二氧化碳：埋起來還是用起來？

 

    目前從世界各國看，二氧化碳捕集與封存（CCS）技術被認為是短期之內應對全球氣候變化最重要的技術之一。該技術是通過一定的化學反應將二氧化碳捕捉起來，使之不排放到大氣中，再經過壓縮、運輸，將其封存在枯竭的油田和天然氣井或者其他安全的地下場所，以備適時開發應用。但該技術成本大，風險也大。而推廣二氧化碳的再利用可能更現實。

　　那么，到底是把二氧化碳埋起來還是用起來，業內專家發表了各自的看法。 埋起來可長久開發并能提高石油采收率
    　　    　　
　　據專家介紹，目前全球大氣中的二氧化碳濃度為387ppm(已經比工業化之前的水平高出38%)，而在未來數十年中，一旦大氣中的二氧化碳濃度上升到超過450ppm的臨界水平，災難將不可避免。面對日益緊迫的氣候危機，CCS技術儼然成了新能源時代到來前的最佳過渡方案。據聯合國政府間氣候變化委員會調查，CCS技術的應用可望為全球二氧化碳減排目標貢獻20%～40%，將對氣候變化產生積極的影響。

　　20世紀70年代起，我國開始進行利用二氧化碳提高石油采收率的研究工作。

　　“噸煤含碳750千克，每燃燒1噸煤炭將產生2750千克二氧化碳，我國煤炭約占整個能源結構的70%～80%，2009年利用煤炭達到28億噸左右，排放的二氧化碳就是一個很大的數字。因此，推廣CCS技術，對我國減少碳排放無疑具有重要意義。”大唐遼寧阜新煤制天然氣項目籌備處總工程師姜成旭給記者算了這樣一筆賬。

　　記者在采訪中注意到，雖然二氧化碳捕集技術日漸成熟，但隨之而來的擔心是，捕集這么多二氧化碳，如何處理？

　　西安熱工院總工程師許世森告訴記者，逐漸成熟的物理碳封存技術可以解決這個問題，即將捕集的二氧化碳經過壓縮處理，輸入到枯竭的油田、礦井等地下進行封存。研究表明，今后100年內把捕集的所有二氧化碳全部封存地下不成問題。

　　國家“973”計劃“溫室氣體提高石油采收率的資源化利用及地下埋存”項目首席科學家沈平平說，我國在2006年開始此項研究，2008年在吉林大情字油田進入現場試驗。先導試驗顯示，大情字油田可以埋藏30萬噸二氧化碳。從2008年6月份起到現在已經注了1萬噸二氧化碳，現在看效果較好。中石油準備今后幾年都在這個地方做現場試驗。

　　中歐碳捕集與儲藏合作行動（COACH）項目執行報告指出,在碳封存問題上,可行的封存點位于天津大港油田、山東勝利油田、河北開灤煤礦,以及山東濟陽凹陷區的深層咸水層。對于一些油田來說,將二氧化碳注入儲油層，不僅能封存二氧化碳,而且能提高石油采收率。以勝利油田為例。如果通過注入二氧化碳的方式提高原油采收率、采收率增加幅度為2%～10%的話,那么勝利油田可多開采的石油量估計會達到2300萬噸至1.12億噸。據20世紀90年代在江蘇油田、大港油田和遼河油田開展的相關實驗研究表明，在枯竭的油井中，1噸二氧化碳能增產0.5～1噸的石油，每噸二氧化碳增加經濟效益數千元。

　　采訪中記者了解到，目前國內一些企業正在研究利用CCS技術。中國神華集團公司一位負責人明確表示，該公司目前正在進行CCS示范項目的研究、開發和評估工作。現在碳封存的各種方式都在考慮，包括進行地質封存。而中國神華煤制油化工有限公司北京研究院負責人表示，該示范項目將在１～２年內進行規模實施。

　　記者還了解到，盡管我國從20世紀70年代起才開始開發CCS技術，但目前為止已經有成功的范例。2007年12月26日開工建設、總投資2800多萬元的國內首座燃煤電廠——華能北京熱電廠煙氣二氧化碳捕集示范工程已于2008年7月建成投產。這項示范工程每年可生產3000噸食品級二氧化碳，全都出售給了食品公司，價格只有市場價的一半。示范工程每年運營成本有100多萬元，其中化學處理所需的溶劑價格達4萬元/噸。

