CCUS的概念由中国在2006年的北京香山会议上首次提出,已在全球范围内得到推广。CCUS技术,全称为碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage),是一种旨在减少温室气体排放,特别是二氧化碳排放的关键技术。本文将从CCUS技术的定义、实现流程、意义及CCUS技术的现状来与大家分享。
一、技术定义
CCUS技术是指将二氧化碳从工业过程、能源利用或大气中分离出来,直接加以利用或注入地层以实现二氧化碳永久减排的过程。这一技术流程主要包括碳捕集、碳运输、碳利用和碳封存四个关键环节。
二、技术流程
1.碳捕集:
主要方式:燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和空气捕集等。
过程:将大型发电厂、钢铁厂、水泥厂等排放源产生的二氧化碳收集起来,并进行分离、压缩等处理。
2.碳运输:
运输方式:通过管道、罐车、船舶等方式将捕集的二氧化碳运输到指定地点。
运输状态:可以是气体、液体、固体或超临界流体。管道运输因其连续性强、安全性高,成为大规模长距离运输的首选方式。
3.碳利用:
利用方式:包括矿物碳化、物理利用、化学利用和生物利用等。
具体实例:地质利用:如强化石油开采,通过注入二氧化碳增加原油流动性,提高采收率。
化工利用:将二氧化碳转化为液体燃料、甲醇、有机高分子材料等。
生物利用:利用微藻等生物将二氧化碳转化为食品和饲料添加剂、化学品等。
4.碳封存:
封存方式:主要包括地质封存和海洋封存。地质封存是将二氧化碳注入深部地质储层,使其与大气长期隔绝;海洋封存则是将二氧化碳注入海底。
安全性:地质封存因其潜力大、安全性好,成为目前主要的封存方式。
三、技术意义
CCUS技术对于实现全球碳中和目标具有重要意义。短期内,我国以石油、煤炭等化石能源为主的能源结构难以改变,发展CCUS技术可以促进化石能源的高效利用,加快传统高排放行业的转型发展。同时,CCUS技术也是实现大规模温室气体减排的重要手段之一,对于应对全球气候变化具有积极作用。
四、发展现状与挑战
当前,我国在CCUS技术研发、试验示范和商业化探索方面已开展了大量工作,呈现良好的发展局面。然而,CCUS技术仍面临成本高、技术成熟度不足等挑战。未来,随着技术的不断进步和成本的降低,CCUS技术有望在碳减排领域发挥更加重要的作用。