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碳捕捉、利用與封存技術(shù)前瞻 以歐洲垃圾焚燒廠為例
發(fā)布時(shí)間:2022-08-21 來源:海螺創(chuàng)業(yè)

淺談碳捕捉、利用與封存技術(shù)

2022年,作為碳中和的興起之年,安盟咨詢也已經(jīng)成功完成了多個碳中和和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的咨詢項(xiàng)目,包括對碳捕捉、利用與封存(CCUS)新技術(shù)的前景與應(yīng)用的市場分析。

碳捕捉、利用與封存在歐洲已經(jīng)成為一個熱門的技術(shù),尤其是英國、挪威、荷蘭為首的國家。

(Carbon capture, utilization, and storage, CCUS)將低價(jià)值的二氧化碳通過技術(shù)手段收集、處理、然后封存起來,目前還是一個成本非常昂貴的流程。因此,碳捕捉(Carbon capture, CC)技術(shù)只有在與碳利用 (Carbon Utilization, CU) 結(jié)合起來才比較有經(jīng)濟(jì)價(jià)值,例如將二氧化碳作為原材料,轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的化工產(chǎn)品,從而部分抵消昂貴的生產(chǎn)成本。

碳儲存技術(shù)是指將二氧化碳收集后,永久儲存,實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo),幫助早日實(shí)現(xiàn)控溫目標(biāo)。根據(jù)2015年聯(lián)合國通過的巴黎協(xié)定,針對氣候變化規(guī)定了控溫目標(biāo),全球?qū)⒅铝τ趯⑷驓夂驕囟壬呦拗圃?攝氏度以內(nèi)。

按照目前的工業(yè)進(jìn)程來看,光是減少目前生產(chǎn)活動的碳排放并不足以達(dá)成控溫目標(biāo),還必須將大氣中的二氧化碳收集并儲存起來才可以。據(jù)Element Energy統(tǒng)計(jì),截止到2020年底,全球大氣中的千分之一的二氧化碳通過CCUS技術(shù)被捕捉。

CCUS技術(shù)可以用于高溫環(huán)境下化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳,這類二氧化碳一般很難實(shí)現(xiàn)去碳,只能夠通過捕捉和封存技術(shù) (Carbon capture and storage, CCS) 達(dá)到減碳效果。

歐洲先進(jìn)的CCUS項(xiàng)目

在歐洲,固廢項(xiàng)目已經(jīng)開始開展CCUS 技術(shù)的應(yīng)用了,尤其是在垃圾焚燒廠這樣的固廢轉(zhuǎn)為能源的應(yīng)用中。

歐洲最先進(jìn)的碳捕捉和封存(CCS)項(xiàng)目案例在挪威,而最先進(jìn)的碳捕捉以及利用(CCU)項(xiàng)目在荷蘭。英國也已經(jīng)開始開發(fā)建設(shè)相關(guān)的項(xiàng)目。

挪威的碳捕捉和封存CCS項(xiàng)目

挪威的CCS項(xiàng)目是Klemetsrud富騰公司運(yùn)營的垃圾焚燒發(fā)電廠,位于挪威首都奧斯陸郊區(qū)。該發(fā)電廠每年焚燒40萬噸生活垃圾,并且通過管網(wǎng)將燃燒的熱能作為熱源為居民住宅、公寓、商業(yè)大樓和船舶行業(yè)供熱。

作為占首都整個城市15%二氧化碳排放量的工廠,富騰公司希望通過最先進(jìn)的捕捉和儲存技術(shù),減少二氧化碳的排放。這個項(xiàng)目只是挪威政府規(guī)劃的減排旗艦項(xiàng)目之一,挪威政府目標(biāo)在2024年之前達(dá)到全面碳捕捉和儲存技術(shù)的應(yīng)用。

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該項(xiàng)目在2015年開始建設(shè),并于2019年完工,2022年開始全面運(yùn)行CCS技術(shù)。目前,該項(xiàng)目每年的碳捕捉量為40萬噸,包括化石能源的二氧化碳和生物質(zhì)二氧化碳。

收集到的氣體通過提純(去除氧氣和氫氣之后,進(jìn)行壓縮),再通過管道將氣態(tài)提純后的二氧化碳運(yùn)輸?shù)?0公里之外的港口。在港口,將二氧化碳液化后,通過高壓集裝箱運(yùn)輸,最后在海底的地層中封存,大約在1.2~7公里的深度左右。

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荷蘭的碳捕捉和利用CCU項(xiàng)目

最先進(jìn)的碳捕捉和利用(CCU)技術(shù)的應(yīng)用在荷蘭,每年供熱830萬噸。

工廠于2014年,第一次安裝碳捕捉和利用設(shè)施,將二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉,最終用于凈化煙氣。2022年7月,開始第二輪碳捕捉和利用技術(shù)應(yīng)用,將二氧化碳液化后,通過集裝箱搬運(yùn)到商業(yè)的溫室養(yǎng)殖工廠,作為溫室養(yǎng)殖的原材料,用于提高植物的生長效率。通過這兩種方式,該垃圾發(fā)電運(yùn)營者每年總共減少了100噸的二氧化碳排放。

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