隨著全球共同應(yīng)對(duì)氣候變化、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的呼聲日趨強(qiáng)烈，碳捕集與封存（Carbon Capture & Storage，簡(jiǎn)稱CCS）技術(shù)正在變得炙手可熱。11月11日，“2009伯克利—斯坦福—北京·中美碳捕集與封存國(guó)際研討會(huì)”在北京大學(xué)開幕，來自中美兩國(guó)的100多名科學(xué)家展開了為期兩天的熱烈討論，旨在提高CCS方面的知識(shí)與信息的雙邊交流及合作，進(jìn)而促進(jìn)中美雙方在碳捕集與存儲(chǔ)方面的發(fā)展。北京大學(xué)工學(xué)院院長(zhǎng)陳十一在接受記者采訪時(shí)表示，目前我國(guó)CCS技術(shù)與世界同步。

CCS技術(shù)現(xiàn)狀

CCS是一項(xiàng)用來從燃煤和燃?xì)獍l(fā)電站等排放密集產(chǎn)業(yè)捕獲和封存二氧化碳的技術(shù)，其做法是將化石燃料中的碳，以二氧化碳的形式捕獲，并將其長(zhǎng)期封存在巖石層中，如油田或天然氣田中。整個(gè)技術(shù)包括捕獲、運(yùn)輸和存儲(chǔ)三個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)(IPCC)的調(diào)查，該技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑷蚨趸嫉呐欧帕繙p少20%至40%，將對(duì)氣候變化產(chǎn)生積極的影響。

據(jù)陳十一介紹，目前很多國(guó)家都在開展CCS的研究工作。我國(guó)有關(guān)的“973”計(jì)劃項(xiàng)目已實(shí)施3年，中石油等公司也投資了此項(xiàng)研究，大多在一些油田做試驗(yàn)。

北京大學(xué)工學(xué)院副院長(zhǎng)、清潔能源研究院院長(zhǎng)張東曉已進(jìn)行十余年的CCS研究，但在他看來，目前CCS研究尚處在基礎(chǔ)及應(yīng)用研究階段，只有少數(shù)國(guó)家進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)作。

“973”計(jì)劃項(xiàng)目“溫室氣體提高石油采收率的資源化利用及地下埋存”首席科學(xué)家沈平平參加了此次研討會(huì)，并在會(huì)上介紹了CCS的研究現(xiàn)狀。

沈平平認(rèn)為，我國(guó)CCS的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)按照時(shí)間順序在國(guó)際上可以排到第四。

據(jù)了解，距挪威海岸約250千米的北海Sleipner天然氣田建設(shè)了全球首個(gè)海上二氧化碳捕集平臺(tái)和回注鉆孔，現(xiàn)在每天分離并儲(chǔ)存的二氧化碳達(dá)2800噸，迄今累計(jì)減少排放1000萬噸。挪威2006年又投產(chǎn)了將富二氧化碳的天然氣經(jīng)160千米的管道運(yùn)輸?shù)疥懮系囊夯烊粴鈴S，分離出的二氧化碳再輸回海上，注入另一含咸水地層，年封存二氧化碳約700萬噸。此外，加拿大Weyburn油田工程是第一個(gè)以儲(chǔ)存二氧化碳為目的的EOR（提高采收率法采油）工程。從2000年開始，每年約有200萬噸二氧化碳被注入油田存儲(chǔ)。而阿爾及利亞的In Salah天然氣田工程，從2004年起封存了約120萬噸二氧化碳。

據(jù)沈平平介紹，我國(guó)在2006年開始此項(xiàng)研究，2008年在吉林大情字油田進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。“巧的是，在離其幾公里的地方發(fā)現(xiàn)了一個(gè)名為長(zhǎng)春氣田的氣田，二氧化碳含量22%，需要分離到3%以下。所以我們就把這個(gè)氣田分離出來的二氧化碳埋藏到大情字油田，以提高產(chǎn)出率。在大情字油田進(jìn)行的先導(dǎo)試驗(yàn)顯示，預(yù)計(jì)產(chǎn)收率能提高10%以上，可以埋藏30萬噸二氧化碳。從去年6月份起到現(xiàn)在已經(jīng)注了1萬噸二氧化碳，現(xiàn)在看效果較好。中石油準(zhǔn)備今后幾年都在這個(gè)地方做現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。”

成本需要降低，泄漏風(fēng)險(xiǎn)不大

然而，目前CCS仍受到一些質(zhì)疑。比如，人們擔(dān)心碳捕集時(shí)的高投入與高能耗，或者封存于地下的二氧化碳會(huì)出現(xiàn)泄漏而對(duì)海洋和陸地生物造成威脅。

對(duì)此，陳十一的看法是：“我感覺，現(xiàn)在還需要花費(fèi)一點(diǎn)能源，技術(shù)還需進(jìn)一步改進(jìn)，但是泄漏的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)該不是太大，現(xiàn)在埋存采用的地址都是經(jīng)過深思熟慮的。”

