中國(guó)碳捕集產(chǎn)業(yè)何去何從

政府等著企業(yè)拿數(shù)據(jù)來證明——ccs能夠且需要產(chǎn)業(yè)化，但是各個(gè)企業(yè)，包括來中國(guó)尋求合作的歐盟和美國(guó)各大公司，總是把這些數(shù)據(jù)捂著

人類在工業(yè)化的道路上越走越遠(yuǎn)，大氣層中的二氧化碳等氣體也越來越多。隨著全球氣候變化，怎樣對(duì)付溫室氣體成了全球政經(jīng)領(lǐng)域的一個(gè)核心議題。

一個(gè)設(shè)想是：將工業(yè)生產(chǎn)集中產(chǎn)生的二氧化碳捕集起來，不讓它排放到空氣中去。目前，世界上的一些電廠已經(jīng)開始了二氧化碳捕集(carbon capture，簡(jiǎn)稱CC)。2008年和2009年，中國(guó)華能集團(tuán)在北京和上海的兩個(gè)熱電廠安裝了二氧化碳捕集裝置并且投產(chǎn)。

然而，捕集來的二氧化碳又如何處置?

做干冰?做可樂?還是做石油開采的驅(qū)油劑用(EOR)?目前世界上許多石油公司正是將二氧化碳灌入地下來驅(qū)出油氣。

當(dāng)捕集來的碳成為可利用的資源，高成本的碳捕集或許就能變得更讓人容易接受一些。這也成為政府及企業(yè)更可愿意投資的因素之一。在CC后面多加一個(gè)U(utilization，利用)吸引了諸多企業(yè)尤其是碳排放企業(yè)的目光。

然而，長(zhǎng)遠(yuǎn)地看，這多少是個(gè)空間有限的噱頭。國(guó)家發(fā)展改革委能源研究所主任研究員姜克雋告訴《瞭望東方周刊》：“我并不喜歡CCUS的提法，你加了個(gè)u在里面，好像多了些利潤(rùn)空間，但是實(shí)際上這個(gè)空間非常有限。FOR最多就60億噸，做完了就沒有了。一直到2050年之前，它在中國(guó)需要減排的二氧化碳總量中占的比例非常小。”

美國(guó)能源部勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室地球科學(xué)部水文地質(zhì)專家劉會(huì)海也對(duì)本刊記者印證這一說法，他說，CCUS是中國(guó)業(yè)內(nèi)人士比較喜歡用的說法，在國(guó)際上，大家一般都說CCS(s=storage，封存)。工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)生的二氧化碳可用作商業(yè)利用的量和利潤(rùn)空間都并不大，絕大多數(shù)還是需要封存起來。

那么，以中國(guó)為例，按照2050年減排40％-45％的目標(biāo)，又要保證工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，年減排至少十幾億噸的巨量二氧化碳將封存在哪里?

三級(jí)跳進(jìn)入新領(lǐng)域

8月27日，在內(nèi)蒙古鄂爾多斯，中國(guó)第一套全流程注入鹽水層的CCS示范工程——神華集團(tuán)CCS項(xiàng)目2490米的地下深井動(dòng)工開鉆。

這口井通向地下深處的鹽水層，遠(yuǎn)離生物圈以外，該煤化工廠年均十萬(wàn)噸的二氧化碳將由這口井注入地下儲(chǔ)存起來。

這次嘗試將直接用于生產(chǎn)實(shí)踐，這口灌注井是在我國(guó)化工和環(huán)保部門均無(wú)任何標(biāo)準(zhǔn)可參照，且行業(yè)參數(shù)、指標(biāo)、規(guī)范均為空白的情況下建設(shè)起來的。

該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王鶴鳴對(duì)本刊記者說：“我們的目標(biāo)就是：形成中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)。”

