一、前言

政(zheng)府間氣(qi)(qi)(qi)(qi)候變化(hua)(hua)專門委(wei)員會(IPCC)在第(di)三次評估報(bao)告¨ 中(zhong)(zhong)(zhong)指出(chu)，地球氣(qi)(qi)(qi)(qi)候正經歷一(yi)次以全球變暖為(wei)主要特(te)征(zheng)的(de)(de)(de)顯(xian)著變化(hua)(hua)。而這一(yi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)候變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)發(fa)生是(shi)與大氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)溫(wen)室氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)增加所產生的(de)(de)(de)自然溫(wen)室效應緊密(mi)聯系(xi)的(de)(de)(de)。CO2是(shi)其中(zhong)(zhong)(zhong)對氣(qi)(qi)(qi)(qi)候變化(hua)(hua)影響(xiang)最大的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)，它產生的(de)(de)(de)增溫(wen)效應占所有溫(wen)室氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)總增溫(wen)效應的(de)(de)(de)63％，且在大氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)留(liu)存期最長，可達(da)到(dao)200年。

一系(xi)列的(de)(de)(de)研究表明全球氣候變(bian)化對(dui)自(zi)然生(sheng)態系(xi)統(tong)造成重(zhong)大影響，進而威脅到人(ren)類社(she)(she)會的(de)(de)(de)生(sheng)存和發(fa)展。為了應對(dui)氣候變(bian)化可能帶來(lai)的(de)(de)(de)不利影響，20世紀80年代末以來(lai)，國(guo)際(ji)社(she)(she)會對(dui)氣候變(bian)化問題給予了極大的(de)(de)(de)關注和努力。1992年通(tong)過的(de)(de)(de)《聯合國(guo)氣候變(bian)化框(kuang)架公約》(以下(xia)簡(jian)(jian)稱公約)表達了國(guo)際(ji)社(she)(she)會應對(dui)氣候變(bian)化挑戰的(de)(de)(de)行動意愿，是為解決氣候變(bian)化問題建立的(de)(de)(de)基本國(guo)際(ji)政治(zhi)和法(fa)律框(kuang)架。1997年通(tong)過的(de)(de)(de)《京都議(yi)定(ding)書(shu)(shu)》(以下(xia)簡(jian)(jian)稱議(yi)定(ding)書(shu)(shu))規(gui)定(ding)了2008-2012年全球減少排(pai)(pai)放溫室氣體的(de)(de)(de)具體目標，提(ti)出了發(fa)達國(guo)家減少溫室氣體排(pai)(pai)放的(de)(de)(de)量化指標，該議(yi)定(ding)書(shu)(shu)已于2005年2月16日正式生(sheng)效。

為(wei)(wei)了盡可能減少以二(er)氧化(hua)碳(CO2)為(wei)(wei)主(zhu)的(de)(de)溫(wen)室氣(qi)體排放(fang)，減緩全球氣(qi)候變化(hua)趨勢，人類正在通過持續(xu)不斷(duan)的(de)(de)研究(jiu)以及國(guo)家間合(he)作，從(cong)技術、經(jing)濟、政策、法(fa)律(lv)等層面(mian)探尋長期有效的(de)(de)解決途徑。近年(nian)來興起的(de)(de)二(er)氧化(hua)碳捕獲與封存(cun)(ccs)技術成為(wei)(wei)研究(jiu)的(de)(de)熱點和國(guo)際社會減少溫(wen)室氣(qi)體排放(fang)的(de)(de)重要策略。

二、碳捕獲和存儲的科學和方法學問題

碳(tan)捕(bu)(bu)(bu)獲和(he)存(cun)(cun)(cun)儲的(de)種類很(hen)多(duo)，本文主(zhu)要介紹地(di)質碳(tan)捕(bu)(bu)(bu)獲和(he)存(cun)(cun)(cun)儲(包括陸地(di)地(di)質結構和(he)海底(di)以下地(di)質結構)及(ji)海洋(yang)(yang)碳(tan)捕(bu)(bu)(bu)獲和(he)存(cun)(cun)(cun)儲。海洋(yang)(yang)碳(tan)捕(bu)(bu)(bu)獲和(he)存(cun)(cun)(cun)儲主(zhu)要有2種方(fang)式：一是(shi)(shi)(shi)將CO2通(tong)過(guo)固定(ding)管道(dao)或移動船舶(bo)注入或溶解(jie)到水柱中(zhong)(通(tong)常在地(di)下1 km)；二是(shi)(shi)(shi)通(tong)過(guo)固定(ding)管道(dao)或離(li)岸平臺將其(qi)(qi)存(cun)(cun)(cun)放于(yu)深于(yu)3 km的(de)海底(di)。海洋(yang)(yang)碳(tan)捕(bu)(bu)(bu)獲和(he)存(cun)(cun)(cun)儲及(ji)其(qi)(qi)生態(tai)影(ying)響(xiang)仍處于(yu)研究(jiu)階段，因此，國際社會推動的(de)只是(shi)(shi)(shi)地(di)質碳(tan)捕(bu)(bu)(bu)獲和(he)存(cun)(cun)(cun)儲，本文也不對海洋(yang)(yang)碳(tan)捕(bu)(bu)(bu)獲和(he)存(cun)(cun)(cun)儲的(de)技術及(ji)影(ying)響(xiang)進行研究(jiu)。

另(ling)外(wai)，地質碳捕獲(huo)和(he)存(cun)儲與(yu)陸地、海洋生(sheng)態系統的(de)固碳是(shi)不同的(de)，陸地、海洋生(sheng)態系統對CO2的(de)吸收是(shi)一種(zhong)自然碳捕獲(huo)和(he)存(cun)儲過(guo)程。陸地和(he)海洋植物在(zai)其生(sheng)長過(guo)程中，需要(yao)利用(yong)CO2合成有機(ji)物，它們能(neng)夠在(zai)一定的(de)濃度范(fan)圍內吸收CO2。

