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1、【声明】：本材料为受众提前准备分享内容所写，非嘉宾者讲稿，且未经嘉宾者审核。如 有疑问或建议，请与阅读材料整理者联系。讲座内容：CCS技术讲座嘉宾：工学院教授：袁章福讲座时间：2011年12月01日阅读材料整理者：赵嘉佳 CDM Club学术实践部第一部分：背景介绍在应对气候变化的大环境下，研发和推广低碳技术被视为减少碳排放的重要方法。 在各类低碳技术中，碳捕集与封存技术(CCS, Carbon Capture and Storage)被寄予厚 望，但同时又最饱受争议。山于CCS出现时间较短，技术可靠性和经济性等问题尚有待落 实和改进，因此，在解答以上关乎国家战略的问题Z前，首先应该明确CCS
2、技术本身的发 展现状、而临的挑战和机遇、利益相关方参与机制，涉及的国际合作、跨行业合作等问题。基于以上考虑，我们有必要了解国内外CCS技术，法规和资金机制等问题现状，了解 国内外CCS发展的趋势和异同，但是CCS的发展必须建立在一定的前提条之下，包括明朗的 气候政策、快速成熟的技术、成本的大幅下降、可形成的产业链、完善的法律法规、顺畅 的跨国和跨行业合作等。CCS是最要的过渡性减排技术，且长期而盲使用CCS可降低总减排成 本提高能效、发展替代能源(包括可再生能源和核能)和CCS技术是瑕为重耍的三种减 排手段。根据国际能源署(IEA,International Energy Agency)的研究
3、，在2C温升情景下， 2020年、2030年和2050年山提高能效带來的减排量将分别占当年能源相关减排量的 65%、57%和54%o但随着提高能效技术的“天花板效应逐渐显现、替代能源资源山易开 发逐渐转为难开发等原因，CCS的减排贡献将从2020年占总减排量的3%上升至2030年 的10%,并在2050年将达到19%,成为减排份额最大的单个技术。不仅如此，IEA在综合分析了各类减排技术的长期减排成本后认为，CCS技术的使 用可降低总减排成本如果在不采用CCS技术的情况下实现温度控制目标，那么到2050 年总减排成本将比使用CCS技术增加70%。CCS可能成为中cn占领低碳技术高地和中国企业进军
4、国际市场的机遇国际社会对CCS的呼声日渐高昂，以欧盟、美国、澳大利亚、英国、挪威为代农的 发达国家和地区组织（2分别宣布即将开展CCS示范项目，并为项目提供资金支持。虽然中 国政府尚未制定明确的CCS发展战略，但到目前为止，中国无论在技术研发和项日示范上, 均己有一定成果。当国际气候政策逐渐明朗后，一旦CCS技术开始大规模应用，将会形成 很大市场。除了在中国的大规模应用潜力，CCS技术的潜在帀场还包括美国、欧盟、澳大 利亚、印度等国。如果中国可以提前占领CCS技术高地，那么借助在过去30年中积累起 來的装备制造能力，中国具有在未來CCS市场中占领一席之地的巨大潜力，中国企业也可 借此进军国际市
5、场。第二部分：学习内容碳捕集与封存概念碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage,简称CCS,也被译作碳捕获与埋存、碳 收集与储存等）是指将大型发电厂所产生的二氧化碳（C02）收集起來，并用各种方法储 存以避免英排放到大气中的一种技术。CO2捕集和封存（CCS, Carbon Capture andStorage） 技术是指将CO2从工业或相关能源产业的排放源中分离出來,输送并封存在地质构造中, 长期与大气隔绝的一个过程。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球 变暖最经济、可行的方法。信息简介CCS技术可以分为捕集、运输以及封存三个步骤，商业化的二氧化碳捕