2009年10月22～23日，CCS技術國際研討會在重慶召開。會議期間，主辦方中電投遠達環保工程有限公司向國外專家介紹該公司的燃煤煙氣凈化綜合實驗基地的情況。該基地可針對原煙氣二氧化碳捕集、脫硫、脫硝等多個領域的新技術研發。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    　　    　　
　　用起來空間巨大還可達到節能目的
    　　    　　    　　
　　但記者在采訪中發現，對CCS技術表示擔心的專家也很多。據了解，CCS技術只適用于一些二氧化碳純度高、比較容易捕集的煉油、合成氨、制氫、天然氣凈化等工業過程。西安熱工院總工程師許世森告訴記者，CCS技術本身非常耗能。發電廠做這樣的項目，發電成本起碼要提高20%～30%，發電效率要降低8～10個百分點。

　　大唐遼寧阜新煤制天然氣項目籌備處總工程師姜成旭說，以目前的技術水平，捕集每噸二氧化碳大約需200～300元，這還不包括二氧化碳封存的成本。我國化工行業普遍存在產能過剩，化工企業盈利能力十分脆弱，不少企業由于開工不足陷入虧損，如果再上二氧化碳捕集裝置，對捕集的二氧化碳進行封存，高昂的成本企業難以承受。更重要的是一旦被封存的二氧化碳外泄，濃度達到10%以上時，有可能對人體造成致命傷害。所以，雖然二氧化碳的捕集和運輸技術都比較成熟，地質埋存也有先例，但到目前為止，世界上還沒有一套大型而完整的二氧化碳從捕集、運輸到封存的產業鏈系統。

　　還有專家表示，除了捕集之外，選擇二氧化碳的埋藏地點也頗為講究，不是地下的任何地方都適合成為封存二氧化碳的“地窖”。適合作為二氧化碳歸宿地的地層也可分為3種。其中，枯竭的油氣田當然是首選，因為人們對其地質情況往往已有所掌握，并且形成了圖紙。“但這并不意味著枯竭的油氣田就都是最佳的儲存地點。”法國道達爾集團科學發展部高級副總裁孟思德說，最好的地點是那些能夠長期儲存二氧化碳、并同時接近二氧化碳捕集點的地方，因為運輸成本相當昂貴。

2008年7月，我國首個燃煤電廠二氧化碳捕集示范工程——華能北京熱電廠二氧化碳捕集示范工程正式建成投產。圖為工人們將二氧化碳充裝到運輸車輛后停車泄壓。（CFP供圖）

　　那么，除了將捕集的二氧化碳埋起來封存外，還有沒有其他辦法將收集到的二氧化碳進行處理呢？中國工程院院士金涌在近日召開的第九屆中國經濟論壇上提出了一個建議：從中國的情況來看，推廣二氧化碳的再利用可能更現實。

　　金涌認為，我們開展碳利用的空間很大。比如我國水泥年產能約13億噸，占全球的一半左右。這里面就存在很大的二氧化碳再利用空間。金涌的思路是，燒水泥的時候分解碳酸鈣，會生成大量的二氧化碳，再將二氧化碳耦合一個碳變成一氧化碳的放熱反應，不完全燃燒一部分碳，生成一氧化碳。同時用熱量把二氧化碳通過碳還原成一氧化碳，這樣就可以把生產水泥過程中釋放的二氧化碳變成一氧化碳。一氧化碳再往下利用，可以與氫合成甲烷、甲醇。現在國內外正在研究用甲醇做乙烯、丁烯、丙烯。我們可以先做甲醇，用甲醇做乙烯、丙烯、丁烯，同時也可以用甲醇做甲苯、乙苯、二甲苯。如果“三烯”、“三苯”都可以這樣做的話，我們就可以把大量的二氧化碳儲存在材料里面，起碼可以減緩幾十年。這是一個組合拳，通過過程的組合，通過再利用，達到減排的目的。

　　記者采訪中，一些化工專家對二氧化碳的利用提出了很多途徑和思路。比如，利用二氧化碳生產碳酸二甲酯技術可將工業生產中大量排放的二氧化碳變成碳酸二甲酯等精細化工產品；通過羰基合成等工藝技術，可使二氧化碳與氫反應生產甲烷、甲醇、碳纖維、工程塑料、瀝青以及建筑材料等，不僅能減少二氧化碳的排放，還能拓寬氫能利用的空間。

　　一些企業也在嘗試一些對二氧化碳進行再利用的途徑。比如山西的一家企業擬將捕集的二氧化碳用于生產肥料；陜西的一家電廠則會將捕集的二氧化碳注入油田以提取石油；華能電力集團公司在北京熱電廠興建的我國首個煙氣二氧化碳捕集示范工程已經順利運行一年多，可以算得上是世界上運行時間最長的燃煤電廠碳捕集裝置，年可捕集二氧化碳3000噸。這些二氧化碳被廣泛應用于冷凍食品、飲料等產品，可以賣到1200元/噸。
　

 

來源：中化新網