朱倍賀:2015年碳捕捉有望全面商業(yè)化
“Clean Power Today(清潔電力始于今日)!”無論在阿爾斯通的巴黎總部,還是位于瑞士巴登的阿爾斯通電力總部,這一標(biāo)語隨處可見。
的確,當(dāng)今能源市場(chǎng)面臨兩大挑戰(zhàn):一是要保證能源供應(yīng)可靠且價(jià)格合理;二是促進(jìn)其向低碳、高效、環(huán)保的能源供應(yīng)系統(tǒng)快速轉(zhuǎn)化。
在阿爾斯通電力全球總裁朱倍賀(Philippe Joubert)看來,對(duì)于任何經(jīng)濟(jì)體,其關(guān)鍵且必要條件便是使發(fā)電來源多元化,而均衡能源組合是可靠能源供應(yīng)并降低二氧化碳排放的解決方案之一。
于1986年加盟阿爾斯通的朱倍賀,自2000年進(jìn)入阿爾斯通集團(tuán)執(zhí)行委員會(huì)并被任命為阿爾斯通總部輸配電的總裁,便與電力結(jié)緣。
自2009年3月19日起,隨著所有電力相關(guān)業(yè)務(wù)整合為一個(gè)新的實(shí)體,朱倍賀被任命為新成立的阿爾斯通電力業(yè)務(wù)的總裁。
在朱倍賀看來,過去幾年全球能源市場(chǎng)發(fā)生了深刻變化,一方面是電力需求的急劇增長。
2000到2006年間,全球電力需求增長近1/4,其中大約75%來自非經(jīng)合組織國家。總體而言,2000到2006年,世界電力需求年均增長3.6%。電力需求的增長,使得燃煤發(fā)電市場(chǎng)持續(xù)堅(jiān)挺。中國和印度新安裝設(shè)施、歐洲和北美地區(qū)老化設(shè)備的更換也極大促進(jìn)了燃煤發(fā)電市場(chǎng)的發(fā)展。
按照國際能源署的參照情景預(yù)測(cè),自2006到2015年,世界電力需求年增長率將達(dá)到3.2%,而從2015年起至2030年,年增長率將放緩至平均2%。其中絕大多數(shù)電力需求增長出現(xiàn)在非經(jīng)合組織地區(qū)(預(yù)計(jì)需求年增長率為3.8%)。
另一方面,全球變暖敦促人們尋找新型脫碳發(fā)電方案。
朱倍賀認(rèn)為, 技術(shù)組合將在未來發(fā)揮重要作用,“沒有哪種單一的發(fā)電形式能夠同時(shí)應(yīng)對(duì)這樣的雙重挑戰(zhàn):既要保證可靠且價(jià)格合理的能源供應(yīng),又要實(shí)現(xiàn)向低碳能源供應(yīng)系統(tǒng)的快速轉(zhuǎn)變。”朱倍賀強(qiáng)調(diào)。
朱倍賀率領(lǐng)的阿爾斯通電力團(tuán)隊(duì)針對(duì)二氧化碳而定的戰(zhàn)略有三項(xiàng)內(nèi)容:一是提倡使用可再生資源,諸如水電、風(fēng)電、能源管理等;二是開發(fā)先進(jìn)技術(shù),提高現(xiàn)有燃煤電廠的發(fā)電效率;三是致力于碳捕捉與封存(CCS)技術(shù)。
生物質(zhì)助提能效
《21世紀(jì)》:阿爾斯通電力團(tuán)隊(duì)針對(duì)二氧化碳的三個(gè)戰(zhàn)略中,第二項(xiàng)戰(zhàn)略是提高燃煤發(fā)電效率,這一目標(biāo)如何實(shí)現(xiàn)?
朱倍賀:在提高現(xiàn)有燃煤電廠發(fā)電效率方面,阿爾斯通有一個(gè)減少二氧化碳排放的技術(shù),也是未來的發(fā)展趨勢(shì)之一,就是在現(xiàn)有的燃煤電廠中加入10%-20%的生物質(zhì),就可以提高發(fā)電效率。
提高效率意味著降低生產(chǎn)每兆瓦電力所使用的燃料,同時(shí)減少二氧化碳排放。我們提出的清潔電力的一個(gè)關(guān)鍵問題就是使現(xiàn)有電廠變得清潔。
《21世紀(jì)》:這項(xiàng)技術(shù)能減少多少的二氧化碳排放量?
