中国钢铁行业提高能源使用效率,减少碳排放的压力渐增,碳捕集与封存技术(下称“ccs”)在钢铁制造过程中的推广机遇凸显。
6月6日,必和必拓与北京大学宣布签订捐赠协议,计划在三年时间内,必和必拓向北京大学捐赠737万美元成立碳捕集、利用与封存(下称ccus)研究项目,旨在推动中国钢铁行业ccus的部署与实施。根据协议,必和必拓将与北京大学及其他项目合作方共同研究在中国工业领域特别是钢铁行业部署落实ccus所面临的政策、技术与经济等壁垒。
在新一轮的能源技术革命呼之欲出的大背景下,世界能源科技进入快速发展阶段,新的能源技术成果不断涌现。世界主要国家均把能源技术作为新一轮科技革命与产业革命的突破口,通过制定相关政策确保能源迭代稳步进行。
2016年5月3日,据德国环境部的一份文件草案显示,在2050年前,德国将通过停运其全部煤炭发电站以减少碳排放实现其气候目标。此外,英国政府也计划到2023年限制燃煤电站的使用,推出了到2025年关闭所有的燃煤电站的时间表。
然而,作为保持电力稳定供应的关键环节,煤电的退出似乎不会像上述时间表中计划的那样快速。根据国际能源署的预计,至2040年,全球能源消费还将以化石能源为主,化石能源消费仍将保持75%的比例。因此,石油煤炭天然气消费仍将是未来能源消费的主体,在短时间内完全弃用上述化石能源消费似乎并不具有太多可操作性。
因此,国际能源署在世界能源展望特别报告中指出:为实现最终的气候目标,必须继续开发新技术,采取衔接情景之外的技术措施,能够让必要的技术在推广之前进入成熟阶段。
其中,在可再生能源比重增加的过程中,ccs(或ccus)作为降低电力行业和工业排放的技术,能够成为保障电力稳定供应的有效手段之一。
ccs技术原理初探
据全球碳捕集与封存研究院的官方网站资料显示,ccs技术原理可以大致分为捕集、运输与封存三个阶段。
二氧化碳捕集是把二氧化碳从在燃烧的化石燃料用于发电的过程中或工业生产过程中所产生的其他气体分开。运用溶液、固体材料或者致密的薄膜实现二氧化碳在燃烧过程中的捕集。
从烟道气中被分离出来的二氧化碳将被压缩以便于运输和储存,进而被运输到适合的封存点。目前,二氧化碳已可通过管道、轮船和罐车进行运送,主要用于工业或用于提高油气田的油气采收率。
封存是指将二氧化碳注入到地层深度至少为800米的地下岩层中(理想深度为800—3000米)。这个深度的温度和压强可以使二氧化碳以液态形式存在,并且可以在多孔岩之间流动、填充空隙。理想的封存点有废弃的油气田或者咸水层,这些封存点的顶部都有非渗透岩(也称为“密封岩”)。密封岩的地质特性可以防止二氧化碳返回到地表。在二氧化碳被注入后,一系列传感技术将被用于监测其在岩层间的流动情况,用来监测其稳定性与安全性。