與此同時(shí)，在美國(guó)得克薩斯州，Sandia科技公司的深井灌注專家、工程師Donald.Stehle已經(jīng)與他的同事們?yōu)槊绹?guó)碳封存的實(shí)驗(yàn)深井工作了3年多。在這里，以深井灌注方式將二氧化碳封存入地下也還處在實(shí)驗(yàn)室探索階段，并未投入商業(yè)化實(shí)踐中。

與中國(guó)不同的是，深井灌注處理污廢在美國(guó)已經(jīng)有了大半個(gè)世紀(jì)的經(jīng)歷。上世紀(jì)80年代，美國(guó)環(huán)保署已經(jīng)形成了深井灌注的技術(shù)規(guī)范。在規(guī)范頒布并強(qiáng)制實(shí)施之前，尚有一些泄漏等環(huán)境事故發(fā)生，而隨著規(guī)范的普及和技術(shù)的完善，深井灌注技術(shù)在美國(guó)逐漸成熟。目前在全美范圍內(nèi)尚且在運(yùn)營(yíng)中的污廢深井多達(dá)500多口。

Donald.Stehle已經(jīng)有20多年與灌注深井打交道的歷史。他告訴《瞭望東方周刊》：“二氧化碳的井與一般處理工業(yè)廢液的深井不同，技術(shù)難度會(huì)更大一些。因?yàn)槎趸汲B(tài)下是氣體，灌注到地下的時(shí)候是液態(tài)，其高溫高壓的要求比一般深井更高，因此操作過程中的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)就更高一些。就目前實(shí)驗(yàn)井的進(jìn)展來看，一切都還很順利。但是還不知道應(yīng)用于實(shí)踐需要多久。”

如果神華集團(tuán)的ccs工程順利建成投產(chǎn)，那么就意味著中國(guó)將在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，跨越大半個(gè)世紀(jì)的技術(shù)積淀走到美國(guó)的前面。

成本的秘密

王鶴鳴告訴本刊記者，鄂爾多斯十萬(wàn)噸級(jí)ccs項(xiàng)目初步預(yù)計(jì)投資為2.1億元，作為國(guó)企的神華集團(tuán)，基于社會(huì)責(zé)任承擔(dān)了這一成本。而下一個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)的項(xiàng)目，又由誰(shuí)來承擔(dān)?

目前，二氧化碳的捕集和封存，僅僅是為了減排，沒有其他任何附加的收益，而成本又相當(dāng)可觀，如果要產(chǎn)業(yè)化的話，怎樣的機(jī)制，才能讓企業(yè)進(jìn)入這一領(lǐng)域?

挪威船級(jí)社業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理魚曉東告訴本刊記者，之所以挪威等歐洲國(guó)家已經(jīng)開始CCS的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)，是因?yàn)榕餐魇樟烁哳~的碳稅，當(dāng)稅務(wù)成本與CCS成本之間有了取舍，產(chǎn)業(yè)化才成為可能。

也就是說，不管是立法限制，或者是行政命令，國(guó)家和政府的抉擇都會(huì)是關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。

國(guó)家發(fā)展改革委能源研究所主任研究員姜克雋對(duì)本刊記者說：“按照我們的判斷，到2050年，CCS要做到十幾億噸，這是非常大的一個(gè)數(shù)字，到那時(shí)候產(chǎn)業(yè)化不用擔(dān)心，會(huì)比現(xiàn)在發(fā)電的產(chǎn)業(yè)還大。但是現(xiàn)在政府的態(tài)度還并不是很明確，因?yàn)檫@些企業(yè)還沒能拿出證據(jù)向政府證明：CCS是可以大規(guī)模接受資助的。”

姜克雋說，政府官員現(xiàn)在是等著企業(yè)拿數(shù)據(jù)來證明：CCS能夠且需要產(chǎn)業(yè)化，但是企業(yè)，包括歐盟和美國(guó)那些來中國(guó)觀望和尋求合作的各大企業(yè)，老是把這些數(shù)據(jù)捂著。他們連自己國(guó)家的政府都沒有說服，在這個(gè)問題上裹足不前，那又怎么能來給中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家施加壓力，指望中國(guó)來承擔(dān)昂貴的成本和義務(wù)?

