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碳捕集封存三类技术确立 成本竞争进入白炽化

导读: 二氧化碳捕集和封存(CCS)每年可大规模减排几十到几百万吨二氧化碳。其实现商业化的关键在于削减成本及增产原油等附加值。

  OFweek节能网讯:二氧化碳捕集和封存(CCS)每年可大规模减排几十到几百万吨二氧化碳。其实现商业化的关键在于削减成本及增产原油等附加值。

  在美国东南部墨西哥湾附近的巴里(Barry)煤炭火力发电站,捕集煤炭燃烧产生的二氧化碳的实证试验正在进行。在排放到空气中之前,捕集废气中的二氧化碳,利用管道转移到发电站以西约19公里处的封存地点,封存于地下3000到3400米处。这是由日本三菱重工业公司与美国大型电力企业共同实施的项目。

  捕集煤炭火力发电产生的90%的二氧化碳

  从发电站和钢铁厂等的废气中捕集二氧化碳,压入稳定的地层等中进行封存,这被称为“二氧化碳捕集及封存”(CCS)。通过封存井,将二氧化碳送入地下几千米的“蓄水层”中。使二氧化碳融入地下水,实现稳定封存。

  三菱重工2011年6月开始,每年在煤炭火力发电站捕集15万吨左右的二氧化碳,这在全球为最大规模。相当于发电站排放的二氧化碳的90%。并从2012年开始封存于地下。在煤炭火力发电站一条龙实施高达15万吨的捕集及封存,这在全球也尚属首例。

  煤炭火电二氧化碳排放量约为输出功率相同的天然气火电的2倍。不过,价格较其他化石燃料低,中国等新兴市场国家为了满足急剧增大的电力需求,正在加快建设煤炭火电。因此,从全球来看,确立CCS技术是当务之急。

  CCS的核心技术已由许多行业确立。现在的技术开发着重于削减成本。日本地球环境产业技术研究机构(RITE)推算,捕集及封存成本总额,如果是新建煤炭火力发电站,每吨二氧化碳为7300日元,如果是已有发电站,则为1.24万日元。其中约占6成的捕集成本仍有削减的空间。

  捕集技术大致分为3类,即使用吸収液、利用温度差吸收及释放二氧化碳的“化学吸収法”,使用沸石等易于吸附二氧化碳的物质的“吸附法”,在水处理领域已广为利用的使用某种膜的“膜分离法”。

  钢铁及重型电机领域竞相节能

  接着来看看上述三种技术各自具有的特点。首先是化学吸収法。其原理是,将含有二氧化碳、氮和氢等的废气送入“吸収塔”,在塔内,从上部注入的吸収液与废气接触,仅吸收二氧化碳,吸収液通过换热器加热之后,利用“再生塔”再次进行加热,然后释放出二氧化碳,捕集积存的二氧化碳,吸収液冷却后重新送回吸収塔。

  提高吸収液的吸収效率、削减用于加热和冷却的能源,这是降低成本的有效方法。三菱重工与日本关西电力公司共同开发的吸収液“KS-1”为实现节能做出了很大贡献。以往的吸収液捕集1吨二氧化碳,需要消耗3~4吉焦(GJ)的能源,而KS-1仅需2.5吉焦。新日铁住金公司和东芝公司等也在就化学吸収法的节能性能展开竞争。

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