氣候談判證明全球對碳捕獲和儲存的需求日益增長

如果沒有捕獲二氧化碳並安全永久儲存的技術,氣候變化就無法得到控制

南非德班——北美(加拿大、墨西哥和美國)的約 3,000 座燃煤發電廠排放的溫室氣體佔全球溫室氣體的 6%,幾乎與整個歐盟的排放量相當。 事實上,全球燃煤發電廠是溫室氣體排放的最大單一來源。

換句話說,煤炭是造成氣候變化的主要原因。 僅燃燒煤炭就占人類活動產生的全球溫室氣體排放量的一半以上。“無論你時不時聽到什麼,很大一部分電力都是由煤炭產生的,”電力裝置製造商阿爾斯通副執行長菲利普·茹貝爾在 12 月 6 日的氣候談判中辯稱。“這種情況將繼續下去。”

這就是為什麼所謂的碳捕獲和儲存(CCS)是認真應對氣候變化的標誌; 茹貝爾稱其為“強制性的”。 因為世界似乎對限制燃煤興趣不大——它繼續增加,主要由中國和印度推動——在二氧化碳進入大氣層之前捕獲它是解決此類排放的唯一真正途徑。


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倫敦經濟政治學院的尼古拉斯·斯特恩勳爵告訴《大眾科學》說:“發現的碳氫化合物足以把地球烤焦。 你可以做 CCS,或者你可以打破兩度[攝氏升溫]。”

這就是為什麼德班的談判批准 CCS 作為清潔發展機制下的潛在技術——這是一種為發展中國家提供來自發達國家的資金,用於減排基礎設施,以換取抵消發達國家二氧化碳排放配額的方法。 不幸的是,該機制是《京都議定書》的一部分。 如果本週在德班沒有達成協議,該議定書將於明年年底到期,並且沒有後續協議。

儘管如此,世界似乎關閉的 CCS 工廠比開放的更多:歐盟在 Schwarze Pumpe 的旗艦 CCS 專案因當地德國的反對而於 12 月 5 日被取消。 加拿大在薩斯喀徹溫省的韋伯恩油田執行二氧化碳封存專案已有多年,但尚未將其業務擴充套件到單方面增加該國排放的焦油砂——這違反了其在《京都議定書》下的義務。 美國電力公司 AEP 最近放棄了擴大世界上第一個將二氧化碳捕獲和儲存結合在一個地點的專案——西弗吉尼亞州的登山者的機會。 中國是世界上最大的排放國,主要是因為其燃煤,有一些試點專案,並正在考慮更多專案。

更重要的是,雖然中國可能負擔得起 CCS,但其他發展中國家,如南非,肯定負擔不起,根據澳大利亞全球 CCS 研究所的執行長布拉德·佩奇的資料,為一座 1 吉瓦燃煤發電廠新增該技術的費用約為 10 億美元。 而且南非消耗大量煤炭,產生了其 92% 的電力,並向歐洲和中國出口價值 100 億美元的煤炭——甚至將其轉化為其國內使用的卡車和噴氣機燃料的 30%。

為了繼續經濟增長,並向目前仍有 200 多萬南非人無法用上電的地區普及電力,南非共和國正在建設更多的燃煤發電廠。 事實上,國家公用事業公司 Eskom 最近從世界銀行獲得了 37.5 億美元的貸款,用於在林波波省的梅杜皮發電廠建設六個 800 兆瓦的燃煤發電機組以及規模小得多的可再生能源專案。

國際能源署 (IEA) 在其最新的《世界能源展望》中警告了這種技術“鎖定”,該展望指出,如果希望控制溫室氣體排放,必須在未來五年內停止建造嚴重汙染的燃煤發電廠。 一旦建造了太多的燃煤發電廠,例如在中國,中國在過去十年中建造了數百座,它們很可能不會被過早關閉。 “CCS 是我們在中國的選擇之一,”北京能源研究所的劉強指出,該研究所隸屬於國家發展和改革委員會,該委員會是負責制定中國能源和工業政策的政府機構。 “現在它還處於研發階段。”

然後是重工業——鋼鐵製造、水泥製造和其他工業活動,除了使用化石燃料(尤其是煤炭)之外別無選擇。 它們也是全球基礎設施的基礎——從建築物到可再生能源專案,例如風力發電場。 國際能源署首席經濟學家辦公室的首席分析師勞拉·科齊指出:“對於工業而言,關鍵詞實際上是 CCS——我們在能源效率方面只能做到這一點。 我們離部署 CCS 還很遠。”

目前,全球有 8 個碳捕獲或儲存專案,還有 6 個在建專案,如果建成,將交付約 3300 萬噸捕獲的二氧化碳——或超過英國政府整個二氧化碳減排工作,根據全球 CCS 研究所的佩奇的資料。 他補充說:“不需要太多這樣的專案就可以產生很大的影響。” 然而,國際能源署預測,到本世紀中葉,世界將需要 3,000 個這樣的專案。

在建的六個專案中,有兩個位於北美——密西西比州肯珀縣的煤氣化綜合體將捕獲其 65% 的二氧化碳排放量,並出售大部分用於從墨西哥灣沿岸地區從地下清除石油的二氧化碳。 薩斯喀徹溫省的邊界壩電力公司將使用胺溶劑捕獲 90% 的二氧化碳,儘管設施規模要小得多,然後將二氧化碳輸送到附近的油田,以回收更多石油。

澳大利亞全球 CCS 研究所的當前成本估算表明,此類專案的二氧化碳捕獲和儲存成本在每噸 23 至 92 美元之間,同時也指出,如果建成實際的全規模 CCS 容量,預計這些價格會下降。 目前,該成本要麼通過出售二氧化碳以從舊油田提取更多石油來抵消(伴隨氣候影響),要麼透過政府補貼來抵消,如果溫室氣體排放沒有定價。 然後是能源損失——執行 CCS 裝置消耗了發電廠產生的大約 20% 的電力。

捕獲二氧化碳是容易的部分,即使很昂貴:燃煤發電廠的排放物只是透過胺、冷卻氨或其他化學捕獲劑進行過濾,以結合二氧化碳並將其從煙氣中去除。 但隨後的儲存被證明是一個重大障礙。 例如,德國人拒絕了在 Schwarze Pumpe 發電廠和一個潛在的地質封存地點之間建造二氧化碳管道的努力。 世界銀行可持續能源部門主任維傑·艾爾指出,二氧化碳的儲存“被證明是非常具有挑戰性的”。

發電廠和其他大型排放源也不一定建在適合永久儲存二氧化碳的地質構造之上。 需要管道。 儘管美國已經運行了 6,000 多公里的二氧化碳管道,但將二氧化碳從排放源輸送到封存地點可能需要在全球範圍內鋪設多達 120,000 公里的此類管道。

當被問及世界是否認真對待碳捕獲和儲存時,斯特恩勳爵回答說:“不夠認真。 現在我們需要加快步伐。 …我們正在進入3 度[攝氏升溫]很有可能的區域,而我們自三百萬年前就沒去過那裡了,”或者在現代人類——當然還有現代人類文明——存在之前。

美國氣候特使託德·斯特恩在 12 月 8 日的新聞釋出會上說:“各國必須做的最重要的事情是採取措施,逐步改造其經濟的能源基礎。 你需要透過提高效率來減少能源消耗,並開發更多的可再生能源。” 但即使這些努力取得成功,美國乃至全世界也需要碳捕獲和儲存,才能實現將全球平均氣溫保持在不上升到危險水平的目標。

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