中国碳捕集产业何去何从
- 来源:瞭望东方周刊
- 关键字:中国碳捕集产业
- 发布时间:2010-10-26 10:12
政府等着企业拿数据来证明——ccs能够且需要产业化，但是各个企业，包括来中国寻求合作的欧盟和美国各大公司，总是把这些数据捂着
人类在工业化的道路上越走越远，大气层中的二氧化碳等气体也越来越多。随着全球气候变化，怎样对付温室气体成了全球政经领域的一个核心议题。
一个设想是：将工业生产集中产生的二氧化碳捕集起来，不让它排放到空气中去。目前，世界上的一些电厂已经开始了二氧化碳捕集(carbon capture，简称CC)。2008年和2009年，中国华能集团在北京和上海的两个热电厂安装了二氧化碳捕集装置并且投产。
然而，捕集来的二氧化碳又如何处置？
做干冰？做可乐？还是做石油开采的驱油剂用(EOR)？目前世界上许多石油公司正是将二氧化碳灌入地下来驱出油气。
当捕集来的碳成为可利用的资源，高成本的碳捕集或许就能变得更让人容易接受一些。这也成为政府及企业更可愿意投资的因素之一。在CC后面多加一个U(utilization，利用)吸引了诸多企业尤其是碳排放企业的目光。
然而，长远地看，这多少是个空间有限的噱头。国家发展改革委能源研究所主任研究员姜克隽告诉《瞭望东方周刊》：“我并不喜欢CCUS的提法，你加了个u在里面，好像多了些利润空间，但是实际上这个空间非常有限。FOR最多就60亿吨，做完了就没有了。一直到2050年之前，它在中国需要减排的二氧化碳总量中占的比例非常小。”
美国能源部劳伦斯伯克利实验室地球科学部水文地质专家刘会海也对本刊记者印证这一说法，他说，CCUS是中国业内人士比较喜欢用的说法，在国际上，大家一般都说CCS(s=storage，封存)。工业化大规模生产产生的二氧化碳可用作商业利用的量和利润空间都并不大，绝大多数还是需要封存起来。
那么，以中国为例，按照2050年减排40％-45％的目标，又要保证工业生产和经济的发展，年减排至少十几亿吨的巨量二氧化碳将封存在哪里？
三级跳进入新领域
8月27日，在内蒙古鄂尔多斯，中国第一套全流程注入盐水层的CCS示范工程——神华集团CCS项目2490米的地下深井动工开钻。
这口井通向地下深处的盐水层，远离生物圈以外，该煤化工厂年均十万吨的二氧化碳将由这口井注入地下储存起来。
这次尝试将直接用于生产实践，这口灌注井是在我国化工和环保部门均无任何标准可参照，且行业参数、指标、规范均为空白的情况下建设起来的。
该项目负责人王鹤鸣对本刊记者说：“我们的目标就是：形成中国的标准。”
与此同时，在美国得克萨斯州，Sandia科技公司的深井灌注专家、工程师Donald.Stehle已经与他的同事们为美国碳封存的实验深井工作了3年多。在这里，以深井灌注方式将二氧化碳封存入地下也还处在实验室探索阶段，并未投入商业化实践中。
与中国不同的是，深井灌注处理污废在美国已经有了大半个世纪的经历。上世纪80年代，美国环保署已经形成了深井灌注的技术规范。在规范颁布并强制实施之前，尚有一些泄漏等环境事故发生，而随着规范的普及和技术的完善，深井灌注技术在美国逐渐成熟。目前在全美范围内尚且在运营中的污废深井多达500多口。
Donald.Stehle已经有20多年与灌注深井打交道的历史。他告诉《瞭望东方周刊》：“二氧化碳的井与一般处理工业废液的深井不同，技术难度会更大一些。因为二氧化碳常态下是气体，灌注到地下的时候是液态，其高温高压的要求比一般深井更高，因此操作过程中的风险系数就更高一些。就目前实验井的进展来看，一切都还很顺利。但是还不知道应用于实践需要多久。”
如果神华集团的ccs工程顺利建成投产，那么就意味着中国将在这个领域内，跨越大半个世纪的技术积淀走到美国的前面。
成本的秘密
