还碳于地球

□肖钢马丽

由于对化石燃料（煤、石油、天然气）的过度依赖，以二氧化碳为主的温室气体大量排放引起空气污染和全球气候变化，严重威胁着人类赖以生存的地球环境。温室气体的减排已经成为21世纪人类的焦点问题。2005年2月《京都议定书》正式生效和随后的多次国际环保和减排会议，标志着国际社会进入了一个实质性的温室气体减排阶段。发达国家将承担定额的减排任务，我国在2012年之后也要承担减排义务。目前我国的总二氧化碳排放量与美国不相上下，不久的将来有可能超过美国，这意味着我国在二氧化碳减排方面面临着越来越大的政治、环境和经济压力。

CCS概念的提出

温室气体减排措施目前来看共有4种，包括提高能效节能、发展替代能源和碳汇、发展核能、二氧化碳捕获与封存技术（Carbon Cap⁃ture and Storage，简称CCS）。从减排潜力上看，各项与能源相关的减排技术中提高能效的技术最为重要，其次是替代能源（包括可再生能源和核能）和碳汇。根据国际能源署IEA的研究，2020年、2030年和2050年由提高能效带来的减排量将分别占当年能源相关减排量的65%、57%和54%。然而，随着提高能效技术的“天花板效应”逐渐显现，替代能源资源开发由易转难等原因，CCS的减排贡献必须逐步增加。

CCS是指将二氧化碳从工业或相关能源产业排放源中分离出来，输送并封存在地质构造中，长期与大气隔绝的一个过程，包括碳捕获、碳压缩和运输、碳封存三个技术环节。这一技术可减少矿物燃料转化中二氧化碳的排放量。在当前应对气候变化的背景下，CCS被公认为能够大量减排的较好方式，其独特意义在于它是在继续利用化石能源的同时实现二氧化碳近零排放的唯一有效技术。

气候变化是一个复杂且有挑战性的问题，充满了变数，没有一个综合全面的解决办法。这就是许多专家认为研发“系列产品/服务”是解决气候变化问题的最佳策略。在最具发展前景的潜在气候变化解决方案中，尤其是对于依赖大储量矿物燃料发展的国家，对二氧化碳进行捕获和封存被认为是最佳解决办法。

研究结果表明，2030年CCS的全球减排潜力在每年1.4Gt～4Gt（1Gt=109吨）不等，国际能源署预计，到2050年左右，CCS的减排潜力约为每年10Gt。这些数据表明，CCS在目前看来给我们提供了一条切实可行的减排技术。并且，在还未找到更好的大规模减排方式之前，CCS也为其他更有效的技术发展提供了等待的时间。

从国际上来看，欧美国家对CCS技术一直热情高涨。奥巴马政府宣称在未来10年投入巨资在美国7个地区开展CCS项目试验。欧洲在八国集团峰会上也制定了CCS推广时间表：近两年至少要有20座发电厂使用CCS技术。到2020年前，欧洲和美国开始推广该技术。2050年前推广至全球。

发展CCS产业面临三大挑战

目前，CCS技术在国际上已有30多年的工业经验，全球有超过602座地下天然气储库、44个硫化氢与二氧化碳处置场。即使在国内，CCS技术也有10多年的历史。但为何CCS技术还没有大规模应用于气体封存？

□ 二氧化碳捕集与封存示意图。

□ 二氧化碳封存示意图。

一般认为，发展CCS产业面临以下三个挑战：第一，目前，国际上CCS技术比较成熟，但还需要尽量降低成本特别是碳捕获的成本。碳捕获就是把废气中浓度很低的二氧化碳纯化出来的提浓过程，它占据全部CCS成本的2/3，剩下的才是运输和封存。第二，CCS本身也要消耗能源、产生二氧化碳，但与捕捉封存起来的二氧化碳相比，算是微不足道，这等于是“以小搏大”。第三，封存的二氧化碳的安全问题。目前，二氧化碳的地层储存适用于很多方式，但最普遍也最安全的方式是地下1000米～2000米处的盐水层，世界上大部分地区都有此类地层，容积非常大。事实上，CCS的风险远远小于任何地下工程。欧盟一直以来都对欧洲尤其是北欧挪威的CCS项目进行监控跟踪，结果发现封存的二氧化碳在20年内非但没有泄漏，而且也没有蔓延到其他地质结构中。

我国发展CCS的必要性

我国是一个煤炭大国，而煤的利用会产生大量的二氧化碳。从这个逻辑关系来说，我国能源企业很难绕过CCS。同时，CCS也是还碳于地球，应该说是合情合理、顺乎自然的事情。

我国对CCS技术的发展给予了高度重视，CCS技术作为前沿技术已被列入国家中长期科技发展规划，并逐步开展二氧化碳捕集与封存相关技术研究，制定相应二氧化碳地质封存的鼓励政策与创新机制，加强国际合作，引进吸收西方先进二氧化碳捕获和地质封存技术，走产学研一体化道路。

据预测，我国通过节能减排和发展可再生能源所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。目前国内有些能源企业也在发展CCS的部分技术，但离国际先进水平还有一定距离。如果我国企业能够通过国际合作尽快占领CCS制高点的话，将来就不仅可以为公司自身服务，还可以为其他高碳企业服务。同时，可以减免掉更多的碳税，进行碳交易等。

碳捕获的成本高，但对于主业不是煤炭发电的企业来说，没有发电厂中产生的极低浓度的二氧化碳问题。因此，可以不急于开展碳捕获（即二氧化碳提浓）部分的工作，而集中精力考虑先做碳封存。我国企业发展CCS，应首先考虑与国际上此类技术最先进的公司合作，获取最先进的技术，培养优秀的CCS科技人才队伍，从而在CCS产业发展方面获得后发优势。