2.1 碳捕獲和存儲的(de)概念

地(di)(di)下是(shi)地(di)(di)球最大(da)的(de)(de)(de)(de)碳接收器(qi)，世界上(shang)(shang)絕大(da)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)碳都貯藏(zang)在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)里，如煤、油、煤氣、有(you)機頁(ye)巖(yan)、石灰石和白云石。作(zuo)為(wei)(wei)地(di)(di)球外殼內一種(zhong)自然過(guo)(guo)程，CO2的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)存(cun)儲(chu)已(yi)(yi)(yi)進(jin)行了(le)(le)(le)數億年(nian)。生(sheng)物(wu)行為(wei)(wei)、點火(huo)行為(wei)(wei)和巖(yan)石與(yu)流體間化(hua)學(xue)反(fan)應形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)CO2已(yi)(yi)(yi)被(bei)捕(bu)獲，并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)自然界的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)下環境中以(yi)碳酸鹽礦物(wu)形式(shi)、溶液形式(shi)、氣體或(huo)超臨界形式(shi)存(cun)儲(chu)。在(zai)(zai)(zai)工程上(shang)(shang)CO2被(bei)注入地(di)(di)下地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)巖(yan)層，首(shou)先于20世紀(ji)70年(nian)代(dai)(dai)初(chu)在(zai)(zai)(zai)美國得(de)克薩斯州被(bei)采用，其目的(de)(de)(de)(de)主要(yao)是(shi)作(zuo)為(wei)(wei)EOR(提高(gao)石油采集率(lv))的(de)(de)(de)(de)一部(bu)分。之后人為(wei)(wei)CO2的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)存(cun)儲(chu)，也(ye)在(zai)(zai)(zai)70年(nian)代(dai)(dai)首(shou)先作(zuo)為(wei)(wei)溫室氣體減(jian)(jian)排(pai)(pai)可(ke)選(xuan)方案被(bei)提出，但隨(sui)后的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)工作(zuo)很少(shao)，直到20世紀(ji)90年(nian)代(dai)(dai)初(chu)，通過(guo)(guo)一些個人和研(yan)究(jiu)小組的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)，這(zhe)(zhe)種(zhong)概(gai)念才(cai)得(de)到認(ren)(ren)可(ke)。目前(qian)CO2地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)存(cun)儲(chu)方案已(yi)(yi)(yi)經從只被(bei)被(bei)大(da)家廣(guang)泛關(guan)注CO2減(jian)(jian)排(pai)(pai)方案。取(qu)得(de)了(le)(le)(le)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)進(jin)展，示范(fan)性(xing)和商業性(xing)項目初(chu)步取(qu)得(de)了(le)(le)(le)成(cheng)功(gong)，技(ji)術可(ke)信度的(de)(de)(de)(de)水平有(you)了(le)(le)(le)提高(gao)；第二，在(zai)(zai)(zai)認(ren)(ren)識上(shang)(shang)有(you)了(le)(le)(le)共識，人們(men)已(yi)(yi)(yi)經普遍認(ren)(ren)可(ke)要(yao)促使CO2減(jian)(jian)排(pai)(pai)，需要(yao)采取(qu)多種(zhong)途徑；第三，地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)存(cun)儲(chu)能夠(gou)使我們(men)大(da)大(da)減(jian)(jian)少(shao)CO2向大(da)氣的(de)(de)(de)(de)排(pai)(pai)放(fang)。但是(shi)，這(zhe)(zhe)種(zhong)可(ke)能性(xing)要(yao)變成(cheng)現實，其技(ji)術必須是(shi)安全的(de)(de)(de)(de)，在(zai)(zai)(zai)環保上(shang)(shang)要(yao)有(you)持久性(xing)，其成(cheng)本(ben)可(ke)以(yi)接受(shou)，并(bing)(bing)能夠(gou)被(bei)廣(guang)泛應用。

2.2 碳捕獲和存儲的(de)主要機(ji)理

碳捕獲和存儲技術主(zhu)要由3個環節構成：

(1) CO2的(de)捕(bu)獲，指將(jiang)CO2從化(hua)石燃料燃燒產(chan)生的(de)煙氣中分離出來(lai)，并將(jiang)其壓(ya)縮(suo)至一定壓(ya)力。

(2) CO2的運輸，指將分離并壓縮后的CO2通過管道或運輸工具運至存儲地。

(3) CO2的(de)(de)存儲，指(zhi)將運抵存儲地(di)的(de)(de)CO2注入到諸如(ru)地(di)下鹽水(shui)層、廢棄(qi)油(you)氣田、煤礦等地(di)質(zhi)結構層或者深(shen)海海底或海洋(yang)水(shui)柱(zhu)或海床以(yi)下的(de)(de)地(di)質(zhi)結構中。

2.2.1 碳捕獲

對于(yu)大量分(fen)散(san)型(xing)的CO2排(pai)放源是(shi)(shi)難(nan)于(yu)實現(xian)碳的收集(ji)，因此(ci)碳捕獲(huo)的主要目標是(shi)(shi)像化石燃(ran)料電廠(chang)、鋼鐵廠(chang)、水泥廠(chang)、煉(lian)油(you)廠(chang)、合(he)成氨(an)廠(chang)等(deng)CO2的集(ji)中排(pai)放源。針對電廠(chang)排(pai)放的CO2的捕獲(huo)分(fen)離系統(tong)主要有3類：燃(ran)燒(shao)(shao)后系統(tong)、富(fu)氧燃(ran)燒(shao)(shao)系統(tong)以及燃(ran)燒(shao)(shao)前(qian)系統(tong)。

