我國煤電碳捕集技術領先、碳封存亟待發展
今年9月22日，國家主席胡錦濤在聯合國氣候變化峰會上承諾中國2020年的單位GDP碳排放量將比2005年的水平有“顯著幅度”的降低。
在全球矚目的哥本哈根會議結束之后，記者了解到，中國華能集團在上海石洞口第二電廠建設的世界上規模最大的燃煤電廠二氧化碳捕集工程已進入調試階段，建成后每年可捕集10萬噸高純度的二氧化碳。
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碳捕集碳封存技術 |
我國煤電碳捕集技術已走在世界前列
我國的碳減排工作壓力巨大，任重道遠。我國有近40%-50%的二氧化碳排放來自于燃煤發電，即便到了2020年，非化石能源僅有望占一次能源消費比重的15%左右，而更大的份額仍然為傳統化石能源所占據。因此在電廠開展二氧化碳捕集是我國最重要的碳減排技術路徑之一。
目前，電廠二氧化碳捕集技術路線主要有3種：燃燒前脫碳、燃燒后脫碳及富氧燃燒技術。其中，基于IGCC(整體煤氣化聯合循環)的燃燒前捕集技術可能是能耗最低的路線，但我國沒有商業運行的IGCC電站，且超過6億千瓦的發電裝機是傳統燃煤電站。而燃燒后煙氣二氧化碳捕集技術是最適合傳統燃煤電站，最有可能在近期實現商業化示范的技術。因此，燃燒后煙氣二氧化碳捕集技術是我國近期降低單位GDP碳排放量的最佳及最有效手段之一。
中國華能集團公司于2008年7月16日在華能北京熱電廠建成投產了我國首座年回收能力3000噸的燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集試驗示范系統，采用華能集團自主知識產權、由西安熱工研究院開發的、處于國際領先水平的燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集技術——從二氧化碳濃度為13%左右的煙氣中捕集出濃度超過99%的二氧化碳，再經過精制系統，最終可生產出純度達到99.99%的二氧化碳產品，高于食品級的純度要求。
該系統投運一年來，裝置運行穩定可靠，技術經濟指標均達到設計值，二氧化碳回收率大于85%，日產最高達到9噸，已累計回收二氧化碳3500噸，并且全部進行了再利用，具有較強的示范性。
在此基礎上，華能集團于2009年在上海石洞口第二電廠建設目前世界上規模最大的燃煤電廠二氧化碳捕集工程，建成后每年可捕集10萬噸高純度的二氧化碳，為傳統煤電技術可持續發展和有效降低單位GDP碳排放量探索了新途徑。
目前，華能集團還在抓緊建設并運轉“華能上海電氣溫室氣體減排研究中心”和“華能北京溫室氣體捕集與處理實驗室”，進行關鍵技術的開發和示范運行，形成具有自主知識產權的燃燒后煙氣二氧化碳捕集技術，為我國的低碳經濟發展和單位GDP的有效降低做出貢獻。
華能集團投資建設的我國首座IGCC示范電站——華能天津IGCC示范電站也在今年正式開工，這是華能集團倡導的“綠色煤電”計劃第一階段的依托項目，爭取于2011年建成投產，并以此為依托，建設綠色煤電實驗室，利用試驗裝置研究探討燃燒前二氧化碳捕集技術。同時加強同石油、地質等行業的合作，共同推動IGCC與CCS(碳捕集與封存)發電技術的工業規模示范進程。
盡快開展碳封存技術研究
碳封存是將二氧化碳捕集后重要的處理手段之一。近年來，歐美國家致力于研究二氧化碳的地質封存技術，并將其視為未來實現大規模二氧化碳減排最重要的技術手段。對我國來說，在研究初期，可通過資源化利用大幅降低捕集二氧化碳的成本，既能有效促進二氧化碳捕集技術的發展，又可實現資源循環優化利用，降低單位GDP碳排放。
二氧化碳不僅可用于食品、化工等行業，更可有效實現石油增產，美國上世紀80年代就已示范并推廣了該技術，使一些枯竭的油井獲得了長期的穩定生產。通過捕集二氧化碳生產工業級二氧化碳，可替代目前化工行業通用的煅燒石灰石產生二氧化碳的傳統方法，既降低成本又節約能源，符合國家長期產業發展需求。據我國上世紀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，在我國枯竭的油井中，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，不僅具有巨大的經濟價值，減少水的使用，也可以將二氧化碳永久封存在油井中。
