CCS：驅(qū)動(dòng)碳減排的引擎

□ 本刊記者 許帆婷

碳捕集與碳封存如果沒有實(shí)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與參與做支撐，再好的制度設(shè)計(jì)也是一紙空文。

□ 2010年6月1日，由十建公司承建的國(guó)內(nèi)第一個(gè)二氧化碳捕集與封存（CCS）工業(yè)化示范項(xiàng)目在神華集團(tuán)煤直接液化現(xiàn)場(chǎng)開工。CFP 供圖

當(dāng)今世界，碳減排已經(jīng)成為一個(gè)新的行業(yè)與外交熱點(diǎn)。碳交易制度也在全球各主要經(jīng)濟(jì)體中相繼建立、發(fā)展。然而，作為一種旨在降低排放的制度設(shè)計(jì)，碳交易本身對(duì)工業(yè)排放無能為力。碳減排歸根到底需要相應(yīng)的技術(shù)作為支持。

碳捕集與碳封存（CCS）技術(shù)是目前公認(rèn)的控制二氧化碳排放、應(yīng)對(duì)氣候變暖的重要手段，國(guó)際社會(huì)對(duì)此高度重視。國(guó)際能源署（IEA）《2009年CCS技術(shù)路線圖》更提出到2050年全球投資2.5萬億～3萬億美元建成3400個(gè)CCS項(xiàng)目的設(shè)想。碳捕集與碳封存技術(shù)為企業(yè)在碳交易市場(chǎng)中增加了籌碼。

CCS技術(shù)發(fā)展歷程

綜合考慮技術(shù)、參與者、合作范圍、法規(guī)建設(shè)等因素，CCS的發(fā)展按照時(shí)間大致可以分為三個(gè)階段：技術(shù)孕育階段、誕生與發(fā)展階段、研發(fā)與示范階段。

石油公司是孕育CCS技術(shù)的先驅(qū)。20世紀(jì)70年代初，美國(guó)最先利用二氧化碳注入油田提高石油采收率，但尚未產(chǎn)生將二氧化碳封存起來減少溫室氣體排放的概念。

20世紀(jì)80年代至2005年是CCS技術(shù)的誕生與發(fā)展階段。在應(yīng)對(duì)氣候變化的大背景下，人們從二氧化碳驅(qū)油的工程實(shí)踐中得到啟發(fā)——如果將化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳永久封存起來，就能在短時(shí)間內(nèi)大量減少溫室氣體排放。早期的CCS技術(shù)仍然以二氧化碳的利用為導(dǎo)向，由于捕集與封存技術(shù)的積累和日益突出的氣候變化問題，CCS技術(shù)重心發(fā)生了轉(zhuǎn)移。受到溫室氣體減排的政治壓力，CCS逐漸得到國(guó)際社會(huì)的廣泛認(rèn)可，并成為各國(guó)制定政策的重點(diǎn)。

2005年，政府間氣候變化專門組織（IPCC）發(fā)表了關(guān)于二氧化碳捕集與封存技術(shù)的特別報(bào)告，迅速提升了CCS技術(shù)發(fā)展和推廣的速度。至此，CCS技術(shù)進(jìn)入了研發(fā)與示范階段，并朝著商業(yè)化的目標(biāo)前進(jìn)。這個(gè)階段，美國(guó)、歐盟、澳大利亞等經(jīng)濟(jì)體紛紛出臺(tái)CCS發(fā)展規(guī)劃，多個(gè)國(guó)際CCS組織成立，顯示出CCS技術(shù)良好的國(guó)際合作前景。

石油公司在行動(dòng)

二氧化碳捕集項(xiàng)目（CCP）是幾大能源公司于2000年成立的致力于行業(yè)范圍內(nèi)提升技術(shù)以實(shí)現(xiàn)CCS的合作項(xiàng)目，成員包括BP公司、美國(guó)雪佛龍公司、意大利埃尼公司、巴西石油公司、殼牌公司等。CCP積極與相關(guān)政府、國(guó)際機(jī)構(gòu)開展密切合作，其目標(biāo)是在油氣行業(yè)內(nèi)大規(guī)模推進(jìn)CCS技術(shù)，以減緩全球氣候惡化趨勢(shì)。

BP公司承諾在2011～2015年與美國(guó)普林斯頓大學(xué)就應(yīng)對(duì)氣候變化開展戰(zhàn)略與技術(shù)方面的合作。目前BP已在阿爾及利亞項(xiàng)目、蘇格蘭彼得海特項(xiàng)目、澳大利亞項(xiàng)目、美國(guó)加利福尼亞州項(xiàng)目等項(xiàng)目中陸續(xù)開展碳捕集與封存實(shí)踐。

殼牌公司2011年6月宣布，已和加拿大政府以及艾伯塔省政府共同簽署關(guān)于Quest項(xiàng)目二氧化碳捕集與封存的協(xié)議，并獲得8.65億美元的支持資金用于開展相關(guān)研究。從2015年底開始，Quest將正式啟動(dòng)捕集并封存二氧化碳，將使改質(zhì)工廠直接碳排放減少35%，同時(shí)成為世界上少數(shù)CCS技術(shù)商業(yè)規(guī)模應(yīng)用項(xiàng)目之一。