燃燒后(hou)捕獲(huo)(huo)與(yu)(yu)(yu)分(fen)離主要(yao)是煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)中CO2與(yu)(yu)(yu)N2的(de)(de)(de)(de)分(fen)離。化(hua)學(xue)溶(rong)劑(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)法(fa)(fa)(fa)(fa)是當前最好的(de)(de)(de)(de)燃燒后(hou)CO2收(shou)(shou)(shou)(shou)集(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)(fa)，具有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)捕集(ji)(ji)效率和(he)選(xuan)擇(ze)性，而能源消耗和(he)收(shou)(shou)(shou)(shou)集(ji)(ji)成本(ben)較低(di)。除(chu)(chu)了化(hua)學(xue)溶(rong)劑(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)法(fa)(fa)(fa)(fa)，還有(you)吸(xi)(xi)附法(fa)(fa)(fa)(fa)、膜分(fen)離等(deng)方法(fa)(fa)(fa)(fa)。化(hua)學(xue)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)法(fa)(fa)(fa)(fa)是利用(yong)堿性溶(rong)液與(yu)(yu)(yu)酸性氣(qi)(qi)體(ti)之(zhi)(zhi)問的(de)(de)(de)(de)可逆化(hua)學(xue)反(fan)應。由于(yu)燃煤煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)中不僅(jin)含(han)有(you)CO2、N2、O2和(he)H20，還含(han)有(you)SOx、NOx、塵埃、HC1、HF等(deng)污染物。雜質的(de)(de)(de)(de)存在(zai)會增加捕獲(huo)(huo)與(yu)(yu)(yu)分(fen)離的(de)(de)(de)(de)成本(ben)，因此煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)進(jin)入(ru)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)塔(ta)之(zhi)(zhi)前，需要(yao)進(jin)行預(yu)處理(li)，包括水(shui)(shui)洗冷卻(que)、除(chu)(chu)水(shui)(shui)、靜電除(chu)(chu)塵、脫硫與(yu)(yu)(yu)脫硝等(deng)。煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)在(zai)預(yu)處理(li)后(hou)，進(jin)入(ru)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)塔(ta)，吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)塔(ta)溫度保持在(zai)40～60℃ ，CO2被(bei)(bei)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)，通常用(yong)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)劑(ji)(ji)是胺吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)(如一(yi)乙醇胺MEA)。然(ran)后(hou)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)進(jin)入(ru)一(yi)個水(shui)(shui)洗容器以(yi)平衡系統中的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)分(fen)并除(chu)(chu)去氣(qi)(qi)體(ti)中的(de)(de)(de)(de)溶(rong)劑(ji)(ji)液滴與(yu)(yu)(yu)溶(rong)劑(ji)(ji)蒸汽(qi)，之(zhi)(zhi)后(hou)離開(kai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)塔(ta)。吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)了CO2的(de)(de)(de)(de)富(fu)溶(rong)劑(ji)(ji)經(jing)(jing)由熱交換器被(bei)(bei)抽到再生(sheng)塔(ta)的(de)(de)(de)(de)頂(ding)端。吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)在(zai)溫度100～140℃和(he)比大氣(qi)(qi)壓(ya)略高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力下(xia)得到再生(sheng)。水(shui)(shui)蒸汽(qi)經(jing)(jing)過凝(ning)結器返回再生(sheng)塔(ta)，而CO2離開(kai)再生(sheng)塔(ta)。再生(sheng)堿溶(rong)劑(ji)(ji)通過熱交換器和(he)冷卻(que)器后(hou)被(bei)(bei)抽運回吸(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)(shou)塔(ta)。

富氧燃(ran)(ran)燒系(xi)統是(shi)用(yong)純氧或富氧代(dai)替空(kong)氣(qi)(qi)(qi)作為(wei)化(hua)(hua)石燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)燃(ran)(ran)燒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)介質(zhi)。燃(ran)(ran)燒產(chan)(chan)物主(zhu)要(yao)(yao)(yao)是(shi)CO2和(he)(he)水(shui)(shui)蒸氣(qi)(qi)(qi)，另(ling)外還有多余的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧氣(qi)(qi)(qi)以(yi)(yi)保(bao)證燃(ran)(ran)燒完全，以(yi)(yi)及燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)中(zhong)(zhong)(zhong)所有組成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)產(chan)(chan)物、燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)或泄漏進(jin)(jin)入系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)惰性成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)等。經(jing)過冷(leng)卻水(shui)(shui)蒸汽冷(leng)凝后(hou)，煙氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)CO2含量(liang)在80％～98％之間。這樣高濃(nong)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO2經(jing)過壓縮(suo)、干(gan)燥和(he)(he)進(jin)(jin)一步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)凈(jing)化(hua)(hua)可(ke)進(jin)(jin)入管(guan)道進(jin)(jin)行存儲。CO2在高密度超臨(lin)界下通(tong)過管(guan)道運輸，其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)惰性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)含量(liang)需要(yao)(yao)(yao)降低(di)至較低(di)值以(yi)(yi)避免增(zeng)加CO2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)臨(lin)界壓力而(er)(er)可(ke)能造成(cheng)(cheng)管(guan)道中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩相流，其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)酸性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)也需要(yao)(yao)(yao)去除。此(ci)外CO2需要(yao)(yao)(yao)經(jing)過干(gan)燥以(yi)(yi)防止(zhi)在管(guan)道中(zhong)(zhong)(zhong)出(chu)現(xian)水(shui)(shui)凝結和(he)(he)腐(fu)蝕，并(bing)允許使(shi)用(yong)常規(gui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)炭(tan)鋼材料(liao)(liao)(liao)。在富氧燃(ran)(ran)燒系(xi)統中(zhong)(zhong)(zhong)，由于(yu)CO2濃(nong)度較高，因此(ci)捕獲(huo)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本較低(di)，但是(shi)供給的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)富氧成(cheng)(cheng)本較高。目前(qian)氧氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)通(tong)過空(kong)氣(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)方法，包括使(shi)用(yong)聚合(he)膜、變壓吸(xi)附和(he)(he)低(di)溫蒸餾。燃(ran)(ran)燒前(qian)捕獲(huo)系(xi)統主(zhu)要(yao)(yao)(yao)有2個階段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)。首先化(hua)(hua)石燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)先同氧氣(qi)(qi)(qi)或者蒸汽反應(ying)，產(chan)(chan)生(sheng)以(yi)(yi)CO2和(he)(he)H2為(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(稱為(wei)合(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)(qi)(qi))，其中(zhong)(zhong)(zhong)與蒸汽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)稱為(wei)“蒸汽重整”，需在高溫下進(jin)(jin)行；對于(yu)液(ye)體(ti)(ti)(ti)或氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)與O2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)稱為(wei)“部分(fen)(fen)(fen)氧化(hua)(hua)”，而(er)(er)對于(yu)固體(ti)(ti)(ti)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)與氧的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)稱為(wei)“氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)”。待合(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)卻后(hou)，再(zai)經(jing)過蒸汽轉化(hua)(hua)反應(ying)，使(shi)合(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO轉化(hua)(hua)為(wei)CO2，并(bing)產(chan)(chan)生(sheng)更多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)H 。最后(hou)，將H2從CO2與H 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)，干(gan)燥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)CO2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)可(ke)達15％～60％，總壓力2～7MPa。CO2從混(hun)合(he)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)并(bing)捕獲(huo)和(he)(he)存儲，H2被用(yong)作燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)聯(lian)合(he)循環的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)送人燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)輪(lun)機，進(jin)(jin)行燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)輪(lun)機與蒸汽輪(lun)機聯(lian)合(he)循環發電。

這一過程也即考慮碳的(de)(de)(de)捕獲和存儲的(de)(de)(de)煤氣(qi)化聯合(he)循(xun)環發(fa)電(IGCC)。從(cong)CO2和H2的(de)(de)(de)混(hun)合(he)氣(qi)中分(fen)離(li)CO2的(de)(de)(de)方法包括：變壓吸(xi)附、化學吸(xi)收(shou)(通過化學反應(ying)從(cong)混(hun)合(he)氣(qi)中去(qu)除CO2，并在減壓與加熱情況下發(fa)生可逆(ni)反應(ying)，同從(cong)燃燒后煙道氣(qi)中分(fen)離(li)CO2類似(si))、物(wu)理(li)吸(xi)收(shou)(常(chang)用于具有高(gao)的(de)(de)(de)CO2分(fen)壓或高(gao)的(de)(de)(de)總壓的(de)(de)(de)混(hun)合(he)氣(qi)的(de)(de)(de)分(fen)離(li))、膜(mo)分(fen)離(li)(聚(ju)合(he)物(wu)膜(mo)、陶(tao)瓷膜(mo))等。

