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碳捕获:一种凭空产生的解决方案?

碳捕获的奇迹保证了传统船舶燃料的无罪使用,以支持航运业向绿色替代品的过渡. 当大发黄金版网页版登录试图避免昂贵的脱碳选择时,陆地上的进展是否给人们带来了希望?

2022年10月26日
图片来源:Shutterstock/Immersion Imagery

今年4月,政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布了最新的气候缓解报告, 为了遏制全球变暖,气候变化必须发挥的作用是毋庸置疑的. 在其关于实现《大发黄金版网页版》目标所需的系统性转型的章节中, 作者明确指出,“如果要实现净零二氧化碳或温室气体排放,部署二氧化碳去除是不可避免的。”.

碳去除措施从长期的, 环境管理实践,例如重新造林,立即采用技术解决方案,例如在发电站或工厂等发电点捕获和储存二氧化碳,或者直接从大气中捕获和储存二氧化碳.

给拉斐尔·斯莱德医生, 他是IPCC工作组的科学负责人,该工作组发表了4月份的报告, 选择哪条道路很重要.

“我觉得非常可怕的是,我们在履行《大发黄金版网页版登录》义务的所有情况下都要去除二氧化碳,他告诉ICS Leadership Insights. “像重新造林这样的自然、景观规模的解决方案具有成本效益. 但其他的,包括许多与碳捕获和储存有关的,则更具投机性.”

什么是CCS?

碳捕获和储存(CCS)是在二氧化碳从工业过程中释放到大气中之前捕获和储存二氧化碳的过程, 比如钢铁和水泥生产, 或者燃烧化石燃料.

CCS有三个步骤:捕获二氧化碳, 通过管道或船舶运输, 和存储, 通常通过注入地下深处的岩层.

二氧化碳的捕获主要通过三种不同的方法完成:燃烧后, 预燃和含氧燃料. 燃烧后技术从燃烧化石燃料产生的烟道气中去除二氧化碳, 而预燃烧法是在燃料燃烧之前进行的,通过将燃料转化为氢和二氧化碳的混合物来实现. 氧化燃料技术通过燃烧化石燃料和几乎纯氧产生二氧化碳和蒸汽. 学习 更多的  .

成本和吸收

成本效益是一个关键因素. 根据国际能源署(IEA), 大约65%的二氧化碳捕获能力在天然气处理厂, 这是成本最低的CCS应用之一. 但新的发展正越来越多地瞄准其他应用. By 2030, 氢气生产的年捕集能力可达7000万吨左右, 7000万吨 来自发电,2000万吨 来自生产水泥的工业设施, 钢铁和化学品.

这些发展将从一个非常低的基础开始. 大约有35个商业设施将CCS应用于工业过程, 燃料转化和发电, 年总捕集能力近4500万吨 二氧化碳. 根据目前的初步计划, 到2030年可能达到每年2.2亿吨, 再加上200个左右的项目. 但即使在这个层面上, IEA说, 部署仍将远远低于净零情景所需的部署.

斯莱德说,这项技术还没有达到所需的成熟水平.  今年9月,一家合资企业选择退出全球最大的碳捕获项目,突显了这一挑战, 在德克萨斯州的佩特拉诺瓦燃煤电厂. 电力公司NRG能源公司出售了其在碳捕获设施中50%的股份,只获得了电厂建设成本的一小部分——不到0.5%.

根据能源经济和金融分析研究所的数据, NRG退出成本高昂的原因是煤电厂的碳捕获性能不佳. 佩特拉诺瓦的二氧化碳捕获率本应超过90%, 但根据美国环境保护局的文件,这一比例可能低至55%. 技术问题导致该工厂未能达到85%的正常运行时间要求. 2020年5月,该机组下线,预计将于2023年年中恢复使用.

海洋利益

然而, 无论是陆上还是海上, 人们对碳捕获给予了更多的关注, 并正在努力加快其技术的成熟和有效性. 在这篇文章发表前的一个月(2022年9月), 两份备受瞩目的报告发布于 船级社 和一个 创新中心另一家海事脱碳机构也推出了自己的机构 多边的研究.

“我们将需要所有可用的解决方案, 包括CCS, 以实现脱碳目标”——乔治·普列夫拉基斯, ABS全球可持续发展总监

后一项研究是由全球海洋脱碳中心(Global Centre for Maritime decar碳化)合作开展的, 石油和天然气气候倡议(OGCI)和Stena Bulk. Project remarkable是世界上第一个旨在大规模展示端到端船上碳捕获的项目. 在三年的时间里,它将在一艘Stena散装中型油轮上建造和测试一个海洋碳捕获系统, 目标是至少30%的二氧化碳捕获(相当于大约1,000公斤/小时).

航运, 至于土地方面的利益相关者, interest in carbon capture is being driven by a belief it has a core role to play in decarbonisation; there is simply no other option. 如果IPCC的情景预测依赖于碳捕获来实现《大发黄金版网页版登录》的目标, 在廉价零碳燃料尚未大量涌入的情况下,航运业也必须寻求这一解决方案, 无论成熟度或当前成本水平如何.

根据George Plevrakis的说法, ABS全球可持续发展总监, 这些挑战并非不可克服,不应阻碍研究, 解决方案的开发和投资. 他告诉ICS Leadership Insights,氢和碳价值链相互交织,对航运业的脱碳至关重要. 碳捕获在减少排放方面发挥着至关重要的作用,捕获的碳对于提供制造碳中性燃料所需的原料至关重要, 他指出.

目前的迹象是燃烧后, 与陆基解决方案相比,机载CCS成本更高,能耗更大, 至少一开始是这样. 尽管如此, 普列夫拉基斯承认,在航运脱碳方面,它“全力以赴”. “我们将需要所有可用的解决方案, 包括CCS, 实现脱碳目标,他说.

做市

虽然要克服CCS在船上的技术障碍还有很多工作要做, 最复杂的问题在于碳的储存,以及储存之后碳会发生什么. 陆地碳捕获, 大部分二氧化碳要么被隔离在地下深处,要么被用于“提高石油采收率”——将其泵入油田的最深处,以迫使那些顽固的、利润丰厚的石油储量的残余石油开采出来.

但是,为海上捕获的碳找到一个市场可能是一个更艰巨的任务, 阿卜杜勒·拉希姆说, 日本船级社ClassNK欧洲董事总经理.

在接受ICS采访时,拉希姆指出,重要的是捕获的碳的质量. 他描述了一个金字塔,在这个金字塔中,基础碳——可以捕获的最低质量的碳——注定要被封存在碳库中. 中间层是碳,可以卖个价供工业使用, 包括生产碳中性燃料. 但是金字塔的尖头——也就是船舶经营者从其捕获的碳中获得的最高价格——是食品工业. 向碳酸饮料公司出售碳将是最大的收获之一.

这个问题, Rahim说, 今天,是否只有10-15%的捕获碳(即使是在陆地上)具有足够的质量,甚至可以作为中等价格的工业用途出售. 如果船舶大发黄金版网页版登录想要收回他们的安装成本, 他们希望有技术能够以更好、更有利可图的质量捕获碳.

很明显,投资, 如果要证明CCS是一种可行的船上使用选择,那么研究和开发都是必要的. 但, 对于许多,  因为清洁的绿色燃料还有很长的路要走, 碳捕获在该行业的未来仍有一席之地,有助于到2050年实现净零排放.