推广二氧化碳捕集与封存(CCS)技术乃当务之急

专访GCCSI 首席执行官布莱德·佩奇

杰夫·乔达诺 (Geoff Giordano) 《基石》杂志特约记者

 在2013 年10 月发布的《2013 年全球CCS 发展现状报告》(以下简称《报告》)中,澳大利亚全球碳捕集与封存研究院(GCCSI)指出:二氧化碳捕集与封存(CCS)项目在近年虽然取得一定进展,但未来之路仍旧非常漫长,特别是在破除政策壁垒、实现运营可能性方面还需更多努力,需要更多的商业实例来验证CCS 应用的价值[1]。为此,《基石》特约记者杰夫•乔达诺专访了GCCSI 首席执行官布莱德• 佩奇(Brad Page)。

布莱德• 佩奇重点解读了《报告》的关键内容,阐释了GCCSI 如何平衡现实和愿景的关系:即在煤炭已然成为全球主要能源的现实背景下,如何减少温室气体排放,以实现在未来几十年内“将全球气温升幅控制在2℃内”的远景目标。

布莱德·佩奇,GCCSI 首席执行官, 澳大利亚能源供应协会前首席执行官

美国和加拿大的两家燃煤电厂将于2014 年启动运营,这将成为捕集并销售CO2 用于提高油气采收率的标志,为行业提供重要的示范案例,证明燃煤电厂采用CCS 技术不仅可以实现低碳发电,还可以提高本国石油产量。

“我们都知道化石能源仍将是全球主要的一次能源。”佩奇说,“因此我们需要更多类似的项目,尤其是在电力行业以及能源密集型行业,因为目前这些行业还没有此类项目运营。” 尽管要克服许多障碍, 佩奇仍对GCCSI 的使命充满信心。佩奇于2011 年8 月加入GCCSI,此前7 年一直在澳大利亚能源供应协会(Energy Supply Association of Australia) 担任领导工作[2]。“我认为,气候变化所产生的破坏性影响是当今全球共同面临的最大挑战之一。”佩奇表示,“作为解决这项难题所需的关键技术之一,CCS 将切实发挥作用。GCCSI 为我提供了机会,可以为CCS 技术发挥潜力尽一份力。”

CCS 项目进展

《报告》肯定了近年来CCS 取得的积极发展:

(1)在全球范围内,已有十几个大型的CCS 项目和碳捕集、利用与封存(CCUS) 项目正在运营,每年可减少2500 万吨温室气体排放量。到2016 年,待新建的8 个

CCS 项目运营后,每年可减少3800 万吨温室气体排放。

(2)2012 年,4 个CCS/CCUS 项目建成并投入运营。目前,投入运营的大型CCS 项目中有7 个位于美国,2 个位于欧洲,另有3 个分别位于加拿大、南美洲和非洲。

(3)美国总共有五种类型的20 个CCS 项目正在规划或已投入运营,紧随其后的是欧洲,拥有15 个项目;中国,拥有12 个项目;加拿大,拥有7 个项目。

(4)目前在建的两家燃煤电厂:南方公司(Southern Company)在美国密西西比州建设的肯佩尔县(Kemper County)整体煤气化联合循环发电(IGCC)项目和萨斯喀(SaskPower)电力集团在加拿大萨斯喀彻温省建设的边界坝(Boundary Dam)项目,预计2014 年投入运营,并将成为世界首批商业规模的CCS 项目。这两个项目将采用石油和天然气行业的通用做法,利用CO2 提高石油采收率(CO2-EOR)。

GCCSI 最新发布的《2013 年全球CCS 发展现状报告》,概述了目
前CCS 的发展现状

2013 年10 月10 日,GCCSI 在韩国首都首尔召开年度会员大会,同时发布《报告》。在发布会上,佩奇说,“CO2 销售所产生的收入将带来可观的经济效益,加上政府给予的大量财政支持推动了以上两个项目的建造。这两个项目也将为最佳实践的发展提供平台,降低投资,识别并避免潜在问题,确保未来的电厂能够以更低的成本运营,更快更好地进行建设。”

佩奇对《基石》杂志的记者说:“在美国和欧洲地区,其他几个燃煤电厂CCS 项目将于2013 年末或2014 年初做出最终投资决策。此外,在美国、欧洲以及世界其他地区,还有多个CCS 项目正在规划中。”

但是,《报告》中也提醒到:

(1)自《2012 年全球CCS 发展现状报告》发布以来,全球范围内的符合GCCSI 标准的大型综合项目已由75 个缩减至65 个。其中,5 个项目被取消,1 个缩减规模,另有7 个处于停滞状态。

