重视二氧化碳规模减排与资源化利用
重视二氧化碳规模减排与资源化利用
——访煤燃烧国家重点实验室主任郑楚光
在今年的全国两会上，低碳成为最热门话题。我国以煤为主的能源结构决定了二氧化碳减排工作的长期性、独特性以及所面临的严峻形势。我国在减排的战略观念和布局上，在继续大力开展节能降耗和积极发展新能源的同时，也要更加高度关注化石能源特别是煤炭的二氧化碳减排。近日，《中国能源报》记者就此专访了煤燃烧国家重点实验室主任郑楚光。
限制燃煤二氧化碳排放
成为碳减排最重要目标
中国能源报：在发展低碳经济的背景下应如何看待化石能源的二氧化碳减排？
郑楚光：2007年我国二氧化碳排放量为59．6亿吨。我国在实现能耗年降4％目标的同时，要保持GDP年增长8％以上，到2030年碳排放将达到100亿吨。但现在欧盟等提出，到2050年，全世界的二氧化碳排放应在1990年的基础上减半，达到104亿吨。显而易见，我国减少二氧化碳排放的压力极大。
化石能源利用是最重要的碳排放源，其排放不仅与消耗总量有关，且因能源构成而异。就碳排放因子而言，煤是石油的1.3倍，是天然气的1 .7倍。煤的碳排放量占总排放量的比例为：中国75％以上；美国35％；世界36％。中国煤炭的碳排放量占到全球化石燃料总排放量的1／7。我国富煤贫油少气的资源状况，决定了煤在—次能源中的主体地位很难改变，即使到2050年，煤在我国一次能源中比重仍将高于50％。以煤为主的能源结构决定了我国二氧化碳排放高速增长的必然。要实现真正意义上的规模化减排，开发和应用具有碳捕集功能的新型燃煤技术是一条根本途径。
国际能源署和联合国政府间气候变化委员会指出，在电厂进行大规模二氧化碳捕捉和封存是减缓气候变化最重要的技术路线之一。英国能源与气候变化部2009年6月17日正式公布发展“清洁煤计划”的草案和评估报告，要求英国境内新建电厂必须首先提供具有碳捕捉和封存能力的证明。美国清洁能源安全法案规定，在2015年后获得许可的新燃煤电厂每兆瓦时的二氧化碳排放必须少于1100磅(500千克)，在2020年后获得许可的必须少于800磅(360千克)。可以看出，限制燃煤的二氧化碳排放已经成为碳减排最为重要的目标。
碳的捕捉封存
是应对规模减排的必然选择
中国能源报：实现碳减排有什么途径可以选择？
郑楚光： 实现碳减排有三种途径：一是改变能源结构，发展新能源，特别是可再生能源；二是提高能源利用效率，即节能减排；三是回收化石能源所排放的二氧化碳并加以封存隔离，即碳的捕捉封存。由于可再生能源的能量密度相对于化石能源过低(如风能发电装机容量近五年连年翻番，但其发电量占总发电量中的份额仍小于0.5％)，其实际碳减排空间在短期内十分有限，难以实现根本替代。随着技术的不断进步，节能降耗的成本会愈来愈高，潜力愈来愈小。因此，在继续提高能效和改善能源结构的同时，应将碳的捕捉封存作为应对强制性碳减排的重要发展方向。
中国能源报：目前碳捕获的技术有几种？它们之间应如何进行比较？
郑楚光：实现碳捕获的技术大致可分三类：一是燃烧后捕获，即从燃烧烟气中捕捉二氧化碳。不仅成本昂贵，也难以达到大规模减排的要求。如600MW机组二氧化碳年排放量近400万吨，而以化学吸收为代表的现有商业技术，其年捕获规模都只有几万吨；二是基于整体煤气化联合循环的燃前碳捕获技术，具有较好的综合经济性，但其系统复杂，工艺难度高，与现有发电技术差别巨大，而且我国刚刚引进建设，短期内难以大规模推广使用；三是富氧燃烧技术。
中国能源报：富氧燃烧是一种新型技术，请您介绍一下？
郑楚光：富氧燃烧是实现低成本大规模减排的新型技术，助燃用的氧化剂中的氧浓度高于空气中的氧浓度，其极限是纯氧。富氧燃烧是在现有燃煤装置上，用氧气代替助燃空气，同时采用烟气循环输送燃料和增大传热的新型燃烧方式。在获得二氧化碳的高浓度富集(90％-95％)同时，还具有高效脱硫脱硝的综合效果，在运行的经济成本上有着相当优势。
经济评价表明，较之现有的同类技术，富氧燃烧技术无论是设备的投资成本(为原系统的1.20-1.25倍)，还是发电成本(1.30-1．46倍)，都是最具竞争力的。如果再考虑二氧化碳资源化利用或征收碳税，与现有技术相比更显优势。
此外，富氧燃烧技术是基于现有燃煤电站锅炉系统，技术成熟度高、经济成本优势明显、具有实现近零排放和规模化减排的潜力优势，毫无疑问会成为本世纪煤燃烧技术的一个最具竞争力的重要发展方向。目前，富氧燃烧技术在不少国家已经进入工程示范建设阶段，仅在2008-2010年期间，全世界就会有8座示范电站投入运行。
重视二氧化碳
在提高石油采收率上的应用
中国能源报：二氧化碳近年来在资源化利用方面取得一定成果，能否走出一条减排的新路？
郑楚光：二氧化碳不仅是温室气体，也是可以利用的资源。它既是食品、化肥等行业的重要原料，更是提高石油采收率的最好介质。二氧化碳在提高石油采收率的同时，还置换原油而长期储存于油岩中，实现真正意义上的规模减排。
国家科技部于2006年批准《温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存》国家重大基础研究发展计划项目，启动了新型富氧燃烧方式实现二氧化碳富集及提高石油采收率的系统研究。研究结果表明，全国油田通过二氧化碳可以提高石油采收率8％-10％，增产石油潜力为50亿-60亿吨。与此同时，通过油藏的二氧化碳埋存量为130亿-150亿吨，潜力很大。按我国主要工业源排放量年减排5％测算，该埋存量就可实现减排80-100年。吉林油田从2008年年底开始进行提高石油采收率的先导试验，目前二氧化碳注人量已达8万吨。
燃煤锅炉二氧化碳捕捉的富氧燃烧技术和三次采油的二氧化碳提高石油采收率相结合，可望成为一条符合中国国情的大规模二氧化碳减排和资源化利用的途径。目前，工程示范的理论和技术条件已经成熟。
总之，从战略的层面来说，国家应更加关注和重视燃煤的规模减排与资源化利用技术的开发和推广，加大投入，尽快组织实施工业规模的示范工程，切实推动我国二氧化碳减排和低碳经济的发展。
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