为应对全球气候变暖，世界各国纷纷寻找解决办法。碳捕获与封存技术因能减少二氧化碳排放量受到各国追捧，但技术发展和资金问题有待解决。 　

　　日前，全球最大的燃煤电厂碳捕获项目——华能石洞口第二电厂碳捕获项目在上海开工，今年年底建成后，预计年捕获二氧化碳10万吨。

　　碳捕获与封存（CCS）技术当前被认为是短期之内应对全球气候变化最重要的技术之一。运用该技术，在煤燃烧的过程中，通过一定的化学反应将二氧化碳捕捉下来，使之不排放到大气中，再经过压缩、运输，将其封存在枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所。

　　有人曾调侃说：“CCS技术就是把向天空喷吐烟雾的工业烟囱倒过来，把烟喷到地底下去。”

　　CCS技术因能使发电行业二氧化碳的排放量减少20%-40%，为各国快速实现碳减排目标和发展新能源赢得时间，从而受到各国的追棒。

　　各国追捧CCS

　　目前，全球二氧化碳的排放量正以每年3%的速度增长，到2030年将达到每年120亿吨，到本世纪末将超过200亿吨。

　　按照这个速度发展下去，到2100年，空气中的二氧化碳聚集量将达到百万分之1100，整个地球的气候条件将逐步接近史前年代：大气层和金星的大气层类似，二氧化碳取代氮气成为主要成分；温室效应造成的高温将不适合任何动物的生存，人类社会则将在这一进程中崩溃。

　　作为补救措施之一，人类已经开始尝试将CCS技术化作为一种服务产品推向前台，并已经在部分地区进行试点。

　　目前在欧盟各国如英国、法国、德国、意大利、西班牙、瑞典、挪威、荷兰，都能够看到CCS项目的身影。这些国家都是CCS技术的最早探索者和拥有者。德国莱茵集团（RWE）、法国道达尔集团、雪佛龙集团、意大利国家电力公司(Enel)、英国石油公司（BP）、英荷壳牌石油公司等著名跨国企业都已经宣布了CCS技术研发计划，这些公司都期待在不久的将来，CCS技术能实现商业化运作。

　　第一个吃螃蟹的是瑞典能源巨头——瀑布能源公司（Vattenfall）。该公司从2001年就开始研究CCS技术，为此已投入了7000万欧元，成为世界上第一个开始运作CCS试验工厂的企业。

　　去年，瀑布能源公司在德国东北部勃兰登堡州建立了世界上第一家应用碳捕捉及封存技术的试验性煤电厂。该公司2008年宣布，计划2013年之前在丹麦建设一个CCS示范工厂——北日德兰电站。

　　英国政府已经决定要在2014年之前投入10亿英镑建立一个CCS示范工厂。政府作为投资方，已经出台了竞标机制。

　　除了瑞典、英国这样的典型外，CCS项目已经在欧洲遍地开花。今年四月，法国的道达尔集团在法国西南部建立的Lacq试验工厂，是世界上首个包含了二氧化碳捕获、运输和地下封存全过程的CCS项目，其一体化程度前所未有。

　　近日，欧洲委员会宣布投入14亿美元在欧洲各国建立13个CCS示范工程，大大超过了对风电以及其他新能源技术的投资。美国能源部也计划在未来10年内投入4.5亿美元，在美国7个地区进行CCS项目实验。

　　英国伦敦理工大学的Jon Gibbins教授是ＣＣＳ技术的专家，他介绍，目前主要有三种二氧化碳捕获工艺，即后燃烧捕获、预燃烧捕获和含氧燃料燃烧捕获工艺。其中预燃烧获工艺捕只能用于新建发电厂，而另外两种技术则可同时应用于新建和既有发电厂。德国和英国的试验工厂都属于新建电厂，而另外两种技术的应用现在更为普遍。

　　从欧洲各国能源企业制定的时间表来看，在2015年前，在欧洲至少建立10个大型CCS示范工程的目标并不是纸上谈兵。欧洲各国已经付诸行动，并且在加速赛跑，要在CCS项目上争当第一。

