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英国:碳捕捉技术遭遇重挫

英国约克德拉克斯发电厂碳捕捉项目的停摆是该技术遭遇的一次重大挫折。

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图片来源:Ian Britton

上月末,英国德拉克斯发电厂(Drax)宣布将终止对约克郡碳捕集和封存计划的投资,主要原因是政府削减了对该项目的补助。这一重大挫折也令人们开始质疑碳捕集和封存技术(CCS)是否能够减少二氧化碳的排放量,考虑到这项技术若想获得经济效益,就必须与石油开采相结合。

CCS技术深受燃煤电厂的支持和喜爱,因为这一技术有可能在不改变现行生产模式的前提下实现碳排放的大幅度减少,从而有助于将全球温度上升幅度控制在2摄氏度之内。与大量研究及多家学术研究机构一样,国际能源署(IEA)联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)世界银行也都强调了CCS技术的重要性。

包括国际能源署在内的一些机构称,现有的上千家发电厂和水泥厂等工业设施在世纪中期之前仍需要保证正常运营,从而给避免气候变化留下一线生机。

但是,高昂的成本和技术困难决定了在未来十年内并不会开发出许多CCS技术项目,阻碍了这项技术的长期推广。这意味着,对于科学家们所说的必须在2050年之前实现大幅减排的目标,CCS技术并不能发挥太大的作用。

所谓CCS技术就是在捕集二氧化碳气体后,将其安全输送至地下废弃的石油、天然气井中进行永久封存。该技术作为现有油气井增产的手段之一已经使用多年。

全球碳捕集与封存研究院(GCCSI)称全球现有11项处于运行状态的大型石油增产(EOR)项目。这些项目每年可封存2600万吨二氧化碳。到2020年,EOR项目计划将二氧化碳年封存量提高到1800万吨。

法国兴业银行(Societe Generale)伦敦全球电力部主任阿伦·贝克(Allan Baker)称,CCS技术也碰到了不少海上风电场建立初期时遇到的问题。

“虽然碳捕集技术并不是新技术,但大规模的实施需要综合多种技术,因而需要推出示范项目以树立人们的信心。”

由于全球很多发电厂都不会与那些能够提高陈旧油井产量的网络挂钩,所以,CCS技术若想发挥作用,除了大幅提高排放费用,还要在现有基础上大幅降低技术成本。然而,即使降低了成本,由于油价的波动,也不一定保证这些项目绝对能够实现经济效益。

正在运营的“纯”碳封存项目(即并不作为石油增产手段)目前只有两个,均位于挪威北海的天然气生产平台。

燃煤电厂和燃气电厂的碳捕集所用的是一种较新型的技术,比在北海实施的项目更为复杂。二氧化碳的输送和封存技术虽已经过验证,但碳捕集技术尚未经过测试。虽然企业现已研发了一系列在燃烧前后捕集二氧化碳的方法,但该技术仍未经过大规模验证。

目前,共有两个欧洲国家对商业推广CCS技术表示支持,一个是英国,另一个是荷兰。在德拉克斯发电厂撤资之前,英国国内有两个项目一直在争取政府对商业示范项目的资金支持。意昂集团(EON)和法国燃气苏伊士集团(Engie Energy)也有意在鹿特丹电厂建立CCS部门。英国和荷兰的上述项目预计将于2016年年初取得最终的投资结果。

在北美,由于CCS技术在石油增产方面的应用,使得发电厂在技术的应用上已进入到了一个更为成熟的阶段。加拿大电力公司SaskPower自去年起开始在位于博尔德大坝(Boulder Dam)的燃煤发电厂进行碳捕集。在密西西比州,南方公司(Southern Co.)位于肯珀县的电厂正在新建一座碳捕集设施。

潜力无限?

分析人士认为,在发展中国家,引入CCS技术有助于提高发电的经济效益。包括印度和菲律宾在内的很多国家目前都在开发大规模的廉价发电项目,其中多以燃煤和天然气发电项目为主,而这些资源原本可以在地下“封存”50年之久。发达国家应用可再生能源和其他低碳能源的步伐在不断加快,而新兴国家和欠发达国家却并不具备强大的经济实力,因而无法大规模获得或开发能够取代化石能源的先进技术,如太阳能光伏发电、风力发电等。

世界银行指出,若要实现2100年净排放值为零的目标,就需要广泛应用CCS技术,以避免减排成本的成倍增长。

但是,CCS技术的成本确实不低。

GCCSI2015年7月发布报告指出,CCS技术的减排成本在48美元/公吨-109美元/公吨之间。这就意味着,当前欧洲市场的碳补贴价格还需要再增加六倍才能使CCS技术具备价格竞争力。

发展缓慢

成本是导致CCS技术发展缓慢的一个主要因素。企业不确定如此大的一笔投资是否能够收回成本,因此不愿意进行注资或是独立出资建设碳捕集设施。

萨斯喀电力公司(SaskPower)电力公司碳捕集和碳封存计划负责人迈克·莫内(Mike Monea)称,公司从首个碳捕集项目上获得的经验有助于其降低成本。

他说:“第一个项目的建设成本很高,但下一个项目的成本就会降低30%。”

法国兴业银行的贝克称,技术的复杂性也是此类项目面临的一大挑战。虽然CCS技术在美国的应用已有年头,但在欧洲,还需要从基础设施建设开始做起。

他说:“至少美国目前已经有了捕集二氧化碳,并将其输送至德克萨斯州的油田的设施。然而,在欧洲,我们则需要从基础设施的建设起步。虽然未来用二氧化碳实现石油增产或许是可行的,但目前离这一天仍有距离。在欧洲发展CCS技术是一项更大的挑战,我们需要把管道、封存同发电厂连接到一起,造成项目风险的叠加。”

观察人士称,还需要出台指导CCS技术发展的规章制度。

贝克说:“考虑到项目的规模、复杂程度,以及市场的不成熟,CCS技术的推广还需要一段时间。”

因此,大多数国家更愿意把可再生能源的应用作为推动温室气体减排的首选,CCS技术在太阳能和风能前只会相形见绌。然而,萨斯喀彻温电力公司的莫内塔则认为各国应重新思考这一问题。

“很多国家都尝试发展太阳能或风能,但结果却是发电成本的飞涨。我们需要面对现实。如果CCS技术能够使化石燃料变得更加清洁,并且能够将排放降至最低,那么对于电力公司来说,这不失为一种解决方案。”莫内说道。

CCS技术在很多主要国家中缺少政治支持给其发展前景笼罩上了一层阴影。例如,2011年,由于德国联邦立法机构未能出台CCS技术应用相关的法律法规,从而导致CCS技术的研发陷入停顿。结果就是,德国四大电力公司之一的瀑布集团(Vattenfall)停止了在岩史瓦顿(Jänschwalde)的示范项目,称其将会在明晰的法律框架出台后再推进这一项目。

萨斯喀电力公司的莫内认为,CCS技术能使中国受益颇多。

“我们与中国接洽已经有几年了。毫无疑问,中国的空气质量确实糟糕。中国需要知道的是,我们的工厂不仅能够捕集二氧化碳,同时还可以捕集大部分的细颗粒物,以及全部二氧化硫,这些都是造成呼吸疾病的源头。”



翻译:吕嘉

 

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