王鹤鸣告诉本刊记者，鄂尔多斯十万吨级ccs项目初步预计投资为2.1亿元，作为国企的神华集团，基于社会责任承担了这一成本。而下一个百万吨级的项目，又由谁来承担？
目前，二氧化碳的捕集和封存，仅仅是为了减排，没有其他任何附加的收益，而成本又相当可观，如果要产业化的话，怎样的机制，才能让企业进入这一领域？
挪威船级社业务开发经理鱼晓东告诉本刊记者，之所以挪威等欧洲国家已经开始CCS的产业化运营，是因为挪威征收了高额的碳税，当税务成本与CCS成本之间有了取舍，产业化才成为可能。
也就是说，不管是立法限制，或者是行政命令，国家和政府的抉择都会是关键的一个环节。
国家发展改革委能源研究所主任研究员姜克隽对本刊记者说：“按照我们的判断，到2050年，CCS要做到十几亿吨，这是非常大的一个数字，到那时候产业化不用担心，会比现在发电的产业还大。但是现在政府的态度还并不是很明确，因为这些企业还没能拿出证据向政府证明：CCS是可以大规模接受资助的。”
姜克隽说，政府官员现在是等着企业拿数据来证明：CCS能够且需要产业化，但是企业，包括欧盟和美国那些来中国观望和寻求合作的各大企业，老是把这些数据捂着。他们连自己国家的政府都没有说服，在这个问题上裹足不前，那又怎么能来给中国这样的发展中国家施加压力，指望中国来承担昂贵的成本和义务？
壳牌石油公司已经在EOR实践中有了丰富的经验，该公司二氧化碳处理技术研究部经理Claus.Otto博士向本刊记者坦言，各大公司因为行业竞争等原因，并不愿意公开涉及碳捕集的成本数据。
一旦OCS的全球化产业体系建立起来，拥有这些技术就意味着占据着国际碳市场贸易中的先机，意味着巨额的财富。
因此，世界各大企业尤其是拥有技术领先优势的石油企业、减排需求大的电力企业，都在等待、关注并觊觎着。
但是，在这以前，CCS对企业而言只意味着技术的探索和高额的投入。美国何时立法限排而使得CCS进入产业化？2012年之后，清洁发展机制(CDM)是否还能继续并且将CCS纳入其中？这些都还是未知数。
作为发展中国家，中国将如何计算成本投入，才既不吃亏，又不失掉竞争的先机？而在这之后，CCS的产业化将给中国带来的另外一个后果就是电价的上涨，这一影响又应该如何估算和预测？
实验室内外
姜克隽认为，按照目前的进度，实际上较为缓慢了。“就技术的推进上我们其实可以做得更好。”
按照他们为中国发展CCS设定的技术路线图，争取要在2010到2020年之间，完成10个不同地点、不同类型的CCS示范项目，在这之后，就能形成一些概念和规范；在2020到2030年之间，可以实现大规模推进CCS的产业化，在2050年之前，完成减排目标，还来得及。而就目前的进度看，2020年之前10套的目标能否实现还是个未知数。
CCS技术推进上的发展缓慢并不是中国一家的问题。
根据全球碳捕集与封存研究院首席执行官NickOtter提供的数据，2009年到2010年，进行和规划中的CCS项目数量增加了10％以上，但是取消或延迟的项目数量增加了75％。
关于成本计入之后电价上涨影响经济发展和居民生活的可能性，在姜克隽等人看来，今后也不是一个问题。根据他的测算，当CCS产业化，到2050年，电价上涨不过在0.15元到0.25元之间，完全可以接受。
企业更加关心的是现阶段“谁来买单”等具体困难。亦有不少专家担心实验室理论与规模化产业之间的技术差距和风险。
正如华能集团研发中心总工程师许世森所说：“推动大型的示范项目，需要政府的大力支持。而CCS技术目前还相当不成熟，还不能大力推广。”
劳伦斯伯克利实验室刘会海教授说：“实验室理论与工业化生产之间是有区别的，几十万吨的二氧化碳注入地下到底会带来什么样的影响？我们最好还是技术上大胆假设，实践上小心求证，不能急于大规模产业化。”
中国科学院能源动力研究所李小春教授说：“CCS要搞，但是不能一拥而上地搞。或许现在我们谈CCS要不要推广就像几十年前谈拖拉机要不要推广一样，几十年后就不是一个问题了，我们愿意把这条路铺下去……”
