是非二氧化碳

■ 陆 鸣

是非二氧化碳

■ 陆 鸣

温室气体的代名词——二氧化碳

温室气体指大气中自然或人为产生的气体成分，它们能够吸收和释放某种热红外辐射，该特性导致温室效应。《京都议定书》规定的6种温室气体包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、六氟化硫、氢氟烃和全氟烃。其中，二氧化碳大约占温室气体排放总量的80%，是主要的温室气体，多数情况就成为温室气体的代名词。另外，二氧化碳还具有增温效应高、生命周期长、对气候变化影响大等特点。

实际上，对温室效应影响最大的是水汽。资料显示，自然温室气体——水汽所产生的温室效应大约占气体温室效应的60%～70%，其次才是二氧化碳。但因为水汽是水的一种表现形式，而水又是人类和生物离不开的必要自然物质，所以温室气体效应并不考虑水汽的影响。

在过去很长一段时间内，空气中的二氧化碳含量基本上保持恒定，约占空气成分0.03%（体积比），这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗”的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80%来自人和动物、植物的呼吸，20%来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳，有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空气中降水吸收、溶解于水中，有5%的二氧化碳通过植物的光合作用，转化为有机物质贮藏起来。

被打破的平衡

随着工业化进程的深入与发展，越来越多的温室气体被排放到大气中，美国橡树岭国家实验室（美国能源部所属最大的科学和能源研究实验室）研究报告显示，自1750年以来，全球累计排放了1万多亿吨二氧化碳，这一事实导致的结果就是大气中温室气体的含量越来越高，以气候变暖为主要特征的全球气候变化。

温室气体增加的主要原因是人类活动、工业化发展和森林植被的毁坏。以二氧化碳为例，在人类社会实现工业化以前的19世纪初，大气中二氧化碳的浓度为530 mg/m3，而到了1988年已上升到687 mg/m3，2013年5月大气中的二氧化碳浓度达到峰值786 m g/m3。人口增长和工业化发展，导致消耗的化石燃料急剧增加，而森林植被的毁坏则直接导致被植物吸收利用的二氧化碳的量减少。

对于需要能源支撑的工业活动来说，降低二氧化碳的排放就成了减少温室气体排放的主要内容。不过，任何化石类燃料一经燃烧，就会排放出二氧化碳，区别只是在于排放量不同而已。由于天然气的主要成分为甲烷，故其二氧化碳排放量要比煤炭、石油低。同样，要是产生1000 C a l的热量，煤炭必须排放相当于0.098 g碳量的二氧化碳，石油为0.085 g，天然气则只有0.056 g。

被忽视了的低碳经济

碳排放过度被认为是气候变化的罪魁祸首，这里的“碳”主要指二氧化碳气体。在意识到这一问题的严重性后，全球范围开展了减少温室气体的低碳活动，旨在倡导一种低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，减少有害气体排放。

低碳经济也是世界经济和中国经济未来发展的趋势。在2014年联合国气候变化峰会上，中国首次承诺将采取行动解决气候变化问题，在2020年之前将大幅减少温室气体排放量。在未来20年或30年，甚至一个世纪内，中国经济增长和发展都必须面临气候变化、减少温室气体排放这一约束条件。

低碳经济的内容也是很丰富的，如提高能效、发展可再生能源、增加森林碳汇、减少二氧化碳排放等。中国环境科学研究院气候变化影响研究中心付加锋博士认为，“低碳化包含两个方面含义：一是能源消费的碳排放比重不断下降，即能源结构的清洁化，资源禀赋存在着决定性因素；二是单位产出所需要的能源消耗不断下降，即能源利用效率不断提高。”

