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负碳技术如何低成本商业化应用?

2021-10-11 20:34   来源:未知   作者:admin

  “推进碳达峰、碳中和,科学技术要发挥核心支撑作用。在我国当前经济持续增长、能源需求持续增加的背景下,推动实现碳中和,必须发挥以碳捕集利用与封存(CCUS)为代表的科学技术的重要作用和巨大潜力,建议国家层面高度重视并提供有力政策和商业化策略,支撑部署CCUS技术的研发与推广。”在近日由中国环境科学学会主办、中国环境科学学会碳捕集利用与封存专业委员会承办、中国科协生态环境产学联合体支持的首期碳中和与CCUS前沿沙龙上,数十位来自中国工程院、欧亚科学院、中科院等研究机构、高校以及企业的专家、学者以及行业从业者呼吁。

  根据测算,我国碳达峰的峰值约在100亿吨-110亿吨二氧化碳(CO2),到2060年碳中和实现,这些CO2需要通过能源结构调整和替代、节能、增加碳汇、CCUS技术和负排放技术来消解。

  “作为一种拥有巨大减排潜力和负排放潜力的技术,CCUS技术能够对我国气候目标的实现发挥重要作用。”中国环境科学学会碳捕集利用与封存专委会秘书长张九天表示。

  CO2利用技术是CCUS技术体系中的重要一环,是指通过工程技术手段将捕集的CO2实现资源化利用的过程,根据工程技术手段不同,可分为地质利用、化工利用和生物利用技术。

  “地质利用能够大规模实现CO2封存,而通过化学或生物的手段进行CO2的转化不但能够直接利用CO2,还能够实现实现一定的经济效益,对促进CCUS早期发展很有意义。”张九天告诉记者。

  北京绿色金融与可持续发展研究院、高瓴产业与创新研究院近日发布的报告《迈向2060碳中和——聚焦脱碳之路上的机遇和挑战》也表示,CCUS作为负碳技术,是实现碳中和的重要技术路径,是其他领域很难完全实现“零排放”时需要的技术。

  “对于煤炭、煤化工、石化等行业来说,在碳中和目标下,这类负碳技术的大规模、低成本的商业化开发应用是延续行业生存的希望,可以作为这些产业转型的重点探寻方向。”报告指出。

  目前,已有企业正在探索相关技术。北京光合新能源科技有限公司CEO兼首席科学家王琮告诉记者,CO2化学和生物利用技术可以把CO2作为碳氧资源,转化为其他产品,在实现碳减排的同时产生额外的经济效益,因此相关技术是目前能源和化工领域的研发热点。

  以他们公司研发的“等离激元”光热催化二氧化碳合成燃油技术为例,可利用阳光(或者废热)催化CO2合成燃油、燃气和化工原料等高纯燃料和高价值化学品,“这实现了二氧化碳转化利用的核心突破,发展潜力巨大。”王琮告诉记者。

  公司产业化平台总经理孟庆章介绍说,公司的CCUS技术先吸收大气中的CO2,实现负碳过程,再转化为清洁燃料的原理是典型的碳循环利用可再生能源机制。

  目前,这一技术已应用在黑龙江省七台河市鹿山紫顶二氧化碳合成燃油工业化试验基地,2020年完成了工业化前期试验,已开始批量产油产气。“产出的合成燃油和燃气高纯无杂质,可直接应用于燃油燃气运载工具设施,对接现有的化工材料产业链。”中试基地技术总监郁兰峰说。

  我国高度重视绿色低碳技术的研发与进步。自2006年以来,国家发改委、科技部等16个部门先后参与制定并发布20多项国家政策和发展规划,为CCUS技术的研发、示范、应用指明了方向。

  据生态环境部环境规划院发布的《中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)报告(2019)》,目前,我国CCUS技术种类齐全,发展迅速,囊括了深部咸水层封存、二氧化碳驱提高石油采收率、二氧化碳驱替煤层气等,为我国乃至全球CCUS发展、推广和管理积累了宝贵经验和数据。

  在鄂尔多斯、渤海湾、松辽盆地等矿产资源富集的区域,我国还建设了类型多样的CCUS示范项目。其中,9个是纯捕集示范项目、12个是地质利用与封存项目,其中包括10个全流程示范项目。这就意味着,在二氧化碳捕集、运输、利用、封存各技术单元及全链条技术方面,我国实现了较为丰富的积累与应用。

  生态环境部环境规划院气候变化与政策研究中心主任蔡博峰介绍说,目前,二氧化碳捕集环节,部分技术已进入或接近商业化应用;运输环节,陆运和船舶运输技术成熟,正处于陆地管道运输示范阶段;利用环节,地质利用潜力大,技术成熟;封存环节,目前也已进入工业阶段,陆上地址利用封存容量达万亿吨。

  数据统计,2019年,我国所有CCUS捕集项目二氧化碳捕集量约达170万吨。在吉林油田,我国建成了年封存规模35万吨的亚洲最大规模二氧化碳-强化采油(CO2-EOR)项目;国家能源集团(神华)建成我国首个真正意义上的碳捕捉与封存(CCS)项目;开展了规模世界第二、亚洲最大的驱煤层气现场实验。同时,二氧化碳铀地矿地浸开采已经达到工业应用水平。

  CCUS各环节主要技术的迅速发展,给行业发展和降碳减排带来了良好的应用前景。

  虽然目前CCUS技术已经开展相关研发和示范,但大规模推广与应用仍面临技术、机制等多方面挑战,需要政策支持和各方共同努力加以推动。

  国家应对气候变化中心副主任马爱民告诉记者,目前,CCUS技术应用水平参差不齐,投资和运营成本较高,商业化路径尚不明朗,在降低成本、提升和评估二氧化碳封存安全性、实现二氧化碳资源化转变等方面,仍面临许多难题。

  张九天也认为,CO2不同的利用技术当前的发展水平仍有差异。“整体来看,地质利用技术中的强化采油和浸采采矿技术已经达到商业化运行水平,而其他技术还需要持续研究示范予以推动;化工利用技术则大部分可能在2030年前后实现商业化运行;生物利用技术差别较大,微藻利用技术目前已经投入初期商业生产。”

  对此,张九天所在的CCUS专委会建议,为助力实现碳中和目标,应制定强有力的政策和商业化策略支撑相关技术的研发与推广。

  CCUS专委会建议,应抓住早期计划,推动实施CO2利用技术研究示范,研究财税补贴、行业统筹等支持政策;制定CO2利用科技发展路线图,有侧重分阶段支持CCUS技术发展。此外,专委会还建议,探索新型研发模式,建立CCUS国家重大基础设施研究和集成示范平台;尽快启动、稳妥推进相关标准的制定,为CCUS技术健康有序发展提供保障。

  重视和挖掘企业的作用也十分重要。马爱民表示,“要想大规模推广利用CCUS技术,就要把减排责任传导到企业,提高企业参与的积极性;要给企业动力,鼓励企业应用先进技术。通过全社会各方面共同努力,推动碳达峰、碳中和的实现。” 记者王琳琳

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