨大的——对气候变化问题的影响是非凡的。在仍然燃烧化石燃料的情况下,至少可以实现一些必要的减排。总部位于澳大利亚的全球CCS研究所在其年度报告中描述了碳捕获和存储的潜力和面临的问题,CCS的全球地位——2013。说明一下,这个研究所是在我2009年,澳大利亚政府及其成员提供了初始资金。包括国家政府、跨国公司、小企业、非政府环保组织、研究机构和大学。”在我看来,它似乎有点支持潜在的碳捕获和存储方法,但它仍然提供了一个有用的概述,该技术目前的状况。

该报告设想,到2050年,CCS技术将占到减少的碳排放量的15%左右,而不采用CCS技术的情况下,碳排放的基线将不存在。他们的观点是,如果要减少碳排放,那么与其他一些选择相比,CCS技术将具有成本效益。该报告认为(引文省略):


“在低碳的未来,CCS具有强大的成本竞争力。 商标注册用商品与国际分类尼斯协定据能源机构(IEA)估计,仅在电力部门排除CCS作为一种技术选择,到2050年就会使减排成本增加约2万亿美元。这是因为在电力行业,CCS作为一种低排放技术的许多替代品都更加昂贵. ...
除了电力部门,如果没有CCS,能源相关和过程中的二氧化碳排放是不可能消除的。这是因为CCS是唯一一种能够在几个工业部门(如钢铁和水泥)实现深度减排的大规模技术。工业部门的排放量占目前全球二氧化碳排放量的20%以上。因此,未来几十年,CCS技术在电力和工业领域的广泛应用,对于实现低碳能源的未来至关重要,至少在成本上是如此。”
我倾向于认为碳捕获和存储是一种未经证实的技术。在这里,报告舞动着微妙的线条。它一方面认为CCS的基本原理是众所周知的。但它也认为,如果CCS要成为未来碳减排的主要参与者,就需要做出巨大的改变。下面是一个令人鼓舞的讨论示例:

“CCS经常被错误地认为是一种未经证实或处于实验阶段的技术。事实上,这项技术已经被广泛理解,并在某些应用中被大规模使用了几十年。例如:
  • 在气体处理和许多工业过程中,大规模的二氧化碳分离是一项常规工作
  • 二氧化碳管道是一项成熟的技术,无论是在陆地上还是在海底
  • 大规模二氧化碳注入和地质储存技术在盐渍油藏中已经安全运行了15年以上,在油气油藏中已经安全运行了几十年。
目前全球有12个正在运行的大型CCS项目,有能力每年防止2500万吨二氧化碳进入大气。CCS广泛应用的关键技术挑战是将组件技术集成到发电和其他工业过程等新应用的成功大规模示范项目中。”


关于已经存在的大型项目和其他可能考虑的项目,有一个冗长的讨论。还对需要克服的各种障碍进行了冗长的讨论。以下是一些例子:

“超过90%的CCS总成本可以由与捕获过程相关的费用驱动. ...目前有各种各样的研发项目专注于开发新的、更经济有效的捕获技术。例如,美国能源部的国家能源技术实验室(NETL)有研发项目,旨在探索可用于二氧化碳捕获的新型溶剂、膜和吸附剂。这些项目的重点是在实验规模上开发技术,然后为其过渡到试点规模提供资金。”
“CCS要应对将全球变暖控制在2摄氏度以内的长期气候挑战,预计未来30-40年需要建设的二氧化碳运输基础设施的规模将是目前正在运行的二氧化碳管道网络的100倍。”
“现在迫切需要出台政策和提供资金的项目,鼓励勘探和评估巨大的二氧化碳储存能力。”
“2008年至2012年,“政策领袖”政府承诺为大规模的CCS示范项目提供220多亿美元的直接资助. ...2009年底,全球正在考虑的资金支持规模超过300亿美元。然而,随着全球金融危机的加深,一些融资机制在立法之前就被取消了……到目前为止,并不是所有可用的资金都被占用了。在一些司法管辖区,由于立法限制或政府优先事项的改变,部分资金不再可用。在某些情况下,由于资助机制的结构,或由于项目设计的原因,资金难以获得,政府的可用承诺的价值有所下降。资助承诺总共减少了70多亿美元……”

简而言之,碳捕集和储存技术需要大量的基础研究,包括碳捕集技术、碳运输的基础设施以及碳储存的地点。与此同时,资金承诺正在减少。报告是这样总结情况的:

“CCS正处在一个十字路口。对于那些沉浸在一个非常具有挑战性的环境中,而且资金和政策承诺往往进展缓慢的人来说,很容易把CCS的商业部署放在“太困难”的篮子里。然而,对于那些着眼于创造一个可持续低碳能源未来的真正挑战的人来说,CCS的商业应用是不容商量的。CCS的价值主张确实存在,但沟通起来很复杂,也很有挑战性……”
完成报告时,我觉得碳捕获和储存在商业上可行的障碍和我之前想的一样大,如果不是更大的话。但有一些有趣的工作正在进行:2013年12月的一份报告科学美国人描述了一些将二氧化碳注入地下玄武岩地层的研究,在那里矿物质将与二氧化碳相互作用,将碳转化为固体,从而消除了未来可能泄漏的任何风险。更高的碳排放所带来的不利气候变化情景的风险非常大,任何可能的解决方案,即使是部分解决方案,都不应被忽视。