2.2.2 運輸

輸(shu)(shu)送大量(liang)CO2的(de)最經濟(ji)方法(fa)是(shi)通過管道(dao)運(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)。管道(dao)運(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)的(de)成(cheng)本(ben)主要有(you)3部分組(zu)成(cheng)：基(ji)建費(fei)用、運(yun)(yun)(yun)行維(wei)護成(cheng)本(ben)，以及其它的(de)如設計、保險(xian)等費(fei)用。特殊的(de)地(di)理條(tiao)件，如人口稠(chou)密區等對成(cheng)本(ben)很有(you)影響。陸上(shang)管道(dao)要比同樣規模的(de)海上(shang)管道(dao)成(cheng)本(ben)高出(chu)40％～70％。由于(yu)管道(dao)運(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)是(shi)成(cheng)熟的(de)技術，因(yin)此其成(cheng)本(ben)的(de)下降空間預計不大。對于(yu)250 km的(de)運(yun)(yun)(yun)距(ju)，管道(dao)運(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)的(de)成(cheng)本(ben)一般為1～8美(mei)元(yuan)/tCO2。當運(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)距(ju)離較長時，船運(yun)(yun)(yun)將具有(you)競爭力，船運(yun)(yun)(yun)的(de)成(cheng)本(ben)與運(yun)(yun)(yun)距(ju)的(de)關系極大。當輸(shu)(shu)送5 Mt CO2、運(yun)(yun)(yun)距(ju)為500km時，船運(yun)(yun)(yun)的(de)成(cheng)本(ben)為l0～30美(mei)元(yuan)/tCO2(或5—15美(mei)元(yuan)/t CO2·250km))。當輸(shu)(shu)送同樣的(de)CO2，運(yun)(yun)(yun)距(ju)增加到1500km時，船運(yun)(yun)(yun)成(cheng)本(ben)將降到20-35美(mei)元(yuan)/tCO2 (或3.5～6.0美(mei)元(yuan)(t CO2·250km))，與管道(dao)運(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)的(de)成(cheng)本(ben)相(xiang)當。

2.2.3 地(di)質(zhi)存儲

CO2的地質存儲(chu)包括(kuo)在(zai)廢棄油／氣中的存儲(chu)、用(yong)于強化(hua)開采油的碳(tan)存儲(chu)、在(zai)煤層(ceng)中的碳(tan)存儲(chu)以(yi)及在(zai)鹽水(shui)層(ceng)中的碳(tan)存儲(chu)。

地(di)下地(di)質(zhi)巖(yan)層由顆(ke)粒(如石(shi)英)或礦石(shi)(如碳(tan)酸鈣)組成(cheng)。在顆(ke)粒或礦石(shi)之間孑L隙性(xing)空(kong)間充(chong)有(you)流(liu)體(如水、油、氣)。開口的(de)斷層和洞穴也(ye)會充(chong)滿(man)流(liu)體。向浸(jin)透性(xing)巖(yan)層的(de)孔隙性(xing)空(kong)間和斷層注入(ru)的(de)CO2能夠替(ti)代原有(you)位置的(de)流(liu)體，或者(zhe)CO2可(ke)(ke)以溶(rong)解(jie)在流(liu)體中，或者(zhe)與礦石(shi)顆(ke)粒發(fa)生(sheng)反應，或可(ke)(ke)能出現這些(xie)過(guo)程中某些(xie)組合。

用泵向井下注(zhu)入(ru)CO2，通過(guo)在井底(di)部(bu)的(de)(de)(de)鑿孔或篩(shai)子(zi)(zi)使CO2進(jin)入(ru)巖(yan)(yan)(yan)(yan)層(ceng)。鑿孔或篩(shai)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)間(jian)(jian)隔(ge)距(ju)離通常是在10-100m的(de)(de)(de)量(liang)級(ji)，這取(qu)決于巖(yan)(yan)(yan)(yan)層(ceng)的(de)(de)(de)可滲透性(xing)和(he)厚度。CO2的(de)(de)(de)注(zhu)入(ru)會提高井附近巖(yan)(yan)(yan)(yan)層(ceng)的(de)(de)(de)壓力，從而使CO2進(jin)入(ru)該(gai)巖(yan)(yan)(yan)(yan)層(ceng)原先(xian)由巖(yan)(yan)(yan)(yan)層(ceng)流(liu)體所占據的(de)(de)(de)孔隙性(xing)空間(jian)(jian)。在巖(yan)(yan)(yan)(yan)層(ceng)內建(jian)立的(de)(de)(de)壓力大小和(he)空間(jian)(jian)分布取(qu)決于注(zhu)入(ru)巖(yan)(yan)(yan)(yan)層(ceng)的(de)(de)(de)可滲透性(xing)和(he)厚度、其中是否有影響滲透性(xing)的(de)(de)(de)屏障以及區域(yu)水文地(di)質系(xi)統的(de)(de)(de)幾(ji)何大小等。一旦(dan)注(zhu)入(ru)該(gai)巖(yan)(yan)(yan)(yan)層(ceng)，有下列主要的(de)(de)(de)流(liu)動(dong)和(he)輸運機理將影響CO2的(de)(de)(de)輸送：

