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在当今全球气候变暖日益严峻的背景下,减少二氧化碳等温室气体的排放成为当务之急,碳捕获与封存(Carbon Capture and Storage,简称CCS)技术作为一种有效的温室气体减排手段,正逐渐成为全球应对气候变化的重要策略之一。
碳捕获与封存(CCS)的定义及重要性
CCS技术是指将二氧化碳从工业或相关排放源中分离出来,输送到封存地点,并长期与大气隔离的过程,这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的办法,随着全球对气候变化问题的关注度不断提高,CCS技术的重要性日益凸显,它不仅有助于实现温室气体减排目标,还能为工业生产提供清洁的能源解决方案,推动经济社会的可持续发展。
碳捕获与封存的技术环节
1、捕集:捕集是CCS技术的首要环节,其目的是将二氧化碳从排放源中分离出来,目前,碳捕集技术主要有三种类型:燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集,每种方法各有优势和挑战,具体选择取决于多种因素,例如发电厂或工业设施的类型、所用化石燃料的具体特性以及经济上的全面考虑。
2、运输:一旦捕获CO₂,便会将其运送到储存站点,此操作通常是通过管道来实现的,且所用技术与长距离运输天然气和石油的技术相同,轮船或卡车也可用于距离较短或地形困难的情况。
3、封存:碳封存是指通过长期和永久办法封存二氧化碳,以防其释放到大气中,碳封存分为几种类型,包括地质封存、海洋封存、矿物碳化和生物封存等,地质封存是迄今为止最常用的碳封存方法,它是将二氧化碳注入地下深处的地质结构中,如枯竭的油田或气田、无法开采的煤层或咸水层。
碳捕获与封存的发展现状
1、制度建设与技术研发:近年来,我国CCS技术研发工作起步虽晚,但发展迅速,政府和企业对CCS技术的关注度逐渐提高,投入大量资金进行技术研发和项目建设,国际上也在积极推进CCUS(碳捕获、利用与封存)技术的发展,即在CCS的基础上增加二氧化碳的利用环节,进一步提高减排效益。
2、实践发展:全球范围内,许多国家和地区都在积极推进CCS项目的建设和应用,截至2020年,全球共有65个商业CCS设施,其中大部分位于美国,中国作为世界上最大的二氧化碳排放国,也在积极布局CCS项目,并取得了显著进展。
典型案例介绍
1、中国石油吉林油田-EOR项目:该项目是中国第一个全流程CCUS项目,于2008年建成投产,项目通过管道运输将中石油长岭气田开采的二氧化碳输送至驱油示范区,实现了伴生气中二氧化碳回收循环注入,达到二氧化碳零排放的目的。
2、华润电力海丰电厂CCUS示范项目:该依托于华润海丰电厂1号机组建设的CCUS示范项目,于2019年正式投产,项目集测试平台区、二氧化碳储存区、化学实验室以及技术与国际交流中心于一体,为推动CCUS一体化工业应用提供了重要支撑。
面临的挑战与前景展望
尽管CCS技术在应对气候变化方面具有巨大潜力,但其广泛应用仍面临诸多挑战,高昂的成本是CCS技术广泛应用的主要障碍之一,技术成熟度有待提高,特别是在捕集、运输和封存等关键环节还存在许多技术难题需要解决,公众对CCS项目的认知和接受程度也有待提高。
展望未来,随着技术的不断进步和成本的逐步降低,CCS技术有望在全球范围内得到更广泛的应用,政府和企业应加强合作,加大研发投入力度,推动CCS技术的创新和发展,还应加强对公众的宣传教育,提高公众对CCS项目的认知和参与度。
碳捕获与封存(CCS)技术作为应对气候变化的重要路径之一,具有广阔的发展前景和巨大的减排潜力,我们应积极应对挑战,加强技术研发和推广应用,为构建绿色低碳、可持续发展的未来贡献力量。