張東曉表示：“我們不希望往好的水層里灌二氧化碳，目前是灌注到鹵水層，會(huì)有一些化學(xué)作用，但那個(gè)時(shí)間比較長(zhǎng)。目前需要研究中國(guó)什么地方比較適合埋存二氧化碳。若找到合適的地方，還要測(cè)試它的埋存能力和能承受的注入速度，以確定要打多少井把二氧化碳灌下去。”

沈平平的看法是，目前將二氧化碳埋藏到油氣田，是因?yàn)橛蜌馓镆呀?jīng)埋藏了上萬年，油氣沒有泄漏出來。二氧化碳泄漏的可能性不大。但是，因?yàn)槎趸己吞烊粴獾男再|(zhì)畢竟還不一樣，是否會(huì)泄漏還需要做試驗(yàn)。

對(duì)于CCS高成本的質(zhì)疑，張東曉認(rèn)為，即使加上CCS后煤電的成本也會(huì)比現(xiàn)有可再生能源低，成本應(yīng)該不是問題，問題是誰來承擔(dān)這個(gè)成本，是要國(guó)家補(bǔ)貼還是由消費(fèi)者來負(fù)擔(dān)，需要研究。

沈平平則認(rèn)為，目前二氧化碳來源價(jià)格應(yīng)該是很便宜的，但捕集與提高產(chǎn)出率的價(jià)格昂貴，需要通過科研降下來。沈平平解釋：“北歐規(guī)定，天然氣賣給老百姓，二氧化碳含量不能超過2.5%，我國(guó)規(guī)定不能超過3%，而一般的天然氣中二氧化碳含量在10%以上，因此這些公司就要從天然氣中把二氧化碳分離出來，同時(shí)歐盟規(guī)定，如果直接將二氧化碳排放到大氣中，多排放1噸二氧化碳要罰38美元~ 40美元，對(duì)公司來說，把二氧化碳分離并埋存既可以降低成本，又可以提高石油產(chǎn)出率。”

那么，CCS技術(shù)是應(yīng)對(duì)氣候變化和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)所必需的嗎？陳十一表示：“各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r不同，每個(gè)國(guó)家有自己著重的技術(shù)和選擇，CCS對(duì)我國(guó)是一個(gè)重要方法，但不是唯一方法，比如清潔能源的應(yīng)用也可以減少二氧化碳排放。中國(guó)應(yīng)該根據(jù)自己的發(fā)展道路綜合考慮，尋找最好的可持續(xù)發(fā)展的道路。”

中美兩國(guó)將展開合作

據(jù)悉，此次研討會(huì)由美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LBNL）、加州大學(xué)伯克利分校、斯坦福大學(xué)與北京大學(xué)聯(lián)合舉辦，北京大學(xué)校長(zhǎng)周其鳳院士在開幕式上對(duì)這次研討會(huì)達(dá)成卓有成效的交流合作給予深切希望。LBNL實(shí)驗(yàn)室主任Paul Alivisatos教授和地科部主任Don DePaolo教授也通過視頻向研討會(huì)的召開發(fā)來祝賀。他們表示，節(jié)能減排將是21世紀(jì)人類的重要課題，而CCS則是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一，中國(guó)和美國(guó)在未來世界能源發(fā)展中占有舉足輕重的地位，兩國(guó)科學(xué)界同仁理應(yīng)攜起手來，在能源有效利用方面作出更多有益的研究，為遏制全球變暖貢獻(xiàn)一份力量。

陳十一在接受記者采訪時(shí)談到，北京大學(xué)在能源這樣一個(gè)國(guó)家重大問題上應(yīng)該有所作為，應(yīng)該為國(guó)家的能源安全作出自己的貢獻(xiàn)。而學(xué)術(shù)研討會(huì)本身，是中美最好的學(xué)術(shù)單位之間的學(xué)術(shù)交流，將對(duì)中美之間的能源合作和研究會(huì)起到很大的作用。他說：“我個(gè)人感覺，這樣一個(gè)會(huì)的召開，表明了中美兩國(guó)對(duì)能源、對(duì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境方面的關(guān)注，也表明了兩國(guó)科學(xué)家之間合作的潛在的希望。”

據(jù)張東曉介紹，2009年9月15日，中國(guó)北京—斯坦福大學(xué)全球氣候與能源項(xiàng)目（GCEP）已啟動(dòng)與北京大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）和美國(guó)南加州大學(xué)的國(guó)際合作，研究在中國(guó)咸水層中進(jìn)行大規(guī)模二氧化碳埋存的基本問題。斯坦福大學(xué)全球氣候與能源項(xiàng)目（GCEP）對(duì)這項(xiàng)研究出資近200萬美元。這一為期3年的新項(xiàng)目將結(jié)合地質(zhì)模型、滲流模擬和實(shí)驗(yàn)研究，確定最佳的科學(xué)方案，制定在中國(guó)咸水層中儲(chǔ)存二氧化碳安全可靠的方法。

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