節能降碳,不止靠種植樹木,也要放眼先進技術。國務院於2024年1月發表《中共中央國務院關於全面推進美麗中國建設的意見》強調,要「推進綠色低碳科技自立自强,狠抓關鍵核心技術攻關」。如今,二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)技術正日益受到國內外關注。
CCUS是指將二氧化碳從工業過程、能源利用或大氣中分離出來,加以利用或注入地層以實現永久減排的技術,具有減排規模大、減排效益明顯的特點,被形象地稱為「碳捕手」。聯合國政府間氣候變化專門委員會指出,CCUS是確保實現《巴黎協定》氣候目標的重要技術支撐,絕大多數氣候模式都需要以它實現深度減排目標。
二氧化碳捕集裝置
中國是化石能源消耗大國,極需要發展CCUS產業,「十四五」規劃就提出了要開展CCUS重大專案示範。2022年投產、位於陝北的延長石油煤化工CO2捕集與驅油示範項目,對內地推動CCUS技術規模化、商業化應用具有重大意義。
陝北地區有多個油氣和煤化工企業,集中了大批碳排放源。
煤化工企業在生產時往往需要大量的氫氣作為原料氣體,但生成氫氣的同時會產生二氧化碳,二者比例近乎是1比1,這也就是煤化工企業會製造大量碳排放的主要原因。
在陝西延長石油榆林煤化公司,剛剛被捕集並液化的二氧化碳正被注入運輸槽車,隨後送往150公里外的採油廠,經過注氣井口注入深約1,300米以下的地下油層,從而被永久地封存起來。
二氧化碳液化的關鍵在於需要利用特定的淨化裝置,先將工業廢氣中的二氧化碳分解出來,並對這些氣態的二氧化碳進行增壓和降溫,變成液態,然後送到球罐中儲存。
這一系列複雜的工序是在封閉的鍋爐和管道內進行,完全不用人工介入,工作人員只需通過中央控制室的一個個熒幕,就可以24小時監控整個程序。目前,榆林煤化公司已建成投產量達每年30萬噸二氧化碳的捕集裝置,以一棵樹每年吸收二氧化碳18.3公斤計算,該裝置相當於1,640萬棵樹一年所能吸收的二氧化碳量。
化身驅油工具
這只是CCUS的第一步,接下來,延長公司更把這些「廢氣」運用在採油廠。
陝北地區的鄂爾多斯盆地蘊藏着豐富的煤炭和油氣資源。然而,這裏的地下油層滲透性差、地層壓力較小,很多油田鑽井之後,油往往無法自然流出,以往大多需要通過注水的方式,來達到驅油效果,但這樣既增加了開採成本,又要消耗大量水資源。如今,通過善用技術,將液態二氧化碳注入採油廠進行驅油,油井產量便可以大大提高。
技術的革新,讓減碳有了全新的路徑。陝北地區匯集的能源化工企業,讓CCUS具備了商業化的價值。從二氧化碳的捕集地,到利用、封存點,不到200公里,這極大降低了運輸成本,也讓減碳效益更加凸顯。
根據生態環境部發佈的資料顯示,國內煤化工二氧化碳捕集最低成本原先為120元/噸,延長公司示範項目卻只需105元/噸,為目前國內最低。相信在不久的將來,CCUS的普及既能提高石油產量,還能減少二氧化碳向空氣中的排放,兼具生態效益與經濟效益,真正實現「化廢為寶」。
上載日期:2024年6月
- 中國二氧化碳地質封存的潛力巨大,且具備大規模捕集利用與封存的工程能力。根據國家生態環境部環境規劃院牽頭編寫的《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報告(2021)》,若果以CCUS地質封存潛力來比較,中國的理論封存容量達121至413百億噸,這僅次於北美地區的230至2,153百億噸,遠遠超過亞洲除中國以外國家總和的49至55百億噸、歐洲的50百億噸、澳大利亞的22至41百億噸。
- 2024年中國企業和研究機構在二氧化碳捕集領域擁有的專利總數達到10,191項,幾乎佔全球相關專利總數的一半,在競爭對手關注度和其他因素方面亦僅次於美國。其中,中國科學院在將二氧化碳轉化為甲烷和其他燃料的技術方面表現出色。
- 碳捕集利用與封存技術是我國實現碳達峰及碳中和目標不可或缺的部分,我國高度重視CCUS的研究和技術開發,對推動經濟社會可持續發展、帶領全球應對氣候變化挑戰具有重要意義。