國際能源署(IEA)和政府間氣候變化專門委員會(IPCC)研究均指出，在電廠進行大規模二氧化碳捕集和封存是減緩氣候變化最重要的技術路線。歐盟、美國、日本和澳大利亞在開展相關研究。美國和日本在上世紀末通過燃燒后捕集，并生產二氧化碳，生產的規模在1萬-3萬噸/年，主要在化工廠的自備電廠開展；德國黑泵電廠2008年建成了3萬千瓦富氧燃燒捕集，然后進行地質封存的項目，這也是世界唯一的完整的二氧化碳捕集和封存項目；挪威國家石油公司在上世紀90年代開始將二氧化碳大規模封存在海底油田中，現封存二氧化碳已有幾百萬噸；美國上世紀八十年代開始利用二氧化碳增產石油，在美國北部，利用幾百公里的管道，將二氧化碳輸運到油田，通過二氧化碳增產技術，使得枯竭的油井穩產了20年以上。
開展二氧化碳捕集工作中遇到的問題
有關專家指出，我國開展二氧化碳捕集工作存在三方面問題：
一是研發投入高。二氧化碳捕集技術在試驗系統的投資和運行過程都需要大量的投入，僅靠企業的投入很難支撐項目的運行，這就需要政府在研發上進行支持，引導企業開展該技術的發展。
二是資源化利用遇到的困難。運行的能耗高是二氧化碳捕集技術面臨的最大問題，因此，捕集的二氧化碳進行資源化利用，不僅能夠減排溫室氣體，增加該項目的可持續發展收益，還可以獲得部分收益，抵消部分減排溫室氣體的成本，促進技術的成熟。但是一些地區的油氣田附近，一些企業通過直接開采這些氣井獲取二氧化碳，在市場上進行廉價銷售。還有一些化工企業，通過燃燒石灰石等方法獲得二氧化碳，每年消耗數百萬噸的石灰石。這些做法不僅與應對氣候變暖、減排溫室氣體背道而馳，還消耗了大量的資源和能源，堵住了燃煤電廠二氧化碳捕集技術資源化的道路，阻礙了該技術的開展。
三是缺乏跨行業大型企業合作平臺。二氧化碳捕集與封存是不可分割的兩部分。大規模的二氧化碳用于增產石油和煤層氣開發，不僅能夠獲得資源化利用，還具有大規模封存的潛力，是公認的近中期二氧化碳最重要的封存方式，國外已經在該領域開展了多年的示范，獲得了良好的效果。我國電力企業華能集團已經在該領域二氧化碳捕集方面走在世界前列，我國石油企業中的中石油、中石化在二氧化碳增產石油，中煤聯在二氧化碳開采煤層氣等方面，都進行了大量的研究和示范工作，但另一方面，這些企業間還未建立相互間的合作平臺。二氧化碳捕集與封存未能相互連接，這成為現在阻礙我國二氧化碳捕集與封存最重要的問題。
亟待建立國家層面的碳捕集與封存規劃
針對二氧化碳的捕集、封存以及利用，有關專家建議政府從戰略布局考慮，著眼未來，支持該技術的發展，并提出4點建議：
一是，急需編制一個國家層面的二氧化碳捕集與封存規劃，由國家統一部署指導和集中該領域的研究。近年國內眾多機構開始研究二氧化碳的捕集和封存技術，由于缺乏國家統一部署，部分研究內容重復、分散，而一些重要研究方向存在空白。
二是，加大科研投入力度，盡快開展幾個工業級規模的二氧化碳減排和封存或者利用的示范系統，建立研究平臺。一方面開發自主的核心技術，另一方面建立研究隊伍，并在此基礎上逐步開展工業級示范，以全面掌握技術，降低運行能耗和投資成本。如上海10萬噸/年二氧化碳捕集裝置，以科研課題和能力建設方式進行投入，建設成為我國國家級的試驗基地。
三是，由國家部委牽頭，為我國經濟利用二氧化碳尋找出路，協調燃煤電站與石油企業合作，盡快開展二氧化碳捕集與增產石油的示范，并為此提供相應的資金支持和配套優惠政策。
四是，在應對氣候變化的大背景下，國家應出臺相關政策，關停從氣井開采二氧化碳氣的氣田，為獲取二氧化碳而進行石灰石煅燒等增加二氧化碳排放的企業或工藝，鼓勵采用化石燃燒過程中獲取二氧化碳的工藝，促進我國二氧化碳資源化利用的開展。
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