流體流動(移動)與(yu)注入過程產生的(de)壓力梯度(du)的(de)關系。

流體流動(dong)與自(zi)然水壓(ya)梯(ti)度的關系。

CO2和巖(yan)層(ceng)流體之間密度差引起(qi)的浮(fu)力。

擴散。

巖(yan)層不(bu)均勻性和CO2和巖(yan)層流體(ti)之間的遷移率差異所引起的彌(mi)散(san)和觸碰(peng)。

在巖層流(liu)體(ti)中的(de)溶解。

礦化。

CO2吸附。

當CO2注(zhu)(zhu)入到(dao)(dao)一(yi)(yi)個氣貯(zhu)藏庫時，會形成由(you)天然氣和(he)(he)CO2組(zu)成的(de)(de)(de)單(dan)一(yi)(yi)流(liu)體相(xiang)。當CO2注(zhu)(zhu)入深鹽水層時，也許(xu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)種流(liu)體相(xiang)，或是(shi)(shi)一(yi)(yi)種超(chao)臨界的(de)(de)(de)密相(xiang)流(liu)化床，它(ta)在水中是(shi)(shi)不(bu)混(hun)合(he)的(de)(de)(de)。CO2注(zhu)(zhu)入到(dao)(dao)油(you)貯(zhu)藏庫，也許(xu)是(shi)(shi)易混(hun)合(he)的(de)(de)(de)，也許(xu)是(shi)(shi)不(bu)易混(hun)合(he)的(de)(de)(de)，這取(qu)決于(yu)油(you)的(de)(de)(de)組(zu)成和(he)(he)系統的(de)(de)(de)熱力學(xue)狀態。當CO2注(zhu)(zhu)入到(dao)(dao)煤(mei)層時，發生的(de)(de)(de)過程(cheng)更為(wei)復雜，不(bu)僅(jin)涉及上面(mian)列出(chu)的(de)(de)(de)過程(cheng)，還(huan)有氣體的(de)(de)(de)吸(xi)附和(he)(he)解吸(xi)的(de)(de)(de)問題(ti)，特別是(shi)(shi)對于(yu)先前在煤(mei)上吸(xi)附的(de)(de)(de)甲烷，還(huan)有煤(mei)本身(shen)的(de)(de)(de)腫脹或收縮問題(ti)。

浮(fu)(fu)力(li)會(hui)造成流體(ti)在(zai)巖(yan)(yan)層中垂直(zhi)流動(dong)，浮(fu)(fu)力(li)大(da)小與(yu)巖(yan)(yan)層內(nei)流體(ti)的(de)類(lei)型有關(guan)。在(zai)鹽(yan)水(shui)層，CO2和巖(yan)(yan)層水(shui)之間有較大(da)的(de)密度差(cha)，會(hui)產生很強的(de)浮(fu)(fu)力(li)，使CO向上移(yi)動(dong)。在(zai)寧III 藏(zang)庫(ku)，密度差(cha)不(bu)大(da)，因而浮(fu)(fu)力(li)不(bu)在(zai)氣貯藏(zang)庫(ku)，會(hui)出現相反的(de)情(qing)況，即由于(yu)CO2的(de)密度比天然氣大(da)，CO2會(hui)在(zai)浮(fu)(fu)力(li)所作用(yong)下向下移(yi)動(dong)。在(zai)鹽(yan)水(shui)層和油(you)貯藏(zang)庫(ku)，由于(yu)浮(fu)(fu)力(li)的(de)驅動(dong)，注入的(de)CO2，煙(yan)羽會(hui)向上移(yi)動(dong)到蓋巖(yan)(yan)基(ji)礎的(de)最高點。不(bu)過，注入的(de)CO2不(bu)會(hui)均勻(yun)移(yi)動(dong)。CO2煙(yan)羽通過巖(yan)(yan)石(shi)基(ji)體(ti)后，其形狀強烈地受巖(yan)(yan)層非(fei)均勻(yun)性(xing)的(de)影響。存儲巖(yan)(yan)層內(nei)出現低滲透(tou)層有利于(yu)抵消浮(fu)(fu)力(li)效應，從而防止(zhi)CO2迅速(su)向上移(yi)動(dong)。

當(dang)CO2移(yi)動(dong)通過(guo)巖層(ceng)時，會(hui)(hui)有(you)一(yi)部分CO2溶解在(zai)巖層(ceng)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。在(zai)開放式的(de)(de)(de)(de)流(liu)體(ti)系統中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，按(an)貯(zhu)藏庫規(gui)模(mo)的(de)(de)(de)(de)數(shu)值模(mo)擬表明(ming)，注(zhu)(zhu)入的(de)(de)(de)(de)CO2在(zai)幾十(shi)年內會(hui)(hui)有(you)很(hen)大一(yi)部分(可高達30％)溶解在(zai)巖層(ceng)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。如果注(zhu)(zhu)入的(de)(de)(de)(de)CO2包在(zai)一(yi)個(ge)封閉的(de)(de)(de)(de)結構(如貯(zhu)藏庫)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，因為與非飽和(he)的(de)(de)(de)(de)巖層(ceng)水(shui)(shui)(shui)(shui)接觸變(bian)少了，完全溶解CO2將需要更長的(de)(de)(de)(de)時間。一(yi)旦CO2溶解在(zai)巖層(ceng)的(de)(de)(de)(de)流(liu)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，CO2就會(hui)(hui)按(an)區域水(shui)(shui)(shui)(shui)力梯(ti)度沿(yan)著區域地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)移(yi)動(dong)。對(dui)于低(di)(di)(di)滲(shen)透性和(he)高鹽(yan)分的(de)(de)(de)(de)深(shen)層(ceng)沉積性盆地(di)，地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)動(dong)速度是很(hen)低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)，典型的(de)(de)(de)(de)只有(you)每年數(shu)厘(li)米的(de)(de)(de)(de)量級。因此，溶解CO2的(de)(de)(de)(de)移(yi)動(dong)速率比(bi)單相CO2的(de)(de)(de)(de)移(yi)動(dong)速率低(di)(di)(di)得多。

在(zai)CO2移動通(tong)過(guo)(guo)巖(yan)(yan)層時(shi)，會(hui)有一些CO2因毛細作用力而(er)滯(zhi)留(liu)在(zai)孔隙性空間(jian)(jian)中，這種(zhong)現象通(tong)常稱為“殘(can)(can)留(liu)氣體的(de)(de)(de)捕獲”，它可(ke)(ke)以(yi)(yi)使一定(ding)量的(de)(de)(de)CO2固定(ding)不動。當捕獲程度高并且CO2被注入(ru)到厚巖(yan)(yan)層的(de)(de)(de)底部(bu)時(shi)，所(suo)有的(de)(de)(de)CO2都可(ke)(ke)以(yi)(yi)通(tong)過(guo)(guo)這種(zhong)機理被捕獲，甚至在(zai)達到蓋巖(yan)(yan)(巖(yan)(yan)層頂(ding)部(bu))以(yi)(yi)前(qian)。“殘(can)(can)留(liu)氣體飽(bao)和值”是(shi)與巖(yan)(yan)層密切相關的(de)(de)(de)，對于許多典型的(de)(de)(de)存儲巖(yan)(yan)層，殘(can)(can)留(liu)氣體飽(bao)和值可(ke)(ke)以(yi)(yi)高達15%～25%。隨著(zhu)時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)推移，所(suo)捕獲的(de)(de)(de)大部(bu)分CO2可(ke)(ke)以(yi)(yi)溶(rong)解(jie)在(zai)巖(yan)(yan)層水中。除了(le)CO2在(zai)巖(yan)(yan)層水中溶(rong)解(jie)之外，CO2還(huan)會(hui)有進一步(bu)的(de)(de)(de)地(di)球(qiu)化學反應(ying)。