朱倍賀:阿爾斯通首先關(guān)注的是如何能夠使用現(xiàn)有的成熟技術(shù),改造已有的裝機(jī)并提高其效率,從而在如今的化石燃料電廠中生產(chǎn)出更清潔的能源。包括燃料轉(zhuǎn)換、生物質(zhì)混燒、鍋爐和蒸汽機(jī)改造等在內(nèi)的解決方案,可將二氧化碳排放量減少5%-30%,如果從使用煤變成使用天然氣,并提高效率,甚至可以高達(dá)60%到80%。
全球首例項(xiàng)目:每年捕碳十萬噸
《21世紀(jì)》:阿爾斯通是二氧化碳捕捉與封存技術(shù)的領(lǐng)先者,請(qǐng)介紹一下這項(xiàng)技術(shù)的情況。
朱倍賀:目前共有三種二氧化碳捕捉技術(shù):燃燒前捕捉、燃燒后捕捉和富氧燃燒。我們投入了大量的研發(fā)力量,現(xiàn)階段我們專注于兩種捕捉與封存技術(shù):燃燒后捕捉和富氧燃燒技術(shù)。相比較于整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC),燃燒后捕捉和富氧燃燒技術(shù)既適用于新建電廠,也可用于現(xiàn)有的已建電廠改造。這兩種技術(shù)非常重要。
《21世紀(jì)》:這兩種技術(shù)的基本原理是怎樣的?
朱倍賀:富氧燃燒是使用純凈的氧氣而不是空氣燃燒燃料。該技術(shù)可以通過二氧化碳煙氣再循環(huán)進(jìn)行控制。富氧燃燒產(chǎn)生的煙氣主要由水和二氧化碳組成,而通過水分離,可以在后端輕松捕捉二氧化碳。此技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)是制氧成本。
燃燒后捕捉是使用溶劑在反應(yīng)塔里捕捉煙氣中的二氧化碳,最廣泛使用的燃燒后捕捉溶劑是胺類,胺類捕捉面臨的主要挑戰(zhàn)是能源成本問題:這是由于在再生階段,要分離胺類溶劑和二氧化碳需要大量熱量,因此導(dǎo)致電廠產(chǎn)出降低了20%到25%。在進(jìn)行胺類燃燒后解決方案的同時(shí),阿爾斯通還在開發(fā)一個(gè)使用冷氨技術(shù)的系統(tǒng),該系統(tǒng)可以顯著降低與碳捕捉相關(guān)的能源成本。
《21世紀(jì)》:據(jù)我所知,德國黑泵電廠(Schwarze Pumpe)的試驗(yàn)裝置采用了富氧燃燒技術(shù)。
朱倍賀:的確如此。該電廠配備了用于演示完整的富氧燃燒流程所需的全部組件。富氧燃燒技術(shù)是使用氧氣而不是空氣燃燒燃料,從而產(chǎn)生容易捕捉的高濃度二氧化碳。
富氧燃燒和燃燒后捕捉這兩種技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于它們既能用于新建的燃煤電廠,也適用于改造現(xiàn)有的燃煤電廠,這對(duì)于發(fā)展中國家,特別是中國的現(xiàn)有電廠的升級(jí)改造具有重要意義。
與此同時(shí),中國目前正處于大規(guī)模新建電廠的高峰期,對(duì)此,阿爾斯通提出了電廠規(guī)劃的新理念[綜述 圖片 論壇],即應(yīng)當(dāng)給二氧化碳捕捉系統(tǒng)設(shè)備預(yù)留出一定面積的土地。
《21世紀(jì)》:您提到電廠要預(yù)留碳捕捉與封存設(shè)備空間,這方面有成功的案例嗎?