挪威石油行業(yè)自1991年起就開始支付碳排放稅，作為國(guó)內(nèi)油氣領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，挪威國(guó)家石油公司自1996年起就致力于二氧化碳的處理利用研究，在政府支持下開展了多個(gè)CCS示范項(xiàng)目。其正在開展的項(xiàng)目包括斯萊普納Sleipner項(xiàng)目、北海斯諾維特Snohvit氣田項(xiàng)目、阿爾及利亞InSalah項(xiàng)目、蒙格斯塔德Mongstad熱電聯(lián)合二氧化碳捕集項(xiàng)目等。挪威國(guó)家石油公司制定了CCS發(fā)展路線圖，將二氧化碳資源、運(yùn)輸機(jī)制和長(zhǎng)期儲(chǔ)存項(xiàng)目有機(jī)融合起來，以建立適合氣候政策的完整的商業(yè)二氧化碳價(jià)值鏈。

道達(dá)爾公司與其他專業(yè)公司合作，開展了多個(gè)國(guó)內(nèi)和國(guó)際CCS研究項(xiàng)目，比如參與歐洲的捕集和預(yù)燃技術(shù)（DECARB）項(xiàng)目和用于地質(zhì)存貯的儲(chǔ)層篩選、監(jiān)測(cè)和安全（ReMove）項(xiàng)目。2010年初，道達(dá)爾在法國(guó)西南部的拉克測(cè)試了歐洲首個(gè)工業(yè)規(guī)模的CCS技術(shù)，建造了全球第一家經(jīng)改造而配備CCS技術(shù)的發(fā)電廠。

埃克森美孚對(duì)CCS技術(shù)的研究、開發(fā)與應(yīng)用已有30多年，并取得一定進(jìn)展，已成為該技術(shù)研究的全球領(lǐng)先企業(yè)。該公司不僅在二氧化碳捕獲環(huán)節(jié)擁有獨(dú)特的受控凝固專利技術(shù)，還制訂了嚴(yán)密的碳運(yùn)輸管理計(jì)劃，并對(duì)碳注入和封存領(lǐng)域有深入的研究。2012年埃克森美孚公司在美國(guó)懷俄明州和挪威Sleipner氣田通過地下灌注方式捕獲的二氧化碳近450萬噸。這些項(xiàng)目積累了CCS處理階段的一手資料和經(jīng)驗(yàn)。由于從天然氣中捕獲二氧化碳的成本仍很高，發(fā)電廠的CCS技術(shù)還沒實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，埃克森美孚的戰(zhàn)略小組還在致力于可降低成本的材料和系統(tǒng)的研究。

CCS技術(shù)發(fā)展前景展望

CCS不僅能收集排放的二氧化碳，而且還能實(shí)現(xiàn)二氧化碳“變廢為寶”，被看作是一項(xiàng)最具前景的氣候變暖解決方案。據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)的調(diào)查，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能將全球二氧化碳排放量減少20%～40%。而且據(jù)目前的采油技術(shù)，全球油田的采收率平均只有32%，如果采用注入二氧化碳技術(shù)，那么采收率可以提高至40%～50%。

盡管幾十年來，能源公司一直在發(fā)電廠進(jìn)行二氧化碳的捕集和儲(chǔ)存，但這一技術(shù)的核心弱點(diǎn)在于，相較其他的新能源與低碳技術(shù)，CCS技術(shù)的成本高昂，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到商業(yè)規(guī)模的要求。全球碳捕集和儲(chǔ)存協(xié)會(huì)估計(jì)，CCS的發(fā)電成本為每兆瓦50美元～100美元，此外還要加上大量的發(fā)展資金成本。同時(shí)，在二氧化碳捕獲、運(yùn)輸和儲(chǔ)存各個(gè)環(huán)節(jié)上也存在很大的不確定性，成為商業(yè)化拓展的一大障礙。

2008年9月，全球碳捕集與封存協(xié)會(huì)（GCCSI）計(jì)劃成立，其核心目標(biāo)是加快碳全球捕獲與封存項(xiàng)目的商業(yè)化應(yīng)用。作為碳減排的一種有效手段，假如政府在經(jīng)濟(jì)和政策上的支持有利于驅(qū)動(dòng)企業(yè)推進(jìn)CCS應(yīng)用，從而就能形成系列產(chǎn)業(yè)。另外，如今全球各大經(jīng)濟(jì)體實(shí)施的碳交易制度，正是運(yùn)用經(jīng)濟(jì)杠桿推動(dòng)企業(yè)研發(fā)更新更先進(jìn)的減排技術(shù)，將碳資產(chǎn)真正變?yōu)槠髽I(yè)的財(cái)富。制度倒逼技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)的進(jìn)步又支撐著制度的運(yùn)行和意義。

埃克森美孚一份針對(duì)未來全球電價(jià)的報(bào)告顯示，雖然現(xiàn)在煤炭發(fā)電成本最低，但是如果算上CCS，成本可能會(huì)翻倍。但埃克森美孚相信CCS有潛力抑制全球碳排放，這需要碳交易、碳稅和碳金融等政策的大力支持。畢竟，如果沒有實(shí)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與參與做支撐，再好的制度設(shè)計(jì)也是一紙空文。