地(di)(di)質存(cun)儲的(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)性(xing)與物(wu)理(li)(li)和(he)地(di)(di)球化學捕(bu)獲機理(li)(li)有(you)(you)關(guan)。最(zui)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)存(cun)儲場(chang)址(zhi)是CO2不移動(dong)(dong)的(de)(de)(de)場(chang)址(zhi)，它被(bei)永久地(di)(di)捕(bu)獲在(zai)(zai)厚(hou)厚(hou)的(de)(de)(de)低滲透性(xing)的(de)(de)(de)密封層內(nei)，或者CO2轉換成固態(tai)的(de)(de)(de)礦石或被(bei)吸附在(zai)(zai)煤微孔的(de)(de)(de)表面(mian)。某(mou)些存(cun)儲場(chang)址(zhi)可以(yi)通過物(wu)理(li)(li)和(he)化學捕(bu)獲的(de)(de)(de)結合(he)得到合(he)適的(de)(de)(de)存(cun)儲效(xiao)率。在(zai)(zai)密封的(de)(de)(de)巖(yan)層(如很(hen)低滲透性(xing)的(de)(de)(de)頁巖(yan)、鹽層等)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)捕(bu)獲是地(di)(di)質存(cun)儲CO2的(de)(de)(de)基(ji)本手段(duan)。有(you)(you)許多沉(chen)積(ji)(ji)性(xing)盆地(di)(di)已(yi)經關(guan)閉(bi)，在(zai)(zai)物(wu)理(li)(li)上(shang)是受約束的(de)(de)(de)圈閉(bi)(trap)或是構(gou)筑物(wu)；某(mou)些圈閉(bi)已(yi)被(bei)油和(he)氣所占(zhan)據(ju)，余下(xia)(xia)的(de)(de)(de)圈閉(bi)被(bei)鹽水所占(zhan)據(ju)。在(zai)(zai)沉(chen)積(ji)(ji)性(xing)盆地(di)(di)內(nei)有(you)(you)各種類型的(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)圈閉(bi)，最(zui)為(wei)普通的(de)(de)(de)是2種：地(di)(di)層性(xing)圈閉(bi)和(he)結構(gou)性(xing)圈閉(bi)。這兩(liang)種圈閉(bi)都適宜CO2的(de)(de)(de)存(cun)儲，但是必須小心處理(li)(li)，貯藏庫(ku)不能過壓，不使蓋巖(yan)產生(sheng)斷裂，不使現(xian)有(you)(you)的(de)(de)(de)斷層成為(wei)活(huo)動(dong)(dong)斷層。

地(di)(di)下(xia)的(de)CO2可(ke)(ke)能(neng)(neng)同巖石(shi)發生一(yi)(yi)系列的(de)地(di)(di)球(qiu)化學相(xiang)互作用，從而(er)進一(yi)(yi)步增加存儲(chu)容量和效(xiao)率。首先(xian)，當CO2溶解(jie)在巖層水中(zhong)，會出現通常(chang)稱(cheng)為溶解(jie)捕(bu)(bu)(bu)獲(huo)的(de)過程(cheng)。其(qi)次，將形(xing)成(cheng)離(li)子(zi)形(xing)式(shi)，出現稱(cheng)為離(li)子(zi)捕(bu)(bu)(bu)獲(huo)的(de)過程(cheng)，隨(sui)著pH值的(de)提高，許多(duo)巖石(shi)會溶解(jie)。最后，有一(yi)(yi)些可(ke)(ke)能(neng)(neng)轉化成(cheng)穩(wen)態的(de)碳酸鹽礦(kuang)物相(xiang)，這(zhe)一(yi)(yi)過程(cheng)稱(cheng)為礦(kuang)物捕(bu)(bu)(bu)獲(huo)，是(shi)最持久(jiu)(jiu)的(de)地(di)(di)質(zhi)存儲(chu)形(xing)式(shi)。礦(kuang)物捕(bu)(bu)(bu)獲(huo)是(shi)比較慢(man)的(de)，可(ke)(ke)能(neng)(neng)要上千年或者(zhe)更長(chang)。盡管(guan)如此，礦(kuang)物存儲(chu)的(de)持久(jiu)(jiu)性(xing)，連同在某些地(di)(di)質(zhi)環(huan)境下(xia)可(ke)(ke)能(neng)(neng)出現大(da)的(de)存儲(chu)容量，是(shi)長(chang)期(qi)存儲(chu)所需要的(de)特性(xing)。

在(zai)合(he)適的(de)(de)(de)(de)巖層、在(zai)沒有(you)(you)明顯泄(xie)漏途徑(jing)、或沒有(you)(you)開口的(de)(de)(de)(de)裂縫(feng)或斷(duan)層情況下，注入的(de)(de)(de)(de)CO2可以持(chi)留很長的(de)(de)(de)(de)時(shi)間。而且由于多重捕獲(huo)機理的(de)(de)(de)(de)共同作(zuo)用，隨著時(shi)間的(de)(de)(de)(de)推移(yi)，CO2的(de)(de)(de)(de)移(yi)動性將(jiang)越來(lai)越小(xiao)，泄(xie)漏的(de)(de)(de)(de)可能性將(jiang)減少(shao)。只要給(gei)出合(he)適的(de)(de)(de)(de)操作(zuo)程序(xu)，在(zai)一個合(he)適的(de)(de)(de)(de)、有(you)(you)良好特性的(de)(de)(de)(de)地質巖層中存儲的(de)(de)(de)(de)CO2將(jiang)能夠存儲數(shu)百萬年。