CCS的实践还受到地质条件的制约。中国如果要在未来相当长的一段时期内在各地推进CCS的产业化，能否找到充分的地理空间进行地下灌注，也是一个具有争议性的话题。
目前，有些学者根据现存的一些资料得出了相当乐观的数据，而另一些专家则表示“并不相信”，或者凭另一些理论分析认为中国并不具备足够的地质空间可发展这一项技术。
也有一些怀疑者提出更极端的质疑：如果到后来我们发现“气候变化是因为二氧化碳引起的”是一个伪命题呢？这并不是没可能的。
研究链
姜克隽告诉本刊记者，CCS是一个研究链特别长的技术。有的研究领域，一个小组10个人就够了，但是研究一个CCS系统至少需要1500人，包括搞物理的、化学的、地质的……所以，无论如何，在技术的推动方面，CCS都不无裨益。就如同航天飞机研究，整个研究链需要上万人，不管最后航天飞机能否上天，研发过程本身对人类科技的发展都是一种推动。
在一些市场需求较大的技术领域，中国已经能够走在世界的前列。比如中国电厂的超临界和超超临界技术，比国外的技术至少节约成本50％左右，周边的国家都来购买这些技术。
实际上，中国在应对气候变化方面的举措和研究，也已经令不少人注目。美国电力公司发电部执行副总裁Nicholas.Akins对本刊记者说：“中国目前已经取得的不少成就是我们正在努力寻求的，中国正在成长，有许多值得我们学习的地方。”
他介绍说，美国电力作为排放大量二氧化碳的企业，CCS是他们必须要进入的领域，而他们公司正在积极寻求中国的合作伙伴，最感兴趣的就是中国的技术。
他很羡慕美国杜克能源公司已经与华能集团在一些CCS项目上达成合作，希望美国电力也能找到这样的机会。
然而，一些业内人士也表示一定程度的疑虑：中方在项目推进的过程中表现得过于积极和高调会不会失去作为发展中国家应当享有的优势？
毕竟，在发达国家的政府都还暧昧不清的时候，更有发展优先权的中国为什么要首先承担昂贵的成本和前阶段更多的风险呢？
……
人类在工业化的道路上越走越远，大气层中的二氧化碳等气体也越来越多。随着全球气候变化，怎样对付温室气体成了全球政经领域的一个核心议题。
一个设想是：将工业生产集中产生的二氧化碳捕集起来，不让它排放到空气中去。目前，世界上的一些电厂已经开始了二氧化碳捕集(carbon capture，简称CC)。2008年和2009年，中国华能集团在北京和上海的两个热电厂安装了二氧化碳捕集装置并且投产。
然而，捕集来的二氧化碳又如何处置？
做干冰？做可乐？还是做石油开采的驱油剂用(EOR)？目前世界上许多石油公司正是将二氧化碳灌入地下来驱出油气。
当捕集来的碳成为可利用的资源，高成本的碳捕集或许就能变得更让人容易接受一些。这也成为政府及企业更可愿意投资的因素之一。在CC后面多加一个U(utilization，利用)吸引了诸多企业尤其是碳排放企业的目光。
然而，长远地看，这多少是个空间有限的噱头。国家发展改革委能源研究所主任研究员姜克隽告诉《瞭望东方周刊》：“我并不喜欢CCUS的提法，你加了个u在里面，好像多了些利润空间，但是实际上这个空间非常有限。FOR最多就60亿吨，做完了就没有了。一直到2050年之前，它在中国需要减排的二氧化碳总量中占的比例非常小。”
美国能源部劳伦斯伯克利实验室地球科学部水文地质专家刘会海也对本刊记者印证这一说法，他说，CCUS是中国业内人士比较喜欢用的说法，在国际上，大家一般都说CCS(s=storage，封存)。工业化大规模生产产生的二氧化碳可用作商业利用的量和利润空间都并不大，绝大多数还是需要封存起来。
那么，以中国为例，按照2050年减排40％-45％的目标，又要保证工业生产和经济的发展，年减排至少十几亿吨的巨量二氧化碳将封存在哪里？
三级跳进入新领域
