是时候重新考虑碳捕获了
减少碳排放的紧迫性与日俱增。如果世界要实现其气候目标,就必须采取一切可行的途径来减少碳排放。碳捕获与储存(CCS)是一种已被证明是可行的、通用的、负担得起的、必不可少的方法。
CCS是指在从发电厂或其他工业设施排放到大气中之前,将二氧化碳从其他气体中分离出来,然后永久储存或使用捕获的二氧化碳。大多数情况下,媒体和决策者倾向于把CCS放在发电的背景下考虑。然而,越来越多的人认识到,捕获和储存工业排放的二氧化碳是一个诱人的减排机会,这往往比从发电厂捕获更容易、更便宜。
工业源占全球二氧化碳排放量的25%左右,和这些排放(PDF)预计将超过50%,到2050年国际能源机构(IEA)增长预计,以限制全球气温上升的二氧化碳少于2摄氏度,几乎一半(45%),捕获并存储到2015年之间2050将来自工业源(PDF)。
事实上,很多已经取得CCS上的进展与工业源有关。在22大规模CCS设备在操作中或在全局结构(见上面的图形),从工业源19捕获的CO 2。多数那些包括其中将CO 2已经分离出作为生产过程的一部分(天然气加工和化肥生产),并且是相对便宜的捕获设施。十九工业设施有每年约35万吨的二氧化碳捕集能力。
化石燃料的使用是生产过程的在许多行业,包括钢铁,水泥,和化学品生产的基本要素。然而,不同于发电,这是不可行的取代在这些生产方法的化石燃料的可再生能源,以减少二氧化碳的排放。此外,对于一些工业活动,CO2排放量不是来自化石燃料的燃烧,而是一个化学过程的副产品不可避免地用来产生一个特定的产品,如水泥。在这些情况下,CCS是唯一的大型技术可用,可以提供二氧化碳排放量大幅削减。
虽然工业污染源占全球二氧化碳排放量的比例显著,挑战与捕集技术的广泛部署有关。许多对减少二氧化碳排放量的政府和公众的注意力都集中在电力部门,减少紧迫感对于在工业部门成本效益的方法的发展。此外,工业部门的产品往往竞争在全球市场具有严格的利润空间,使得在生产成本变化敏感的厂家。最后,排放分散在许多行业有大相径庭的特点。
来自工业源捕获和二氧化碳排放量的存储是减排有吸引力的机会,往往比从发电厂捕获更容易,更便宜。
与工业过程相关联的气体CO 2的浓度不同行业显著变化。例如,在生物乙醇和化肥生产中产生几乎纯的CO 2流,而用水泥生产和高炉钢生产有关的二氧化碳浓度是类似于在燃煤电力生产(小于20%)中发现。因此,需要分离CO 2的能量(和成本)也变化,迅速增加作为CO2降低的浓度。
工业捕获应用程序可以分成三大类:
- CO2分离是正常商业操作(天然气处理、生物乙醇生产、氨/肥料生产)固有组成部分的过程。
- 工艺,其中CO 2的存在以高浓度,从而允许相对便宜的分离(制氢炼油应用和直接铁还原的钢片生产)。
- 存在流程,产生大量的CO 2,但对于其中捕获成本高,并且没有电流要求或激励碳减少(高炉钢铁生产,水泥生产,石油炼制,和纸浆和纸张生产)。
对于前两类,二氧化碳捕集相对成熟,许多商业技术已经在规模上得到验证。对于后一种情况,二氧化碳的捕获更具挑战性。这些部门的气体流中二氧化碳浓度较低,因此必须使用能源密集程度较高因而成本较高的捕集方法。(有关各种选项的详细信息见下表。)
正在进行的研究和开发活动的目标是降低捕获成本,特别是低浓度的气体流。
大型综合项目都集中在与高浓度气体流行业,而对于具有低浓度部门气流中捕获活动的重点是试点和实验室/实验室规模发展。
高CO2浓度的工业部门代表在CCS的广泛部署唾手可得,而减排目标的实现。成本相对较低,并且排放显著。通过针对这些高浓度CO2设施,进度可以在确保工业部门是一个低碳的全球经济的稳健,可持续的组件进行。