(2)尽管CCS 项目已经取得上述进展,“但发展势头不足以支撑商业化应用,无法缓解气候变化风险。必须大幅增加新建项目数量。”

(3)虽然强有力的国际对话不断地倡导CCS 技术,但是此类讨论尚未转化成为政策法规,无法推动单个国家建设可持续的CCS 项目。

鉴于此,佩奇认为:“吸引投资建设新的大型CCS项目,推动技术应用的可持续性,需要中立政策、政府投资、激励措施以及为降低成本而进行的持续性研究。EOR具有可行性和安全性,因此成为了CCS 技术示范、建立公众基础和市场信心的重要推动力。CCUS 技术成本虽然一直居高不下,但极具潜力的低成本新技术研发工作已经取得进展,因此也是推动碳捕集技术持续研发的源动力。

虽然取得了一些进展,但是目前CCS 的发展速度和示范项目数量仍难以满足IEA 目标的要求

虽然若干CCS 项目处于停滞状态或者已被取消,但是目前取得的进展显示出CCS 技术的巨大潜力。佩奇介绍说:“在美国,美国能源部与南方公司合作建设的美国国家碳捕集中心和普兰特• 巴里电厂(Plant Barry)的测试设施正在进行中试试验。”位于美国阿拉巴马州莫比尔地区的普兰特• 巴里项目从电厂中转移出一条相当于25MW 的烟气流,利用燃烧后溶剂处理技术清除CO2。佩奇进一步解释说:“这一示范项目旨在每年捕集15 ~ 20万吨CO2,利用附近的油田进行地质封存处理。”他还提到,这家碳捕集电厂自2011 年6 月起投入运营,2012 年8 月正式成为CCS 综合利用项目。

在荷兰,“ 威廉• 亚历山大(Willem Alexander)IGCC 电厂正在开展燃煤电厂燃烧前碳捕集技术示范,捕集IGCC 电厂20MW 机组产生的合成气流,CO2 捕集率达到90%。”

在澳大利亚,“卡利德富氧燃烧项目正在开展富氧燃烧工艺CO2 捕集技术示范。该项目改造了一座30MW 的废弃电厂,2012 年中期开始投入运营,目前运行良好。该项目在初始阶段每年可捕集1.5 ~ 2 万吨CO2,仅占其CO2 排放量的一小部分。项目在后期将改造成综合示范项目,届时将实现CO2 的地质封存。”

佩奇总结道:“现在,我们面临的挑战是如何扩大项目规模,从目前20 ~ 30MW 的示范项目规模发展为500MW 的商业应用规模。通常情况下,发电行业将从每个示范项目中吸取经验教训,不断扩大项目系统规模,以实现最终目标。”

CCS、煤炭和其他化石能源

佩奇承认煤炭和天然气行业在实际利用CCS 技术时面临许多障碍,但仍强调了推进CCS 技术的必要性。

“目前来看,对电厂而言,无论是燃煤发电还是燃气发电,利用CCS 技术减排的成本高昂并消耗大量能源。”他说,“GCCSI 董事会的成员中有煤炭行业的代表,我们向他们征询设定优先级的意见,深入了解煤炭行业面临的各种挑战和问题,并向他们介绍GCCSI 推广CCS 技术的战略。”

以务实的态度审视全球能源需求, 这为佩奇和GCCSI 的工作带来了巨大帮助。“由于煤炭分布广泛、储量丰富、价格相对低廉,因此一直是许多国家能源供应与能源安全的保障。在未来一段时间内,全世界还将继续依赖煤炭和其他化石能源,而且这种依赖性还将不断加强,尤其在发展中国家。我们面临的挑战是,为煤炭的使用找到符合成本效益且保护环境的可持续性解决方案,该解决方案尤其需要符合缓解气候变化的战略目标。”

CCS 技术“为我们提供了解决方案,减少工业应用中因使用煤炭和其他化石能源产生的碳排放。CCS 技术是目前燃烧化石能源而不显著增加CO2 排放的唯一方法。CCS 技术的目标是减少各种化石能源发电设施(不仅限于燃煤电厂)的碳排放足迹,降低其他能源密集型行业或生产过程中排放CO2 的工业制造业的碳排放量。”

但CCS 技术并非唯一解决方案。“减少全球温室气体排放,需要一系列清洁能源解决方案。”佩奇强调,“这包括提高能源利用效率、制定需求管理方法、利用可再生能源和应用一系列以CCS 为主要组成部分的低碳技术。目前,全球有十多亿人口尚无法获得基本的电力供应。为满足这一需求,煤炭仍将是主要的能源资源。因此,在燃煤电厂、燃气电厂和其他工业设施中使用CCS 技术至关重要。”