8月27日，在内蒙古鄂尔多斯，中国第一套全流程注入盐水层的CCS示范工程——神华集团CCS项目2490米的地下深井动工开钻。
这口井通向地下深处的盐水层，远离生物圈以外，该煤化工厂年均十万吨的二氧化碳将由这口井注入地下储存起来。
这次尝试将直接用于生产实践，这口灌注井是在我国化工和环保部门均无任何标准可参照，且行业参数、指标、规范均为空白的情况下建设起来的。
该项目负责人王鹤鸣对本刊记者说：“我们的目标就是：形成中国的标准。”
与此同时，在美国得克萨斯州，Sandia科技公司的深井灌注专家、工程师Donald.Stehle已经与他的同事们为美国碳封存的实验深井工作了3年多。在这里，以深井灌注方式将二氧化碳封存入地下也还处在实验室探索阶段，并未投入商业化实践中。
与中国不同的是，深井灌注处理污废在美国已经有了大半个世纪的经历。上世纪80年代，美国环保署已经形成了深井灌注的技术规范。在规范颁布并强制实施之前，尚有一些泄漏等环境事故发生，而随着规范的普及和技术的完善，深井灌注技术在美国逐渐成熟。目前在全美范围内尚且在运营中的污废深井多达500多口。
Donald.Stehle已经有20多年与灌注深井打交道的历史。他告诉《瞭望东方周刊》：“二氧化碳的井与一般处理工业废液的深井不同，技术难度会更大一些。因为二氧化碳常态下是气体，灌注到地下的时候是液态，其高温高压的要求比一般深井更高，因此操作过程中的风险系数就更高一些。就目前实验井的进展来看，一切都还很顺利。但是还不知道应用于实践需要多久。”
如果神华集团的ccs工程顺利建成投产，那么就意味着中国将在这个领域内，跨越大半个世纪的技术积淀走到美国的前面。
成本的秘密
王鹤鸣告诉本刊记者，鄂尔多斯十万吨级ccs项目初步预计投资为2.1亿元，作为国企的神华集团，基于社会责任承担了这一成本。而下一个百万吨级的项目，又由谁来承担？
目前，二氧化碳的捕集和封存，仅仅是为了减排，没有其他任何附加的收益，而成本又相当可观，如果要产业化的话，怎样的机制，才能让企业进入这一领域？
挪威船级社业务开发经理鱼晓东告诉本刊记者，之所以挪威等欧洲国家已经开始CCS的产业化运营，是因为挪威征收了高额的碳税，当税务成本与CCS成本之间有了取舍，产业化才成为可能。
也就是说，不管是立法限制，或者是行政命令，国家和政府的抉择都会是关键的一个环节。
国家发展改革委能源研究所主任研究员姜克隽对本刊记者说：“按照我们的判断，到2050年，CCS要做到十几亿吨，这是非常大的一个数字，到那时候产业化不用担心，会比现在发电的产业还大。但是现在政府的态度还并不是很明确，因为这些企业还没能拿出证据向政府证明：CCS是可以大规模接受资助的。”
姜克隽说，政府官员现在是等着企业拿数据来证明：CCS能够且需要产业化，但是企业，包括欧盟和美国那些来中国观望和寻求合作的各大企业，老是把这些数据捂着。他们连自己国家的政府都没有说服，在这个问题上裹足不前，那又怎么能来给中国这样的发展中国家施加压力，指望中国来承担昂贵的成本和义务？
壳牌石油公司已经在EOR实践中有了丰富的经验，该公司二氧化碳处理技术研究部经理Claus.Otto博士向本刊记者坦言，各大公司因为行业竞争等原因，并不愿意公开涉及碳捕集的成本数据。
一旦OCS的全球化产业体系建立起来，拥有这些技术就意味着占据着国际碳市场贸易中的先机，意味着巨额的财富。
因此，世界各大企业尤其是拥有技术领先优势的石油企业、减排需求大的电力企业，都在等待、关注并觊觎着。
但是，在这以前，CCS对企业而言只意味着技术的探索和高额的投入。美国何时立法限排而使得CCS进入产业化？2012年之后，清洁发展机制(CDM)是否还能继续并且将CCS纳入其中？这些都还是未知数。
作为发展中国家，中国将如何计算成本投入，才既不吃亏，又不失掉竞争的先机？而在这之后，CCS的产业化将给中国带来的另外一个后果就是电价的上涨，这一影响又应该如何估算和预测？