殼牌石油公司已經(jīng)在EOR實(shí)踐中有了豐富的經(jīng)驗(yàn)，該公司二氧化碳處理技術(shù)研究部經(jīng)理Claus.Otto博士向本刊記者坦言，各大公司因?yàn)樾袠I(yè)競(jìng)爭(zhēng)等原因，并不愿意公開涉及碳捕集的成本數(shù)據(jù)。

一旦OCS的全球化產(chǎn)業(yè)體系建立起來，擁有這些技術(shù)就意味著占據(jù)著國(guó)際碳市場(chǎng)貿(mào)易中的先機(jī)，意味著巨額的財(cái)富。

因此，世界各大企業(yè)尤其是擁有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的石油企業(yè)、減排需求大的電力企業(yè)，都在等待、關(guān)注并覬覦著。

但是，在這以前，CCS對(duì)企業(yè)而言只意味著技術(shù)的探索和高額的投入。美國(guó)何時(shí)立法限排而使得CCS進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化?2012年之后，清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)是否還能繼續(xù)并且將CCS納入其中?這些都還是未知數(shù)。

作為發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)將如何計(jì)算成本投入，才既不吃虧，又不失掉競(jìng)爭(zhēng)的先機(jī)?而在這之后，CCS的產(chǎn)業(yè)化將給中國(guó)帶來的另外一個(gè)后果就是電價(jià)的上漲，這一影響又應(yīng)該如何估算和預(yù)測(cè)?

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外

姜克雋認(rèn)為，按照目前的進(jìn)度，實(shí)際上較為緩慢了。“就技術(shù)的推進(jìn)上我們其實(shí)可以做得更好。”

按照他們?yōu)橹袊?guó)發(fā)展CCS設(shè)定的技術(shù)路線圖，爭(zhēng)取要在2010到2020年之間，完成10個(gè)不同地點(diǎn)、不同類型的CCS示范項(xiàng)目，在這之后，就能形成一些概念和規(guī)范；在2020到2030年之間，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推進(jìn)CCS的產(chǎn)業(yè)化，在2050年之前，完成減排目標(biāo)，還來得及。而就目前的進(jìn)度看，2020年之前10套的目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)還是個(gè)未知數(shù)。

CCS技術(shù)推進(jìn)上的發(fā)展緩慢并不是中國(guó)一家的問題。

根據(jù)全球碳捕集與封存研究院首席執(zhí)行官NickOtter提供的數(shù)據(jù)，2009年到2010年，進(jìn)行和規(guī)劃中的CCS項(xiàng)目數(shù)量增加了10％以上，但是取消或延遲的項(xiàng)目數(shù)量增加了75％。

關(guān)于成本計(jì)入之后電價(jià)上漲影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活的可能性，在姜克雋等人看來，今后也不是一個(gè)問題。根據(jù)他的測(cè)算，當(dāng)CCS產(chǎn)業(yè)化，到2050年，電價(jià)上漲不過在0.15元到0.25元之間，完全可以接受。

企業(yè)更加關(guān)心的是現(xiàn)階段“誰(shuí)來買單”等具體困難。亦有不少專家擔(dān)心實(shí)驗(yàn)室理論與規(guī)模化產(chǎn)業(yè)之間的技術(shù)差距和風(fēng)險(xiǎn)。

正如華能集團(tuán)研發(fā)中心總工程師許世森所說：“推動(dòng)大型的示范項(xiàng)目，需要政府的大力支持。而CCS技術(shù)目前還相當(dāng)不成熟，還不能大力推廣。”

勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室劉會(huì)海教授說：“實(shí)驗(yàn)室理論與工業(yè)化生產(chǎn)之間是有區(qū)別的，幾十萬(wàn)噸的二氧化碳注入地下到底會(huì)帶來什么樣的影響?我們最好還是技術(shù)上大膽假設(shè)，實(shí)踐上小心求證，不能急于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。”

