斯图尔特·哈泽尔丁:CCS设施的规模最好以年处理量来定 。 如果处理的气体量非常大 , 每年总量达数百万吨 , 那么建造和共享大型管道 , 且建造大型碳捕获设施将二氧化碳从炼油厂、发电厂或制氢厂的大型工业设施中分离出来 , 运输和储存每吨二氧化碳的成本无疑会大大降低 , 因为一些碳捕获过程需要加热 , 而大型设备工作具有成规模的热经济性 。 当然 , 大型设备也有其缺点 , 即耗资巨大、施工时间长、操作灵活度相对低 。
另一方面 , 在部分领域 , 小规模的二氧化碳分离已经得以实现并投入商用 , 例如利用变压吸附法提纯氢气 , 使其变为纯度大于99%的清洁气体等 。 这些设备所处理的气体量规模通常在每年数千吨 , 而不是数百万吨 。 因此 , 重要的是化学工程师们需要了解设施在纯度和效率方面的需求 。
NBD:CCS工厂应如何保证其捕获的碳量多于自身运营中产生的碳量呢?
斯图尔特·哈泽尔丁:DAC设备的目标是从二氧化碳浓度仅为 0.04%的大气中捕获和净化二氧化碳 , 而工业领域的二氧化碳捕获则是从更高浓度的混合物(二氧化碳含量为4%~15%)中分离出二氧化碳 。 这两者都需要通过化学溶剂来实现 , 对于溶剂的选择 , 一方面是需要对二氧化碳有强烈吸附力 , 另一方面是能够用较少的能源释放捕获到更多的二氧化碳 。
(在使用溶剂前提下)二氧化碳的解吸要通过加热溶剂或在溶液中放出静电脉冲等方法进行 。 因此 , 只要能源输入过程是低碳的 , 整个碳捕获过程就是高效的 。
大规模商用还有多远
NBD:实现低成本高效率的CCS一直被认为是业界难题 。 您认为如何才能有效降低成本?
斯图尔特·哈泽尔丁:实际上 , 在欧洲 , CCS的成本已经有了大幅降低 , 主要通过两个路径实现:一个是改进分离设备的设计和组成 , 碳捕获是成本最高的环节 , 目前该环节的成本已经降低20%~50%;另一个是将来自多个源头的二氧化碳聚合在一起 , 形成工业区二氧化碳排放者“集群” 。 这些工业区域的跨度为1~50公里 , 可以通过共享管道以较低的成本来输送、压缩和封存二氧化碳 。
现在许多不同的项目有多个二氧化碳来源 , 并且能够将二氧化碳封存在多个储存点 , 大幅提高了捕获、运输和储存二氧化碳的效率 , 商业项目所需价格也因此降低 。
乔恩·吉宾斯:只要CCS被大规模应用 , 就可以有机会不断从先前进行的项目中获得经验 , 然后将得到的经验融入到现有电厂的改造和新电厂的建设中 。
除通过提高产业规模和自然的市场竞争来降低成本外 , 政府可以鼓励那些前期获得大量政府补贴、较早开始运营的CCS工厂广泛分享其获得的相关知识 , 回馈社会 , 推动正在运营的工厂进行技术改进 。
NBD:CCS技术在哪些领域的商用最值得期待?
斯图尔特·哈泽尔丁:只要有买家购买二氧化碳 , 其所处的市场就是CCS被商用的领域 。 目前市场上有许多不同的二氧化碳来源、不同的碳捕获类型、不同的二氧化碳价格 。 一些市场为二氧化碳买家提供了政策优惠 , 例如 , 加州低碳燃料标准(California Clean Fuel Standard)对长期储存的每吨二氧化碳奖励100美元以上 , 美国45Q税收抵免计划则为每吨二氧化碳提供50美元的奖励金 。
乔恩·吉宾斯:CCS技术可以应用在任何使用化石燃料或人为排放二氧化碳或其他温室气体的领域——CCS的目标就是从“减少”(二氧化碳)变为清零(二氧化碳) 。 因此 , 几乎所有的人类商业活动都需要思考 , 未来应该如何最好地利用各种CCS方法 。
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