实验室内外
姜克隽认为，按照目前的进度，实际上较为缓慢了。“就技术的推进上我们其实可以做得更好。”
按照他们为中国发展CCS设定的技术路线图，争取要在2010到2020年之间，完成10个不同地点、不同类型的CCS示范项目，在这之后，就能形成一些概念和规范；在2020到2030年之间，可以实现大规模推进CCS的产业化，在2050年之前，完成减排目标，还来得及。而就目前的进度看，2020年之前10套的目标能否实现还是个未知数。
CCS技术推进上的发展缓慢并不是中国一家的问题。
根据全球碳捕集与封存研究院首席执行官NickOtter提供的数据，2009年到2010年，进行和规划中的CCS项目数量增加了10％以上，但是取消或延迟的项目数量增加了75％。
关于成本计入之后电价上涨影响经济发展和居民生活的可能性，在姜克隽等人看来，今后也不是一个问题。根据他的测算，当CCS产业化，到2050年，电价上涨不过在0.15元到0.25元之间，完全可以接受。
企业更加关心的是现阶段“谁来买单”等具体困难。亦有不少专家担心实验室理论与规模化产业之间的技术差距和风险。
正如华能集团研发中心总工程师许世森所说：“推动大型的示范项目，需要政府的大力支持。而CCS技术目前还相当不成熟，还不能大力推广。”
劳伦斯伯克利实验室刘会海教授说：“实验室理论与工业化生产之间是有区别的，几十万吨的二氧化碳注入地下到底会带来什么样的影响？我们最好还是技术上大胆假设，实践上小心求证，不能急于大规模产业化。”
中国科学院能源动力研究所李小春教授说：“CCS要搞，但是不能一拥而上地搞。或许现在我们谈CCS要不要推广就像几十年前谈拖拉机要不要推广一样，几十年后就不是一个问题了，我们愿意把这条路铺下去……”
CCS的实践还受到地质条件的制约。中国如果要在未来相当长的一段时期内在各地推进CCS的产业化，能否找到充分的地理空间进行地下灌注，也是一个具有争议性的话题。
目前，有些学者根据现存的一些资料得出了相当乐观的数据，而另一些专家则表示“并不相信”，或者凭另一些理论分析认为中国并不具备足够的地质空间可发展这一项技术。
也有一些怀疑者提出更极端的质疑：如果到后来我们发现“气候变化是因为二氧化碳引起的”是一个伪命题呢？这并不是没可能的。
研究链
姜克隽告诉本刊记者，CCS是一个研究链特别长的技术。有的研究领域，一个小组10个人就够了，但是研究一个CCS系统至少需要1500人，包括搞物理的、化学的、地质的……所以，无论如何，在技术的推动方面，CCS都不无裨益。就如同航天飞机研究，整个研究链需要上万人，不管最后航天飞机能否上天，研发过程本身对人类科技的发展都是一种推动。
在一些市场需求较大的技术领域，中国已经能够走在世界的前列。比如中国电厂的超临界和超超临界技术，比国外的技术至少节约成本50％左右，周边的国家都来购买这些技术。
实际上，中国在应对气候变化方面的举措和研究，也已经令不少人注目。美国电力公司发电部执行副总裁Nicholas.Akins对本刊记者说：“中国目前已经取得的不少成就是我们正在努力寻求的，中国正在成长，有许多值得我们学习的地方。”
他介绍说，美国电力作为排放大量二氧化碳的企业，CCS是他们必须要进入的领域，而他们公司正在积极寻求中国的合作伙伴，最感兴趣的就是中国的技术。
他很羡慕美国杜克能源公司已经与华能集团在一些CCS项目上达成合作，希望美国电力也能找到这样的机会。
然而，一些业内人士也表示一定程度的疑虑：中方在项目推进的过程中表现得过于积极和高调会不会失去作为发展中国家应当享有的优势？
毕竟，在发达国家的政府都还暧昧不清的时候，更有发展优先权的中国为什么要首先承担昂贵的成本和前阶段更多的风险呢？
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