6、集己经 运营了一段时间，技术己发展得较为成熟，而二氧化碳封存技术各国述在进行大规 模的实验。ccs项目目前国际上止在开展的CCS项目有很多，其中比较著名的是：美国未来发电计划CFutureGen）：项目原打算在一个260MW的IGCC电厂测试碳 捕集技术和CCS系统，目标是将电厂废气减少到近零排放的水平。2008年6月30 日美国能源局宣布将重新整合未来煤电计划。美国能源局将只赞助CCS系统，而不 再向IGCC电厂投资。挪威Sleipner项目：Sleipner项目开始于1996年，是世界上首个将C02封存在 地下咸水深层的商业实例，山挪威国家石油公司运营。该项目每年可封存100万吨 C02o
7、此外，中国己经于2008年在北京一个热电厂改造了 CO2 M集设备，更多的CCS 项目止在规划中：华能-CSIRO燃烧后捕集示范项目该示范项目山澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）、中国华能集团公司 以及西安热工研究院（TPRI）联合建设。该项目是对华能北京高碑店热电厂进行碳 捕集改造，设计CO2回收率大于85%,年回收CO2能力为3000吨。该示范项目已 于2008年7月16 口止式投产等等。第三部分：延伸阅读碳捕获与气候变化的未来（节选）气候酷派媒体研修班回顾2009-6-19科学松鼠会四月对于这项技术的疑虑首先，资金投入是个口大的问题，该有谁來买单？政府还是企业，或者环保组织？
8、应该如何保证每 座新建的发电厂或每-座L1经存在的旧发电厂都能够安装这些一氧化 碳捕集设备？与没有捕集设备的传统发电技术相比，所有用于大型发电厂分离高浓度一-氧化碳的现 有技术都要求人呈増加设备以及消耗能源。不同的捕集方法带来的増加设备的形式和能源 消耗的性质对能各不相同，但共同的结果是：安装二氧化碳捕集设备的火力发电厂相比， 其发电的基本成本更高，发电效率更低。在这点上，发电厂会愿意吗？电价是否上涨？ 会否因为电价上涨而导致社会经济波动？不仅如此、运输管道，将一-氧化碳注入地下的设 备，每个地方都需要钱。如果投入和产出不成止比，哪个金业会傻到这个程度？如果我们 能像挪威那样，对向空气中排放二
9、氧化碳的企业征收詁贵的碳税（每公吨30美元），也 许他们才会自觉一点。事实发工在眼前：2008年，美国能源部曾经计划在伊利诺伊州的马顿市建造一个名为 未來发电的发电厂，这将是吐界上第-座集一-氧化碳捕集和封存、发电、制氢于体的研 究型电厂。它瑕初的预算是8亿美元，然而，当新工厂建造价格上升至18亿美元时，能 源部収消了这一计划。另个方面來自二氧化碳的封存，无论是地质封存还是海底封存，但是人们都担心二 氧化碳可能会慢慢地泄漏出來,尤其是海洋,会否引起海水酸化、海平面上升，导致新- 轮的生态恶化？哈佛大学地球与行星科学教授丹尼尔施拉格2006年在美国科学院院刊上发衣 了-篇论文，提出将一氧化碳储藏
10、在数方米以下的深海海床的多孔沉积物中。在这个深度, 一氧化碳受到更高的压力和温度的控制，应该会减少活性，能够无限期地封闭在那里，施 拉格认为，留存在多孔岩石中数帀万年的海水钻出疏散的通道有助于减轻岩石承受的床 力。他说，古老的海水与当代的海水非常近似，因此释放出來也不会造成生态影响。随着 时间的推移，释放出来的海水会使海平而增高，不过增幅不人如果每年封存四白万吨二 氧化碳，在百年内只会使海水升高微米。即使一T家发电厂开始在海里封存碳，海平 面在一方年内也只会升高一亳米。”哥伦比亚人学莱蒙特道荷捉地球观测所研究的科学家戴夫戈徳伯格认为这是止 确的，他说：“海洋如此广阔，不管是通过提升海底还是取代