三、CCS技術進展

CCS技(ji)(ji)術(shu)(shu)是指(zhi)將(jiang)CO2從(cong)相關排放燃燒源(yuan)捕獲并(bing)(bing)分離出來，輸(shu)送到油氣(qi)田(tian)、海(hai)洋(yang)等(deng)(deng)地(di)點(dian)進(jin)行長期封(feng)存，從(cong)而(er)阻止或(huo)顯著減少CO2向大氣(qi)中(zhong)排放。目(mu)前(qian)(qian)，處于研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)階段、工業試驗或(huo)工業化應(ying)用的(de)封(feng)存場所主要有(you)深(shen)度(du)含鹽水層(ceng)、枯(ku)竭或(huo)開(kai)(kai)采到后期的(de)油氣(qi)田(tian)、不(bu)可采的(de)貧瘠煤層(ceng)和(he)(he)(he)海(hai)洋(yang)。隨著全(quan)球(qiu)面臨的(de)氣(qi)候問題(ti)日(ri)益嚴峻，各國(guo)(guo)(guo)政府非(fei)常重視對CCS技(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)支持。美(mei)國(guo)(guo)(guo)、歐盟、澳大利(li)亞、加(jia)(jia)拿(na)大、挪威等(deng)(deng)國(guo)(guo)(guo)家(jia)或(huo)政府間組織都制(zhi)訂了(le)(le)(le)相應(ying)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)規劃，開(kai)(kai)展(zhan)(zhan) CCS技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)理論、試驗、示范和(he)(he)(he)應(ying)用研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，并(bing)(bing)且已(yi)(yi)經有(you)了(le)(le)(le)成功的(de)實例。其中(zhong)，美(mei)國(guo)(guo)(guo)走在世界最前(qian)(qian)列，針(zhen)對CCS技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)科研(yan)(yan)規劃和(he)(he)(he)項目(mu)組織實施較(jiao)為周密完(wan)善。美(mei)國(guo)(guo)(guo)于2000年(nian)開(kai)(kai)始由能源(yuan)部主持正式開(kai)(kai)展(zhan)(zhan)CO2封(feng)存研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)和(he)(he)(he)發展(zhan)(zhan)項目(mu)，將(jiang)地(di)質封(feng)存和(he)(he)(he)海(hai)洋(yang)封(feng)存列為主要研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)方向，并(bing)(bing)制(zhi)訂了(le)(le)(le)詳細的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)路(lu)線(xian)圖。2005年(nian)美(mei)國(guo)(guo)(guo)已(yi)(yi)開(kai)(kai)展(zhan)(zhan)了(le)(le)(le)25個CO2地(di)下構造注入、儲存與監(jian)測的(de)現場試驗，并(bing)(bing)已(yi)(yi)進(jin)入驗證(zheng)階段。為加(jia)(jia)強國(guo)(guo)(guo)際合作，2003年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)(guo)發起成立了(le)(le)(le)“碳收集領導人(ren)論壇(tan)”， 目(mu)前(qian)(qian)共(gong)有(you)美(mei)國(guo)(guo)(guo)、加(jia)(jia)拿(na)大、歐盟、英國(guo)(guo)(guo)、澳大利(li)亞、日(ri)本、德國(guo)(guo)(guo)、挪威、巴西(xi)、意大利(li)、印(yin)度(du)、中(zhong)國(guo)(guo)(guo)、哥(ge)倫比(bi)亞、墨西(xi)哥(ge)、俄羅斯、南非(fei)、法(fa)國(guo)(guo)(guo)等(deng)(deng)22個成員，共(gong)同組織開(kai)(kai)展(zhan)(zhan)理論與實驗研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。

當前，國際上CCS技術(shu)研發所關注的主要問題(ti)包括：CO2在地(di)質封存系統中吸附和(he)遷移的機理與規律。在地(di)層(ceng)中的相態及其變化(hua)(hua)(hua)規律、化(hua)(hua)(hua)學(xue)反(fan)應及固化(hua)(hua)(hua)條件；注C02采油過程中的物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)理論問題(ti)、復(fu)雜(za)滲透(tou)流體力學(xue)原理、各(ge)類CO2提高采收(shou)率(EOR)數值(zhi)模擬基礎模型；長(chang)距(ju)離管道(dao)運輸CO2的化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕機理與規律等。

四、我國CCS技術發展概況

我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)于(yu)(yu)1992年6月和1998年5月分別簽署了《聯合國(guo)(guo)(guo)(guo)氣(qi)(qi)候變(bian)(bian)(bian)化框(kuang)架公約》和 《京都議定書》。作(zuo)為(wei)發展中國(guo)(guo)(guo)(guo)家。我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)近(jin)期不(bu)必承擔減少或(huo)限制(zhi)溫室(shi)氣(qi)(qi)體(ti)排(pai)(pai)放(fang)的(de)義(yi)務。但我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)CO2排(pai)(pai)放(fang)總量大，目前已位居世(shi)界第二(er)，僅次(ci)于(yu)(yu)美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)。據(ju)有(you)關(guan)專家初步估算，預計2025～2030年左右，我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)CO2排(pai)(pai)放(fang)量將達到67-10st。成為(wei)世(shi)界第一(yi)大排(pai)(pai)放(fang)國(guo)(guo)(guo)(guo)。作(zuo)為(wei)負責任的(de)大國(guo)(guo)(guo)(guo)，我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)政府(fu)(fu)高(gao)度重視(shi)氣(qi)(qi)候變(bian)(bian)(bian)化與溫室(shi)氣(qi)(qi)體(ti)排(pai)(pai)放(fang)問題，1990～2005年間我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)萬元GDP能耗(hao)年均(jun)下降(jiang)率達4.1%。相當于(yu)(yu)節約8×10st以(yi)上標準煤(mei)，減少了18～10stCO2排(pai)(pai)放(fang)。同(tong)時，政府(fu)(fu)提出了在(zai)2006～2010年間單位GDP的(de)能源消耗(hao)降(jiang)低20％的(de)節能減排(pai)(pai)目標。政府(fu)(fu)也(ye)明確表(biao)示，在(zai)可持續(xu)發展的(de)框(kuang)架下，與國(guo)(guo)(guo)(guo)際社會一(yi)起，積極尋求應(ying)(ying)對氣(qi)(qi)候變(bian)(bian)(bian)化的(de)有(you)效途徑，并根(gen)據(ju)自己的(de)能力(li)和國(guo)(guo)(guo)(guo)情為(wei)減緩氣(qi)(qi)候變(bian)(bian)(bian)化做出應(ying)(ying)盡的(de)努力(li)。

國(guo)(guo)家(jia)(jia)對CCS技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)發展(zhan)給(gei)(gei)予(yu)了高度重視，CCS技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)作(zuo)為前沿(yan)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)已被列入國(guo)(guo)家(jia)(jia)中(zhong)長期(qi)科技(ji)(ji)(ji)發展(zhan)規劃；在國(guo)(guo)家(jia)(jia)科技(ji)(ji)(ji)部2007年的(de)(de)《中(zhong)國(guo)(guo)應(ying)對氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)(hua)科技(ji)(ji)(ji)專(zhuan)項(xiang)行(xing)動》中(zhong)，CCS技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)作(zuo)為控制(zhi)溫室氣(qi)體排(pai)放和(he)減緩氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)重點(dian)被列入專(zhuan)項(xiang)行(xing)動的(de)(de)四個主要活動領域之一。“十一五”期(qi)間(jian)，國(guo)(guo)家(jia)(jia)“863”計劃也對發展(zhan)CCS技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)給(gei)(gei)予(yu)很大支持(chi)。2007年6月國(guo)(guo)家(jia)(jia)發改委公布的(de)(de)《中(zhong)國(guo)(guo)應(ying)對氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)(hua)國(guo)(guo)家(jia)(jia)方案》中(zhong)強(qiang)調重點(dian)開發CO2的(de)(de)捕獲(huo)和(he)封存技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，并加強(qiang)國(guo)(guo)際間(jian)氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)(hua)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)研(yan)發、應(ying)用與轉讓。