石油企业作为我国经济发展的支柱，在生产能源的同时也有巨大的能源消耗，如：上游业务主要消耗的是电力，而电目前主要来自于煤炭发电，发电的过程就是二氧化碳排放的过程；下游炼油化工业务也需要消耗大量的燃料，其中燃烧的过程也会带来可观的二氧化碳排放。较高的碳排放水平也在一定程度上制约了企业可持续发展，但低碳并不仅仅局限于节能减排，还有二氧化碳的价值开发、新能源开发与利用等诸多领域。同济大学研究院低碳经济与碳减排促进中心田建强认为：“对于石油石化企业，低碳生产意味着在天然气生产过程中如何将二氧化碳分离捕集，如何降低生产过程中的碳排放，如回收伴生气、火炬气等。”

二氧化碳的捕捉、封存与利用

二氧化碳的用途很广，碳捕捉和碳封存（CCS）被认为是应对全球气候变暖的主要途径。国际能源署（IEA）曾发布专门报告称，利用CCS能够降低全球五分之一的碳排放，并有助于在2050年前以较为合理的经济成本实现减少50%的全球温室气体排放的终极目标。由37家横跨石油、天然气、电力、钢铁等能源、贸易相关领域的日本企业合股成立了一家专门从事CCS研究利用的公司，计划2015年首座大型示范项目投产，日本计划2020年实现CCS商业化。Callide CCS项目是全球首个通过改造现有火电厂实现碳捕捉和封存的示范项目，计划2016年全面完工。

“CCS”项目是封存二氧化碳，不能产生经济效益，大面积推广有难度，必须考虑二氧化碳封存与利用兼顾的问题，即发展碳捕获、利用和封存技术（CCUS）。与“CCS”技术相比，“CCUS”技术既可以把二氧化碳资源化，又可以封存二氧化碳，同时兼顾到经济效益和温室气体减排效果，被认为是未来的一个方向。

比如，在现有技术条件下，很多低渗透油气藏是难动用储量，但如果采用二氧化碳驱油的方法，可能成为优质储量。此外，对于中高渗水油藏，也可通过注入二氧化碳进一步提高采收率。如果利用二氧化碳驱油，不仅可以解决一部分“CCS”项目面临的建设和运行成本问题，也可以帮助油企获利。一般而言，油田每注入

2.5～4.1吨的二氧化碳，便可提高1吨的石油产量。正因如此，CCUS被越来越多的国家和地区看好。2012年5月1日，美国、加拿大和墨西哥三国能源部联合发布的北美地区适合碳封存操作地点的图册显示，北美地区至少拥有封存500年二氧化碳排放的地质能力，同时还对碳排放来源和具备不同地质特点的封存点进行梳理，为提升未来CCUS项目的效率创造出更多条件。我国一直注重经济增长方式的转变和经济结构的调整，发展CCUS技术是目前我国有效控制温室气体排放的一项重要举措，并有助于实现煤、石油等高碳资源的低碳化、集约化利用，促进电力、煤化工、油气等高排放行业的转型和升级，对我国中长期应对气候变化、推进低碳发展具有重要意义。2013年4月，国家发改委发布《关于推动碳捕集、利用和封存试验示范的通知》，提出推动碳捕集、利用和封存（CCUS）试验示范是“十二五”控制温室气体排放工作的一项重点任务。2013年7月2日，中—澳CCUS一体化国际合作项目在延安签约。在全球实施的8个大规模CCUS项目中，目前该CCUS项目处于领先地位。

2014年9月1日，2400余名公众通过填答网络问卷，对广东正在筹备的国内首个海上碳捕集、利用和封存（CCUS）示范项目表达了看法，超过87%的网民表示不反对建设该项目。这也是国内首次就CCUS进行的大型公众网络调查。

CCUS除了有助于大幅消减燃煤发电领域的碳排放，利用二氧化碳驱油还可大幅提高采收率。据中石油吉林油田公司总工程师王峰介绍，吉林油田利用二氧化碳驱油效果明显，可提高采收率22.8%，而且在驱油过程中，可实现二氧化碳的有效封存。目前我国低渗透油气藏有60多亿吨，还有很多高渗水油藏。如果利用二氧化碳驱油，不仅可以解决一部分“CCS”项目面临的建设和运行成本问题，也可以帮助油企获利。