与人们的想法相反,碳捕获并不是一项“新”技术。根据国际能源署(IEA)的技术合作计划(TCP) IEAGHG,二氧化碳捕获技术自20世纪20年代以来一直在使用,主要用于从偶尔在化石气藏中发现的甲烷气体中分离二氧化碳。
碳捕获和利用(CCU)自20世纪70年代以来一直存在,利用捕获的二氧化碳来提高石油采收率(EOR),而碳捕获和储存(CCS)的基本概念——捕获二氧化碳并防止其释放到大气中——于1977年首次提出。
虽然碳捕获技术已经得到大量验证,但这并不意味着没有改进的余地。
从碳捕获中试中捕获的二氧化碳浆。
每一种主要的燃烧后碳捕获技术途径——溶剂基洗涤、半透膜、以及固体吸附剂——在捕获率、足迹、压力率、可扩展性、热能和电能消耗等方面都有其优点和缺点。
在给定的项目中,路径选择总是与地点和环境相关,最终往往是一种权衡。
为了提高捕集率和减少能量损失,正在进行几个方面的研究,例如,替代吸附剂和溶剂。
此外,地质上的二氧化碳储存也是一种稀缺的、有限的资源,因此决策者需要尽快决定,如何在继续使用化石燃料的需求与从大气中去除二氧化碳的需求之间取得平衡。
毫无疑问,我们将在可预见的未来继续使用化石燃料。不幸的是,COP30未能提供一个具有约束力的承诺逐步淘汰化石燃料的具体计划。
这就是对CCUS技术的主要批评——当化石燃料的使用需要尽快逐步淘汰时,它们却能让提取和燃烧化石燃料继续。
2022年7月,Stockholm Exergi签署了一项专利许可协议,将Capsol的HPC技术用于二氧化碳捕集,该技术将用于位于瑞典斯德哥尔摩Värtaverket生物质燃烧热电联产(CHP)工厂的生物能源与碳捕集(BECCS)演示工厂。然而,将CCS技术应用于二氧化碳的生物源,例如生物质燃烧的热电联产工厂的排放——它们取代了化石燃料发电厂——情况就不同了,这是大气中二氧化碳的净清除,因为生物质中所含的碳本身就来自大气。
或者在乙醇生物精炼厂的场景下,从发酵过程和工厂使用的能源中捕获和封存二氧化碳,降低了所生产的乙醇的碳强度,无论是用于燃料还是用于其他工业终端产品。
在碳捕获和利用(CCU)的情况下,捕获的生物二氧化碳(bioCO2)可以用作原料,取代化石来源,降低最终产品的碳强度。
由生物源二氧化碳和可再生氢生产的电子甲醇(e-methanol)被视为可再生燃料或非生物源化学物质(RFNBO)。
不要忘记,欧洲许多将沼气升级为生物甲烷的沼气厂已经使分离出来的生物二氧化碳增值了。他们对CCU的贡献并非微不足道。
根据欧洲沼气协会(EBA)的最新数据,大约125家工厂每年捕获117 万吨生物二氧化碳,这相当于欧洲商业液体和固体二氧化碳(干冰)需求的14%左右。
到2027年,随着气化、生物制氢或烟气捕集的扩大,碳捕集能力预计将超过200万吨。
到2040年,欧盟生物甲烷工厂每年可捕获多达8900万吨生物二氧化碳,超过欧盟气候法目标所需碳捕获量的25%,将对欧盟每年3.44亿吨的总体碳捕获目标做出重大贡献。
然后是生物质焙烧、热解和气化,用于生产生物炭和生物煤,用于在冶金等难以减排的行业中封存和取代化石碳。
这就是具有碳捕获、利用和封存(BECCUS)的生物能源的美妙之处,它具有规模、技术和应用的多样性。
自首次报道CCU技术和生物二氧化碳作为资源以来,已经过去了十年;未来十年,在逐步淘汰化石燃料的同时,BECCUS的推出和实施需要有一个巨大的飞跃。
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