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“碳”求出路

2012-01-13

中国石化 2012年5期
关键词:驱油化石排放量

与其一味地减少二氧化碳的排放量去“堵”,不如转换视角,积极开发二氧化碳的化工利用技术去“疏”,将二氧化碳当做宝贵的资源真正利用起来。

□ 在化石能源的燃烧过程中,二氧化碳的排放难以避免。 CFP 供图

化石能源对人类发展的重要性不言而喻。在化石能源的燃烧过程中,二氧化碳的排放难以避免。而当人们将全球变暖的罪魁祸首的标签贴在二氧化碳身上时,似乎忽略了它在光合作用和其他场合中的不可或缺性。目前,全球化工行业在大力节能减排的同时,也在积极开发新技术,将二氧化碳当做宝贵的碳资源,真正利用起来,努力寻找环境与经济发展的平衡点。

节能减排宜疏不宜堵

“减排”这个词对于国际化工行业来说,已经不再新鲜。在签署了《京东议定书》之后,欧盟便着手制定欧盟贸易排放计划,制定了每个国家关于二氧化碳允许排放的配额,澳大利亚的碳排放税也已经成为世界上最大规模的碳排放限制方案。从设置专门机构到制定法律法规,从出台减排激励措施到提升节能环保意识,美国、日本和欧洲很多国家在减排方面都已经迈出了成功的一步。

国际能源署指出,日益增长的化石能源需求将进一步推高与能源相关的二氧化碳排放。在2008年进行的3年预测中,虽然全球的二氧化碳排放量增长速度逐步下降,但排放总量仍继续上升。美国能源情报署(EIA)也于2011年8月下旬发布预测报告称,如果没有重大的政策改变,全球二氧化碳排放量将从2007年的300亿吨增加到2035年的420亿吨,增长43%。在未来25年内煤炭的使用将继续增长53%,化石燃料将继续占世界能源的近80%。到2035年,全球市场的能源消费量预计将增长49%。

面对不断增长的能源消费需求,以及化石能源继续占据80%能源比例的现实情况,如果将全部精力都放在二氧化碳减排技术上,不仅其排放量会随着经济发展的整体水平上升而上升,还会增加化工企业的负担,导致投入产出失衡,最终很可能无法达到环境和经济发展的双赢。与其一味地减少二氧化碳的排放量去“堵”,不如转换视角,积极开发二氧化碳的化工利用技术去“疏”。一旦二氧化碳的绿色应用技术能够大规模的推广应用,节能减排和绿色经济将不再是空口号。

二氧化碳捕集和利用让“杀手”变“英雄”

随着二氧化碳的工业分离、管道运输、地质封存和工业利用等领域逐步形成成熟市场,目前已经成功研发出二氧化碳捕获与封存技术,利用二氧化碳进行油田驱油和水污染治理,用微藻“吃掉”二氧化碳废气生产生物柴油,可谓一举多得。

二氧化碳的捕集和利用,相对“减排”仍是一个比较新的领域。欧盟已经走在了前面。它计划投资60亿~70亿欧元,到2015年在欧洲建设12个大型碳捕集示范炼厂,同时规定2020年以后新建的火力发电站都要采取碳捕集技术。加拿大政府目前也宣布将为壳牌公司油砂处理设施二氧化碳捕集和封存项目提供8亿多美元的支持,该项目每年将捕集100多万吨的二氧化碳。美国政府将研究重点转向碳捕集,打算在未来10年间,投入20多亿美元在美国的7个地区进行碳捕集方面的试验,目前已经投资2亿多美元进行研究。其中,美国能源部提供1亿多美元,资助六大二氧化碳转化项目,而日本也提出在2020年之前,推广碳捕集技术应用,将碳捕集的成本降低50%。

二氧化碳封存技术是近10年来正在发展的前沿技术,是避免气候变化的有效途径之一。通过碳捕集与封存技术可将液化二氧化碳注入地下深处,二氧化碳会留在水中或在水中溶解,也可能与煤或其他矿物结合,或经数千年之后与其他岩石结合在一起,形成稳定的碳酸盐。目前二氧化碳的封存方式有地质封存、海洋封存和矿石碳化等技术。

□ 二氧化碳埋存示范工程——挪威Sleipner。 汪洋 供图

由于二氧化碳是一种在油和水中溶解度都很高的气体,当它大量溶解于原油中时,可以使原油体积膨胀、黏度下降,还可以降低油水间的界面张力。与其他驱油技术相比,二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高显著等优点。这项技术不仅能满足油田开发需求,还能解决二氧化碳的封存问题,保护大气环境。据不完全统计,目前全世界正在实施的二氧化碳驱油项目有近80个。美国是二氧化碳驱油项目开展最多的国家,每年注入油藏的二氧化碳量约为2000万~3000万吨,其中300万吨来自煤气化厂和化肥厂的废气。

利用二氧化碳养殖含油微藻,提取微藻油脂,用以制备生物柴油,这个极具前景的构想正在步入现实。而在污水处理方面,由于二氧化碳融入水中可促其酸化,降低水的PH值,这样就从根本上抑制了不适宜弱酸环境的蓝藻、绿藻等污染藻类的生长,促进适宜弱酸环境的硅藻生长。硅藻在生长过程中既能够净化污水,有利于发展生态渔业产业链,又能实现循环经济,算是二氧化碳变废为宝的最佳诠释。

只要以科技创新推进二氧化碳绿色利用,延长产业链,提高产品附加值,二氧化碳就会趋利避害,从一个冷酷的“杀手”变身为保证节能减排,实现循环经济的“英雄”。

安全问题遭质疑,技术瓶颈待突破

由于开发二氧化碳利用技术的研究时间比较短,在技术设备及安全问题方面确实还存在着一些“短板”。

以二氧化碳封存为例,其安全性和可靠性饱受争议。2011年8月,奥地利宣布决定在地下封存二氧化碳,但终因社会公众对于地下封存二氧化碳所可能具有的危险及是否会产生什么副作用,目前还不十分清楚而导致计划最终搁浅。7月,德国重提二氧化碳地下封存法案,同样是考虑到地下水资源可能会因二氧化碳受到污染而迟迟不能通过。

技术方面的瓶颈,主要在于二氧化碳的管道输送方面。由于二氧化碳在输送过程中会有多个相态,且在游离水的情况下具有腐蚀性,安全性对于管道输送要求非常高。同时二氧化碳管道及站场设计没有规范标准可以参考,许多问题没有明确的指导原则。

如果二氧化碳的捕集、封存和利用的相关技术能够突破瓶颈,再通过普及专业和环保知识消除社会公众的安全性忧虑,这不仅能极大地改善全球气候环境,也将为全球聚焦的节能减排注入一剂强心剂。

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