　　我国日益重视

　　2008年，中国十大发电集团总耗煤量超过5.9亿吨，占全国煤炭总产量的１／５。这是绿色和平组织日前发布的《中国发电集团气候影响排名》中透露出的信息。

　　巨大的耗煤量导致了巨大的二氧化碳排放量。2008年，华能集团排放28784.4万吨二氧化碳，居十大集团之首，其次是大唐集团、国电集团、华电集团、中国电力投资集团、华润电力控股、广东省粤电集团、神华集团、 浙江省能源集团等。仅排名前三的发电集团的二氧化碳排放量总和，就比同年英国全国的排放量还要多。

　　中国和美国是世界上碳排放量最大的两个国家，能源结构也都高度依赖火电，美国为45%，中国则高达78%。随着世界对全球气候变暖问题越来越关注，我国承受的国际压力也越来越大。

　　在碳捕获技术方面，我国一直在试行自己的解决方案。2008年夏天，华能北京热电厂启动我国首个CCS项目，实施工业级应用碳捕获技术。这家工厂由澳大利亚联邦科学与工业研究组织开发。尽管规模相对较小，不过该工厂宣称其每年能捕捉3000吨二氧化碳碳，捕获率达到了85%。捕获的二氧化碳被用于碳酸饮料以及制作干冰。

　　在我国其他地方，类似的项目也将陆续开工。山西的一家电厂会将捕获的二氧化碳碳用于生产肥料，而陕西的一家电厂则会将捕获的二氧化碳注入油田以提取石油。

　　气候组织中国项目发展经理尹乐认为，中国在节能减排和发展可再生能源方面的努力彰显着中国应对气候变化的国家意志和国家力量。中国通过节能减排和发展可再生能源所可能带来的二氧化碳减排潜力，将在2030年前后被发掘殆尽，这意味着届时CCS将成为最终选择。但是，与其他新技术在其初始阶段一样，CCS技术现在并不具备被大规模推广使用的条件，还需要在技术、政策和资金支持等方面做好准备。

　　我国一方面需要加强国际合作引进技术，促进CCS技术的商业化发展；另一方面要加快自主研发，通过试点，掌握核心技术和流程，建立自己的CCS项目。

　　CCS技术的应用可能对我国温室气体总量减排起到决定性作用，同时也可能形成一个产业。这对于以煤炭为主要能源的中国，将有不可估量的意义。

　　7月28日，中美首轮战略与经济对话闭幕，双方承诺在可再生能源、清洁煤(包括碳捕集和封存)、智能电网、页岩气、第二和第三代生物燃料以及先进核能方面加强合作。

　　发展面临瓶颈

　　技术和资金是目前各国发展CCS技术面临的主要瓶颈。

　　据绿色煤电有限公司生产科技与国际部研发工程师刘宇介绍，虽然二氧化碳的捕获和运输技术都比较成熟，地质埋存也有先例，但到目前为止，全世界还没有一座大型的完整的二氧化碳捕获、运输到封存的产业链系统，同时，CCS的大规模推广又依赖于大型示范工程经验的积累。

　　目前，CCS技术成本很高，捕获每吨二氧化碳大约需20-40美元。

　　以国内惟一一个在热电厂实现工业级应用ＣＣＳ技术的项目——华能北京热电厂为例，其每年约排放400万吨二氧化碳，碳捕获系统能够捕获其中的0.075%，约3000吨，而捕获能耗占电厂能耗比例则在30%以上。

　　Jon Gibbins教授说：“为了捕获二氧化碳，发电厂需要更多的燃料，这将消耗更多的成本。另外发电厂的投资成本本也要增加，因为必须增进额外的设备来捕获二氧化碳。所以ＣＣＳ项目增加的不仅仅是发电的投资成本，还有运营成本。”

　　另一问题是CCS技术还没有明确的商业应用模式，即对捕获的二氧化碳商业应用手段有限，而封存成本又十分高昂。

　　解决这一系列问题，必须依赖各国政府的政策、资金支持和国际间合作。尹乐说：“No policy, no CCS。”去年G8会议提出，在2010年以前，由各国政府支持在全球范围内建设20个CCS示范项目，以保证到2020年时实现CCS技术商业化。而CCS技术动辄成百上千亿美元的投资，根本不是发展中国家承担得起的。