推广CCS 的路径

未来10 年是CCS 技术突破示范阶段的关键时期

GCCSI 提倡将CCS 技术作为低碳技术或零碳排放技术组合的重要部分,以减缓气候变化并实现能源安全。佩奇说:“这是因为,CCS 技术是目前唯一一种可以在使用化石能源的同时,不会显著增加大气中CO2 排放量的方法。”GCCSI 以坚定、独立且具有影响力的形象,代表会员的声音,在各种国际论坛中利用GCCSI 特有的号召力,团结政府、公司和决策者的力量,推广CCS 技术。

“GCCSI 致力于成为一家‘首选’行业组织,提供全球最全面、最权威的CCS 技术知识、数据和深入分析信息。”佩奇强调,“在各类技术领域,我们都拥有广泛的、互联的世界级专家网络。无论在特定区域还是在全球范围内,我们都努力推介CCS 技术,确保其在气候解决方案中的前沿地位;大力倡导将CCS 纳入清洁、低碳能源技术组合中。此外,我们还建立了切实有效的CCS 应用发展计划,该计划已在多个发展中国家中执行。因为预测表明,随着发展中国家的不断成长,他们将成为新的碳排放源,因此这一计划非常重要。”

提到甲烷排放,佩奇简明扼要地说:“不管是否会采取措施控制甲烷在内的其他温室气体排放,我们都需要CCS 技术。我们需要解决不断增长的甲烷排放问题,这是减排的另一方面,但不会取代CCS 技术。”

佩奇表示,了解不同国家和地区的CCS 布局至关重要。为了实现这一目标,GCCSI“近期按照区域重新调整了CCS 分布,形成了美洲,欧洲、中东地区和非洲,亚太地区这三大区域板块。在每个区域,我们都需要面对不同的背景,包括政策和监管框架不同、发展阶段不一、能源资源可利用程度各异,以及CCS 准备程度存在的差异。这三个区域既包含发达国家,也包含新兴经济体。”

GCCSI 在《报告》中强调各个区域都需要推动CCS技术,尤其要宣传CCS 的商业价值。“《报告》专门开辟一个章节来阐述CCS 项目商业化案例面临的关键问题和迄今为止从大型项目中获得的经验教训。”佩奇解释说,“CCS 项目的商业案例追求的目标可能各不相同,从进行技术示范、寻求盈利机会到保护投资组合价值。然而,所有商业案例都面临着类似的挑战,比如有关额外费用管理、增长的财务风险以及复杂的融资计划等。”

佩奇表示,作为CCS 技术的倡导者,GCCSI 旨在为CCS 实现成功的商业运营提供路线图。提升项目融资和盈利能力的主要因素包括:

(1)通过技术整合的创新方法,实现产品和收入的多元化。

(2)凭借战略联盟和缔约决策拓宽融资渠道,尤其是获得出口信贷机构的投资资金。

(3)获得政府机构的支持,成为以结果导向的政府策略始终支持的一部分。

“以顶峰电力集团(Summit Power)的得克萨斯清洁能源项目为例,该项目结合了多项工业工艺,实现了项目收入的多元化,最大化项目的价值。得克萨斯清洁能源项目的多联产使项目预期盈利足以弥补包括还本付息在内的所有项目成本,同时具有足以吸引股权投资者的较高潜在净回报率。”

国际能源署(IEA) 发布的2013 年《碳捕集与封存技术路线图》也提供了推广CCS 应用的路线图。“IEA 指出,推广CCS 的紧迫性正在不断增强;最近10 年是CCS 突破示范阶段的关键时期;行业和政府都需要采取紧急行动。”佩奇最后对《基石》杂志记者说,“我们十分赞同这些观点。加紧推动CCS 项目建设需要政府的全新承诺,包括对项目的投资支持和激励措施,确定性投资的可持续性政策,以及确保下一代CCS 技术可以在2020 年后投入商业运营的强大的研发支持。”

参考文献

[1] The Global Status of CCS: 2013. Available at www.globalccsinstitute.com/publications/global-status-ccs-2013, (accessed 16 October, 2013).

[2] Brad Page Chief Executive Officer. Available at www.globalccsinstitute.com/publications/global-ccs-institute-annualreview-2012/online/48791, (accessed 20 October 2013).

[3] Global Carbon Capture and Storage Institute, Proven Climate Change Mitigation Technology Needs Global Support, 10 October 2013, Available at www.globalccsinstitute.com/institute/media-centre/mediareleases/proven-climate-change-mitigation-technology-needs-global

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