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Chris Jones 谈碳捕获与封存

科学界普遍认为,人为产生的温室气体 (GHG) 排放正在导致全球变暖。如果我们可以排放温室气体,那么我们是否也可以将其捕获并清除呢?答案是肯定的,尽管可能没那么容易。但我们可以捕获它们,而且我们也正在这样做。真正的问题是,我们能否做到足够快、规模足够大,从而有所作为,而且在资金和能源方面,我们能否承受得起? 

碳捕获是指捕获发电厂和工业设施等多种排放源中的二氧化碳 (CO2),并加以存储或利用以防止排放到大气中的过程。有不同的捕获方法,包括燃烧后捕获和燃烧前捕获。每种方法都涉及将二氧化碳从其他烟气或废气流中分离。

关键问题的视频和字幕

什么是碳捕获?

碳捕获是目前正在采用的控制大气中二氧化碳水平的方法之一。其他控碳方法是使用可再生电力,使用核能等低碳电力。但根本上,我们需要通过捕获释放源中的二氧化碳来防止其进入大气,或者我们需要以某种方式从大气中吸收二氧化碳。

目前情况如何?

我们每年排放约 500 亿吨温室气体,其中约 70% 为二氧化碳,约 20% 为甲烷,5% 为一氧化二氮。还有一些植物化学物质值得我们的行业特别关注。目前,碳捕获方法都是捕获二氧化碳。我们目前每年捕获约 7000 万吨二氧化碳。

IEA 希望我们到 2030 年能够捕获 8 亿吨二氧化碳。迄今为止,预计的捕获计划仅为约 2 亿公吨,因此我们还有相当长的路要走,这是一个艰难的目标。从工业角度来看,二氧化碳的主要来源是能源生产,来自化石燃料的碳排放几乎超越了其他任何排放源。如果您研究一下其他工业排放源,便会了解钢铁行业每年产生大约 25 亿吨碳排放。

混凝土和水泥行业也产生约 25 亿吨碳排放,然后铝行业每年产生约 25 亿吨碳排放。碳捕获的关键步骤是首先需要决定实施碳捕获的位置,是在燃料燃烧前进行“燃烧前捕获”,还是在燃料燃烧后进行“燃烧后捕获”?

然后是分离过程,将二氧化碳与其他气体分离。二氧化碳分离出来后,还需要某种形式的运输活动,可以用船舶、管道或卡车运输。 

什么是燃烧前捕获和燃烧后捕获?

捕获过程的燃烧部分非常重要。燃烧前捕获实际上是非常古老的碳捕获技术之一,这种技术可以从某种形式的气体中去除二氧化碳。在过去,这种气体本来是煤气,近来则是天然气。

对于燃烧后捕获技术,我们现在使用某种形式的燃料,比如天然气,天然气与空气混合燃烧,然后需要将二氧化碳与氮气和残留氧气分离。这种情况下二氧化碳浓度很低,浓度越低,耗费的分离能量越多,分离过程就越复杂,越需要投入更多的资金。 

 

我们如何分离碳?

确定二氧化碳来源后,就有多种形式的分离技术。其中一种方法是通过某种形式的湿式洗涤器来吸收二氧化碳,另一种形式是固体吸收器,它使用薄膜及低温工艺。

 

能解释一下术语 CCUS 吗?

CCU 是指碳的捕获、使用或封存。

先从二氧化碳的用途说起,二氧化碳可以用作生产碳酸钠(也称为小苏打)的化学原料,它可以用于制造醋,也可以用于制造乙醇,实际上还可以用来制造航空燃料。

说到封存机制,通常我们会研究长期储存二氧化碳的方法。没有必要把它放回环境中,如果让它迅速释放出来,那简直是在浪费能源。

封存机制通常包括将二氧化碳送入某种形式的地质结构中,盐丘是经典的地质结构,因为这种地质的渗透性不强。然后,我们可以将二氧化碳用作驱油剂的另一种来源,用于采出几乎耗尽的油气井中残留的天然气和石油。您还可以用它从煤矿中开采甲烷。

所有这些特定应用的思路,基本上是将二氧化碳置于封存结构中。 

 

Chris Jones 个人资料图片

Chris Jones

环保解决方案
业务发展经理

Carbon Capture and Storage

要详细了解此主题,可在下面下载 Chris Jones 的文章“Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) Technologies May Play a Larger Role in Fighting Global Warming”。

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