　　与此同时，CCS并非人见人爱的项目，反对者一方面对把大量二氧化碳永久封存在地下的安全性存在顾虑，另一方面担心它会把有限的政府资金从现有的再生能源项目上转移出去。

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　　碳捕获与封存技术前沿

　　CCS是指通过碳捕获技术将工业和相关能源产业所生产的二氧化碳分离出来，再通过碳封存手段将其输送到一个封存地点，并且长期与大气隔绝的一个过程。

　　目前，处于研究阶段、工业试验或工业化应用的封存场所主要有深度含盐水层、枯竭或开采到后期的油气田、不可采的贫瘠煤层和海洋。

　　随着全球面临的气候问题日益严峻，各国政府非常重视对CCS技术研究的支持。美国、欧盟、澳大利亚、加拿大、挪威等国家或政府间组织都制定了相应的研究规划，开展CCS技术的理论、试验、示范和应用研究，并且已经有了成功的实例。其中，美国走在世界最前列，针对CCS技术的科研规划和项目组织实施较为周密完善。

　　当前，国际上CCS技术研发所关注的主要问题包括：二氧化碳在地质封存系统中吸附和迁移的机理与规律；在地层中的相态及其变化规律、化学反应及固化条件；注二氧化碳采油过程中的物理化学理论问题、复杂渗透流体力学原理、各类二氧化碳提高采收率数值模拟基础模型；长距离管道运输二氧化碳的化学腐蚀机理与规律等。

　　一般而言，如果燃煤电厂安装上CCS装置，采用现有技术在新建发电厂中捕获二氧化碳，其二氧化碳排放将减少85%－90%。

　　国际能源署对这一技术较为看好，并预测说，到2050年，CCS技术可以减少全球20%的碳排放。联合国气候变化委员会已将针对燃煤电厂的CCS技术作为2050年温室气体减排目标最重要的技术方向。

　　燃煤电厂实施CCS技术一般是通过两大手段，一是对于现有电站进行改造加装捕获二氧化碳的装置，第二类是建立更为清洁的整体煤气化联合循环发电系统并安装CCS装置。

　　不管适用何种方式，CCS技术都有明显的缺陷。其自身就是一项高耗能的技术，应用在发电厂的CCS装置将缩减发电厂的发电效率，提升发电成本。

　　从示范项目看碳捕获盈利前景

　　本报讯 华能北京热电厂烟气二氧化碳捕获示范工程由西安热工研究院有限公司承担。西安热工院总工程师许世森介绍说，华能北京热电厂配套碳捕获装置已经顺利运行一年多，可以算得上世界上运行时间最长的燃煤电厂碳捕获装置。

　　“项目捕获的二氧化碳能够达到食品级的标准，在销售给中间商后，获得了双倍利润。”许世森说，目前北京市场对二氧化碳的需求量是每年6万吨，华能北京热电厂捕获的二氧化碳很容易就能被市场消化。

　　日前落户上海的石洞口第二电厂碳捕获项目同样由西安热工研究院有限公司承担。许世森介绍说，石洞口项目和北京热电厂项目均采用后燃烧捕获工艺，对于原来的电厂没有进行任务改造，仅仅增加了一个捕获装置。

　　“石洞口项目会运转得比较好，捕获率应该会在80%以上，二氧化碳纯度会在99.6%以上。”许世森说。

　　此外，石洞口项目收集的二氧化碳仍然将沿用北京热电厂的模式，加以工业利用——目前市场上食品级二氧化碳的市场价格约为1200元/吨。

　　此外，许世森也承认，碳捕获技术本身都非常耗能，由于要在现有的装置上增加设备，必定要增加负担。“既然要遏制全球变暖，就要付出代价。”许世森说。

　　在商业运作上北京热电厂有所盈利，但在碳减排方面，它却没有达到应有的效果。

　　许世森算过一笔账：“发电厂做这样的项目，发电成本起码要提高20%-30%，发电效率要降低8-10个百分点，对发电的影响是很大的，减排二氧化碳是需要付出代价的。”

难说！！！