我(wo)國(guo)與(yu)(yu)國(guo)際(ji)社(she)(she)會一起積極開展(zhan)了(le)(le)CCS技(ji)術(shu)研究(jiu)與(yu)(yu)項(xiang)目合作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)。2007年(nian)(nian)啟(qi)(qi)動了(le)(le)“中(zhong)(zhong)歐碳(tan)捕獲與(yu)(yu)封存(cun)合作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)行動fCOACH)”，12個歐方(fang)機(ji)構(gou)和(he)8個中(zhong)(zhong)方(fang)機(ji)構(gou)參與(yu)(yu)了(le)(le)COACH行動。2007年(nian)(nian)11月(yue)20日，啟(qi)(qi)動了(le)(le)“燃(ran)煤(mei)(mei)發電(dian)二(er)氧化碳(tan)低排放(fang)英中(zhong)(zhong)合作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)項(xiang)目”。2008年(nian)(nian)1月(yue)25日，中(zhong)(zhong)聯(lian)(lian)煤(mei)(mei)層(ceng)(ceng)(ceng)氣有限責(ze)任公司(si)以(yi)下簡(jian)稱“中(zhong)(zhong)聯(lian)(lian)煤(mei)(mei)”與(yu)(yu)加拿大(da)(da)百達(da)門(men)公司(si)、香港環能國(guo)際(ji)控股(gu)公司(si)簽署了(le)(le)“深煤(mei)(mei)層(ceng)(ceng)(ceng)注(zhu)入/埋藏二(er)氧化碳(tan)開采(cai)煤(mei)(mei)層(ceng)(ceng)(ceng)氣技(ji)術(shu)研究(jiu)”項(xiang)目合作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)協議。自(zi)2002年(nian)(nian)以(yi)來，中(zhong)(zhong)聯(lian)(lian)煤(mei)(mei)和(he)加拿大(da)(da)阿(a)爾(er)伯達(da)研究(jiu)院已在山西省(sheng)沁(qin)水盆地南部合作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)，成功(gong)實施了(le)(le)淺部煤(mei)(mei)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)CO2單井注(zhu)入試驗。中(zhong)(zhong)國(guo)石油作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)肩負經(jing)濟、政治和(he)社(she)(she)會責(ze)任的(de)(de)大(da)(da)型(xing)國(guo)企．為(wei)展(zhan)現(xian)保護環境的(de)(de)良(liang)好社(she)(she)會形象，率先在國(guo)內開展(zhan)了(le)(le)利用CCS技(ji)術(shu)提高(gao)油田(tian)采(cai)收率的(de)(de)研究(jiu)與(yu)(yu)應(ying)用工作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)，于2007年(nian)(nian)4月(yue)啟(qi)(qi)動了(le)(le)重大(da)(da)科(ke)技(ji)專(zhuan)項(xiang)及資源綜合利用研究(jiu)”。

五、小結

①CCS技術(shu)是(shi)最具發展潛力(li)的(de)大規模CO2減排技術(shu)，世界(jie)上許多國家和公司(si)開展了相關的(de)探(tan)索性研究與實踐， 隨著技術(shu)的(de)逐(zhu)漸成(cheng)熟，CCS技術(shu)成(cheng)本將進一步降(jiang)低，應用前景(jing)廣闊。

② 通(tong)過將(jiang)CO2封(feng)存入油(you)氣田，既可(ke)減少CO2排放(fang)，又(you)可(ke)提高油(you)氣田采(cai)收率(lv)的CCS—EOR技術，近年來在世(shi)界范圍內受到了(le)廣泛關注，許(xu)多國家和大型石油(you)公司都開展了(le)該技術的研(yan)究與應(ying)用。

③ 雖然近幾年(nian)CCS技(ji)(ji)術發展很快(kuai)，但從整體(ti)來看，該技(ji)(ji)術目前仍處(chu)于前期研究階段，有關技(ji)(ji)術、經濟、環境和立法方面的(de)不確定(ding)性因(yin)素仍然存(cun)在(zai)，還存(cun)在(zai)可能的(de)泄(xie)露、技(ji)(ji)術難點、公眾認知不夠等問(wen)題，需要(yao)進一步的(de)深(shen)入研究。離真(zhen)正大規(gui)模的(de)實際應用仍需要(yao)相當(dang)長(chang)的(de)時間。

④CCS技術項(xiang)目(mu)投資較(jiao)大，而且在短期內投資難以回(hui)收(shou)。目(mu)前開展的(de)一些項(xiang)目(mu)都(dou)是由政府提供資金支持下的(de)示范性項(xiang)目(mu)。如果沒有政府在立法(fa)和稅收(shou)機制上的(de)激勵(li)與優惠(hui)措施配套(tao),CCS技術就無法(fa)真(zhen)正進(jin)入商業化應用階段。

⑤CCS技術(shu)(shu)(shu)的發展(zhan)需要(yao)加強國(guo)(guo)際合(he)作(zuo)，尤其需要(yao)在(zai)(zai)技術(shu)(shu)(shu)、立法、經濟等方面進行合(he)作(zuo)，聯合(he)國(guo)(guo)正(zheng)在(zai)(zai)考慮將此類(lei)項(xiang)目(mu)納入《京(jing)都議定書(shu)》的CDM合(he)作(zuo)機(ji)制，以促(cu)進項(xiang)目(mu)融資和技術(shu)(shu)(shu)推廣應用，鼓勵發達國(guo)(guo)家在(zai)(zai)發展(zhan)中國(guo)(guo)家應用CCS技術(shu)(shu)(shu)，推進其發展(zhan)。

⑥ 作為CO2排放大國，我國積(ji)極參與溫(wen)室氣體減排行(xing)動，密切關(guan)注CCS技術進展(zhan)(zhan)，并著(zhu)手(shou)開展(zhan)(zhan)了一些研究與實(shi)踐工作，今(jin)后(hou)將在全(quan)球CCS活動中發(fa)揮更大的作用。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章