11月19日,道達爾集團亞洲研發(fā)副總裁徐忠華表示:“道達爾正在成都參與建造一座工業(yè)化中試平臺,它可以在發(fā)電并生產(chǎn)蒸汽的同時,捕獲高純度二氧化碳。未來的電廠可以基于化學鏈燃燒(CLC)創(chuàng)新技術來捕獲石油和天然氣等燃料燃燒產(chǎn)生的高濃度二氧化碳。”
據(jù)悉,該項目是世界上最大的化學鏈燃燒中試項目,屬于道達爾中歐減排解決方案(CHEERS)項目中的標志性項目之一,主要由中國和歐盟政府提供財政支持,5年的總花費共計2000萬歐元,其中道達爾的投入為500萬歐元。
不難注意到,在對自身的定位的順序上,道達爾集團將“國際石油天然氣公司”排在了“全球性的一體化能源生產(chǎn)商和供應商”之后,和“低碳能源運營商”并行。
目前道達爾在低碳發(fā)電領域每年投入15億至20億美元,并提出了至2023年低碳電力達到10GW的產(chǎn)能目標。所謂低碳電力使用天然氣或可再生能源產(chǎn)生的電力,發(fā)電業(yè)務也是道達爾低碳戰(zhàn)略的核心。
但是未來相當長時間內,從經(jīng)濟性和穩(wěn)定性的維度考慮,化石能源仍是主力,由此不可避免地需要對化石能源產(chǎn)生很多二氧化碳進行管理,CCUS(碳捕集、再利用和封存)則是主要的技術之一。
據(jù)徐忠華介紹,目前階段性成果是一套冷態(tài)模型已在搭建完成并在去年年底投運,最終目標是利用CCUS建造一個能產(chǎn)生3兆瓦熱能的工業(yè)工廠。上述工廠預計在未來兩年內建成,目前正處于方案調整階段。
前路漫漫
盡管碳排放管理問題與全人類的命運休戚與共,但由于需要投入的資金量巨大,CCUS技術的發(fā)展速度實屬緩慢。“我們必須非常現(xiàn)實地承認CCUS所需的投資特別大,特別是經(jīng)濟下行時很多國家在投資過程中的確會有所遲疑,減弱力度。”徐忠華表示。
他曾經(jīng)問過日本的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省,CCUS是經(jīng)濟項目還是環(huán)境項目?獲得的答案毫無疑問是后者,當沒有碳稅等配套政策支持,企業(yè)很難通過開展CCUS項目盈利,相較于商業(yè)模式更為成熟的可再生能源項目,CCUS項目自然不具備經(jīng)濟性的優(yōu)勢。
道達爾每年會在CCUS項目上投入10%的跟能源相關的研發(fā)經(jīng)費,在挪威、英國、中國、加拿大部署了很多相關項目,具體金額約為6000萬歐元每年,甚至相當于某些國家對CCUS的整體投入。
除了成本高昂,致使CCUS研究進程緩慢的還有社會公眾的關注程度不足、各利益主體之間的協(xié)作有待加強等原因。
他直言:“參加CCUS的會議經(jīng)常能碰到熟人,每年二氧化碳的排放量有幾十億噸,關乎80億人口的生活,但是開會的時候你會發(fā)現(xiàn)總是那些人在關注,這本身就是巨大的挑戰(zhàn),氣候變化的問題不能總是依靠那幾百人去解決。”
在民眾關注度提升的前提下,CCUS還需各國政府間合作,不應只寄希望于某一國家特別激進地投入于此。“因為這樣確實會影響整個產(chǎn)業(yè)的競爭力,如果單個國家開始征收碳稅,而別的國家不征收,可以想見這個國家整體的產(chǎn)業(yè)競爭力會下降,因為企業(yè)應付的成本會更高”。
因此需要相關的利益參與方,即政府、學術機構、企業(yè)從方方面面著手布局,以解決CCUS資金投入、技術儲備等方面存在的挑戰(zhàn)。
技術創(chuàng)新
CCUS的商業(yè)化路徑目前尚不清晰,因此大量的資金投入于前瞻性的技術研究。道達爾牽頭的中歐減排解決方案即是如此。目前該項目的合作方包括清華大學、東方鍋爐、浙江大學和歐洲學術和研究機構,旨在通過改進工業(yè)燃燒技術的專業(yè)知識,進而改造并重新利用現(xiàn)有設施。據(jù)記者了解,上述項目也申請到了來自歐盟地平線2020項目的資金,該基金主要用于支持環(huán)保生態(tài)方面的科技創(chuàng)新。
聚焦到成都的項目,具體的技術創(chuàng)新體現(xiàn)在能夠較低成本地將二氧化碳和氮氣分離,以往的分離過程較為耗能。
徐忠華表示:“我們設計了兩個反應器,其一是將空氣跟金屬顆粒反應,以鐵為例,反應后得到氧化鐵,剩下不變的是氮氣。氧化鐵是固態(tài)的,氮氣是氣態(tài)的,所以易于分離。再把氧化鐵送到另一個反應器里,跟碳氫化合物反應后生成二氧化碳、水蒸氣和鐵。”
上述流程的產(chǎn)物是高能量的水蒸氣及純度很高的二氧化碳。整個過程由于不需要其他額外的裝置,從而能大幅降低減排的成本。徐忠華進一步解釋,如果控制這個反應,令其反應不完全,則可以得到一氧化碳、氫氣還有部分水,可用于制氫,也可以得到合成器,去生產(chǎn)油品、化學物,同時得到高純度的二氧化碳。
而理想的應用場景之一則是用于開發(fā)稠油。徐忠華舉例稱,西部地區(qū)稠油較多,若將高溫水蒸氣注入到地下即可把油品軟化,隨后再將二氧化碳注入驅油。但這其中還有很多技術細節(jié)需要投入大量時間進行研究。
針對CCUS技術成本的下降空間,徐忠華認為,目前很多技術是在實驗室階段。一個技術停留在實驗室階段是最貴的時候,因為它根本沒有規(guī)模化,一旦規(guī)模化之后,它就有下降空間。此外技術在實際應用過程中,存在成熟度的問題,要把技術變得越來越成熟,就要往產(chǎn)業(yè)應用的角度去靠。而探討可行的商業(yè)模式的前提建立在政府的碳稅以及其他政策機制的框架下。
徐忠華也坦言,從現(xiàn)實的情況講,CCUS不是短期內碳減排最有效的方式,也許最有效的是提高能效或改變能源結構。道達爾目前石油和天然氣的占比已經(jīng)對半,未來的目標是到2030年,天然氣占比達到60%。