中國(guó)科學(xué)院能源動(dòng)力研究所李小春教授說：“CCS要搞，但是不能一擁而上地搞。或許現(xiàn)在我們談CCS要不要推廣就像幾十年前談拖拉機(jī)要不要推廣一樣，幾十年后就不是一個(gè)問題了，我們?cè)敢獍堰@條路鋪下去……”

CCS的實(shí)踐還受到地質(zhì)條件的制約。中國(guó)如果要在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)在各地推進(jìn)CCS的產(chǎn)業(yè)化，能否找到充分的地理空間進(jìn)行地下灌注，也是一個(gè)具有爭(zhēng)議性的話題。

目前，有些學(xué)者根據(jù)現(xiàn)存的一些資料得出了相當(dāng)樂觀的數(shù)據(jù)，而另一些專家則表示“并不相信”，或者憑另一些理論分析認(rèn)為中國(guó)并不具備足夠的地質(zhì)空間可發(fā)展這一項(xiàng)技術(shù)。

也有一些懷疑者提出更極端的質(zhì)疑：如果到后來我們發(fā)現(xiàn)“氣候變化是因?yàn)槎趸家鸬摹笔且粋€(gè)偽命題呢?這并不是沒可能的。

研究鏈

姜克雋告訴本刊記者，CCS是一個(gè)研究鏈特別長(zhǎng)的技術(shù)。有的研究領(lǐng)域，一個(gè)小組10個(gè)人就夠了，但是研究一個(gè)CCS系統(tǒng)至少需要1500人，包括搞物理的、化學(xué)的、地質(zhì)的……所以，無(wú)論如何，在技術(shù)的推動(dòng)方面，CCS都不無(wú)裨益。就如同航天飛機(jī)研究，整個(gè)研究鏈需要上萬(wàn)人，不管最后航天飛機(jī)能否上天，研發(fā)過程本身對(duì)人類科技的發(fā)展都是一種推動(dòng)。

在一些市場(chǎng)需求較大的技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)已經(jīng)能夠走在世界的前列。比如中國(guó)電廠的超臨界和超超臨界技術(shù)，比國(guó)外的技術(shù)至少節(jié)約成本50％左右，周邊的國(guó)家都來購(gòu)買這些技術(shù)。

實(shí)際上，中國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變化方面的舉措和研究，也已經(jīng)令不少人注目。美國(guó)電力公司發(fā)電部執(zhí)行副總裁Nicholas.Akins對(duì)本刊記者說：“中國(guó)目前已經(jīng)取得的不少成就是我們正在努力尋求的，中國(guó)正在成長(zhǎng)，有許多值得我們學(xué)習(xí)的地方。”

他介紹說，美國(guó)電力作為排放大量二氧化碳的企業(yè)，CCS是他們必須要進(jìn)入的領(lǐng)域，而他們公司正在積極尋求中國(guó)的合作伙伴，最感興趣的就是中國(guó)的技術(shù)。

他很羨慕美國(guó)杜克能源公司已經(jīng)與華能集團(tuán)在一些CCS項(xiàng)目上達(dá)成合作，希望美國(guó)電力也能找到這樣的機(jī)會(huì)。

然而，一些業(yè)內(nèi)人士也表示一定程度的疑慮：中方在項(xiàng)目推進(jìn)的過程中表現(xiàn)得過于積極和高調(diào)會(huì)不會(huì)失去作為發(fā)展中國(guó)家應(yīng)當(dāng)享有的優(yōu)勢(shì)?

畢竟，在發(fā)達(dá)國(guó)家的政府都還曖昧不清的時(shí)候，更有發(fā)展優(yōu)先權(quán)的中國(guó)為什么要首先承擔(dān)昂貴的成本和前階段更多的風(fēng)險(xiǎn)呢?