朱倍賀:阿爾斯通與封存技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)斯倫貝謝公司簽訂了合作協(xié)議,共同為電廠開展碳捕捉與封存預(yù)留研究。該研究還將包括對(duì)火電廠(燃?xì)饣蛉济?潛在的二氧化碳封存地點(diǎn),以及未來對(duì)二氧化碳運(yùn)輸與封存所需的投資進(jìn)行評(píng)估。該服務(wù)旨在促使電廠今后向碳捕捉與封存的轉(zhuǎn)變,確保獲得環(huán)境許可,同時(shí)對(duì)裝備碳捕捉與封存的時(shí)間及相關(guān)成本進(jìn)行優(yōu)化。
現(xiàn)階段我們已在全球范圍內(nèi)建立了一系列碳捕捉與封存技術(shù)的示范項(xiàng)目。我們是目前唯一一家公司與美國電力公司(AEP)合作在Mountaineer電廠共同正式啟用了全球首個(gè)燃煤電廠二氧化碳捕捉與封存項(xiàng)目,每年將至少捕捉十萬噸二氧化碳。
目前我們?cè)诿绹⒓幽么螅约安ㄌm、瑞典、挪威等歐洲國家與合作伙伴建有碳捕捉與封存試驗(yàn)工廠,比如歐洲和美國的四個(gè)采用富氧燃燒技術(shù)的試驗(yàn)項(xiàng)目,美國和歐洲的五個(gè)基于冷卻氨工藝的燃燒后捕捉技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目等,以及多項(xiàng)公共研究項(xiàng)目與合作。
碳捕捉成本與風(fēng)力發(fā)電持平
《21世紀(jì)》:碳捕捉與封存技術(shù)預(yù)計(jì)何時(shí)可以大規(guī)模地應(yīng)用?
朱倍賀:碳捕捉與封存技術(shù)的發(fā)展是在按部就班地分階段進(jìn)行的,我們將在2015年實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化,現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入為實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化的最后準(zhǔn)備階段。
《21世紀(jì)》:目前這項(xiàng)技術(shù)是否在中國有試驗(yàn)項(xiàng)目?阿爾斯通是否與中國相關(guān)方面進(jìn)行合作?
朱倍賀:阿爾斯通非常重視中國市場(chǎng)。中國政府對(duì)此也非常感興趣。阿爾斯通現(xiàn)在已經(jīng)在與中國的相關(guān)政府機(jī)構(gòu)、高校、潛在的客戶和合作伙伴進(jìn)行接觸,來共同尋找解決方案,發(fā)展中國碳捕捉的市場(chǎng)。
《21世紀(jì)》:您對(duì)此技術(shù)在中國市場(chǎng)的發(fā)展前景有何想法?
朱倍賀:首先,在現(xiàn)有的環(huán)境條件下,中國(在這一領(lǐng)域)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,并積極致力于減排工作。對(duì)于一個(gè)以燃煤發(fā)電為主的國家,碳捕捉與封存技術(shù)能夠起到大幅度地減排二氧化碳、大幅提高發(fā)電效率的效果。我相信中國會(huì)成為碳捕捉與封存技術(shù)的主要市場(chǎng)之一。
現(xiàn)階段,阿爾斯通已經(jīng)在與中國的相關(guān)高校進(jìn)行合作,在武漢我們擁有自己的鍋爐企業(yè),并積極支持各項(xiàng)相關(guān)研究和合作。
《21世紀(jì)》:據(jù)悉這項(xiàng)技術(shù)的費(fèi)用非常之高,是否會(huì)因此阻礙商業(yè)化的進(jìn)程?
朱倍賀:關(guān)于成本,開始的時(shí)候這項(xiàng)技術(shù)所需的成本的確很高。但在我們的業(yè)務(wù)中,技術(shù)成本下降得非常快,主要是由于它的量,還有生產(chǎn)的技術(shù)成熟。在中國、印度、歐洲等國家和市場(chǎng),隨著技術(shù)的發(fā)展,成本下降的過程會(huì)很快。我不認(rèn)為這會(huì)是一個(gè)問題。
和其他能源形式相比,這種為傳統(tǒng)燃煤行業(yè)所實(shí)現(xiàn)的二氧化碳捕獲與封存技術(shù),所產(chǎn)生的成本費(fèi)用基本上來講跟風(fēng)力發(fā)電是持平的。
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