图片由www.kjell-design.com提供

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瑞典环保署公布的一项数据显示:该国23%的温室气体排放来自工业。如果加上供暖和发电,这一比例将达到36%。虽然运输业所占比例更大,但制造业和工商业在应对气候变化方面举足轻重。

为了降低工业对气候的影响,人们开发、研究出了许多技术,而CCS技术正是其中的佼佼者之一。CCS是“碳捕获及储存”(carbon capture and storage)的缩写,指的是将各类工业生产过程中产生的二氧化碳分离、捕获并储存。这种技术可以防止二氧化碳进入大气中,从而减少工业对气候的影响。

碳捕获

目前主要有三种捕获二氧化碳的技术:“富氧燃烧技术”会在燃料的燃烧环境中添加纯氧和回收废气,而不仅是一般的空气。富氧燃烧环境下,燃料燃烧会产生无氮气体。无氮气体的主要成分是水蒸气和二氧化碳,将无氮气体冷却后,水分子便会凝结,留下二氧化碳。虽然生产纯氧的能耗很高,但已经有人开始研究降低纯氧生产成本的方法了。

“燃烧前捕获技术”是指在燃烧前,就将碳元素从燃料中去除。这种技术有个前提条件:要先从燃料中获得一种包含一氧化碳和水的气体。这种气体在“变换反应器”中被转换,形成二氧化碳和氢元素:

CO + H2O <-> CO2 + H2

氢在燃气涡轮(其主要废产物是水蒸气)中燃烧时,二氧化碳会被捕获和转存。但固态燃料转换为气体并不是一件容易的事情,因此,这项技术要想商用,必须进行进一步的改进。

第三种技术称为“燃烧后捕获”技术,即在燃料燃烧后,再捕获燃烧产生的二氧化碳。这种技术的运作流程是:首先,过滤燃烧的产物,再将其与氨进行反应。在进行反应的同时,一边使用特定形态的碳酸铵吸收二氧化碳,再进行加热。经过这一系列步骤,燃烧的产物最终将变成二氧化碳、水蒸气和氨。随后二氧化碳被转存,氨被回收。这种技术的一个缺点是能耗相对较高,影响电站的效率。

“化学链燃烧”等技术也在研发当中,但以上介绍的三种技术是最为常见的。

保存增压的二氧化碳

被捕获的二氧化碳会被输送(主要通过管道和货运)到储存地。有关方面提出了各种储存方案:如,将二氧化碳储存在地底深处的基岩内,或海里——海底压力大,气体可被压缩保存。其它的建议包括将二氧化碳打入枯竭的油井中——这不仅能起到储存的作用,还可能帮助人们抽出剩余的原油。

据估计,CCS技术能够减少发电厂80%至90%的二氧化碳排放(这项技术还未进行商用,这一数字还存在一定不确定性)。瑞典一家名为Vattenfall的公司走在了CCS技术发展的前沿。该公司在旗下一家德国燃煤发电厂建立了一个CCS技术研发试验工厂,该公司计划在2015~2020年左右提出一套可行的商用方案。

Vattenfall公司在这一项目中已投入约七千万欧元。这座试验工厂与Schwarze Pumpe发电厂相连接,每天将大约240吨二氧化碳储存到一个旧气田里。

虽然CSS还存在许多不确定因素,但McKinsey公司认为,降低工业生产排放,CCS技术很关键。联合国政府间气候变化专门委员会以及气候经济学家Klas Eklund(《我们的气候》的作者)认为,CCS将会为应对气候变化做出卓越贡献。国际能源机构也期望CCS能够提升我们的减排能力。

很多时候,我们都在想,如果我们只使用可再生能源那该多好。可惜,一段时间内,这个美好的愿望很难实现。但我们不会因此而气馁,我们现在已经拥有了一批如CCS一般,有可能成为现实的方案。

本文于2011年2月发布