11、原來驻留的海水，注入一-氧 化碳都不会使海平而升高多少，不过，细菌的生态也许有可能被改变。”血实际情况是，在挪威，1996年，挪威政府将斯萊普尼肯尔气皿地区作为存碳区，他 们在距离斯莱普尼肯尔A平台几方米远处建立了-个收集工厂，这个足球场大小的设备山 四根混凝十圆柱支撑，放這在常有风浪的北海海平面30米之上。根据12经公布的资料， 一-氧化碳被注入了海床-公里下的沙石层之被-个多孔的砂岩层和个名叫Utsira, 长700公里，宽70-80公里的人水库所吸收，英上方覆盖着数白米不透一氧化碳的细泥岩。 至今过去十三年，官方数据声称这己经证明了这项技术的安全性。但环保组织绿色和平提出质疑，他们的数据
12、显示，重注入的一氧化碳向海底移动的速 度越來越快，也就是说有-天他们很可能会泄露出來，山于一氧化碳比空气中，会沉积在 人气层的下方，1986年喀麦隆曾经山于地爲，引发120万吨二氧化碳从尼奥斯湖中泄露出 来，导致1700人死亡。如果挪威的海底发生类似的事情，后果将会如何？在现场我们就这个问题询问了专家，他的冋答是：“我们会对这些存放地点进行监控, 如果因为岩层的问题发生了泄漏，说明这个地点不适合存放，因此会将这吐诸如的一氧化 碳抽岀来。同样的，一-氧化碳在岩层中存放的时间越久，就越稳定，最后会和岩层结合在 起，如果十年没发生问题，一13年就不会发生问题， 万年、十万年都不会发生 问题。”但是，
13、如果发心地震或海底火山爆发，或者仅仅是因为岩层断裂iMJI起的一氧化碳泄 漏，不论它们发生在什么吋候，我们能不能及时监测到这些变化，又有没有时间将这些一 氧化碳及时安全地抽离出来？或者，按照匕家所说，存放的时间越久这些二氧化碳越稳定， 那么当二氧化碳发生缓慢淞漏的时候，我们又如何将那些已经与岩层结合，但是在将来对 能散逸出來的二氧化碳呢？这个答案谁來告诉我们？不同的声音环保组织地球之友的份报告指出：以英国为中心的碳抵消行业有着数十亿美兀的交 易笊，但这个行业并没有起到降低全球温室气体排放的作用。报告指出，碳抵消计划的问 题在于，它减少的温室气体比科学家所说的避免灾难性气候变化所需的笊耍小的多。
14、同时， 他几乎既不能够证明没有抵消资金的话，抵消计划就不口能够推行，也不能够计算淸处一 项计划究竟能够减少多少碳排放。另外一份名为碳捕捉技术无法令炭变洁净(Ctirbon Capture Can t Make Coal Clean) 的报告指出：煤炭，它现在不会，也永远不口能被净化。化右燃料的应用匕经対人类文明 构成了威胁，因而要尽 切所能去淘汰它。”这份报告说：的确，CCS值得深入研究，但 研究的方向应该是如何使Z应用于其他领域，而不是成日与炭为伍。因为垠终CCS可能述 需要利用地质I】程学的方法來将温室气体以及二氧化碳排出人气层。如来它能成功作用于 二氧化碳，那它或许还能进一步开发应用于沼
15、气及其他温室气体。这份报告述指出了目前存在的一些问题：每捕获吨二氧化碳的成本大约在70美兀， 却最多只能捕获90%的一氣化碳排放鼠。此外，它需要很多的能源來完成去碳丁作，也就 是说，你必须再多消耗25%的煤炭才能将原先产生的一氧化碳去除，此外，垠示你仍然不 得不而对那好儿吨含有一氧化碳的冷冻氨呢，更奩的 件事情是，阿尔斯通电力公司和威 斯康新能源公司进行了 个示范项H：用冷氨法从锅炉烟气中吸收二氧化碳以展示碳捕集 技术的对行性。这-项H已无故障地连续运营了 4600多个小时，并在过去的年里捕获 了超过1& 000吨的二氧化碳。但是，山于这只是示范性项目，所以阿尔斯通没有对二氧 化碳进行任何处理，就将它和其他的锅炉烟气重新放冋了烟囱。“远离炭吧，还是把精力花在那些在未来更有应用询景的能源丄吧比如太阳热发电。”这份报告如是说。第四部分：信息来源1 北京大学清洁发展机制研究会(CDMClub) .2011 CDM Club学习手册,2011.2 气候组织.CCS在中国现状、挑战和机遇，2010.四月.碳捕获与气候变化的未來，h(D：/songshuhui.nc/archivcs/15395, 2009.4百度百科.碳捕获与封存，hUp:/ 2011.康夫.捕风捉碳一碳捕集、储存及利用技术，20
