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碳捕集與封存技術或成中國鋼鐵減排新熱點

中國鋼鐵行業提高能源使用效率，減少碳排放的壓力漸增，碳捕集與封存技術(下稱“CCS”)在鋼鐵制造過程中的推廣機遇凸顯。

6月6日，必和必拓與北京大學宣布簽訂捐贈協議，計劃在三年時間內，必和必拓向北京大學捐贈737萬美元成立碳捕集、利用與封存(下稱CCUS)研究項目,旨在推動中國鋼鐵行業 CCUS 的部署與實施。

根據協議,必和必拓將與北京大學及其他項目合作方共同研究在中國工業領域特別是鋼鐵行業部署落實CCUS所面臨的政策、技術與經濟等壁壘。

在新一輪的能源技術革命呼之欲出的大背景下，世界能源科技進入快速發展階段，新的能源技術成果不斷湧現。世界主要國家均把能源技術作為新一輪科技革命與產業革命的突破口，通過制定相關政策確保能源叠代穩步進行。

2016年5月3日，據德國環境部的一份文件草案顯示，在2050年前，德國將通過停運其全部煤炭發電站以減少碳排放實現其氣候目標。此外，英國政府也計劃到2023年限制燃煤電站的使用，推出了到2025年關閉所有的燃煤電站的時間表。

然而，作為保持電力穩定供應的關鍵環節，煤電的退出似乎不會像上述時間表中計劃的那樣快速。根據國際能源署的預計，至2040年，全球能源消費還將以化石能源為主，化石能源消費仍將保持75%的比例。因此，石油煤炭天然氣消費仍將是未來能源消費的主體，在短時間內完全棄用上述化石能源消費似乎並不具有太多可操作性。

因此，國際能源署在世界能源展望特別報告中指出：為實現最終的氣候目標,必須繼續開發新技術,采取銜接情景之外的技術措施，能夠讓必要的技術在推廣之前進入成熟階段。

其中，在可再生能源比重增加的過程中，CCS(或CCUS)作為降低電力行業和工業排放的技術，能夠成為保障電力穩定供應的有效手段之一。

CCS技術原理初探

據全球碳捕集與封存研究院的官方網站資料顯示，CCS技術原理可以大致分為捕集、運輸與封存三個階段。

二氧化碳捕集是把二氧化碳從在燃燒的化石燃料用於發電的過程中或工業生產過程中所產生的其他氣體分開。運用溶液、固體材料或者致密的薄膜實現二氧化碳在燃燒過程中的捕集。

從煙道氣中被分離出來的二氧化碳將被壓縮以便於運輸和儲存，進而被運輸到適合的封存點。目前，二氧化碳已可通過管道、輪船和罐車進行運送，主要用於工業或用於提高油氣田的油氣采收率。

封存是指將二氧化碳註入到地層深度至少為800米的地下巖層中(理想深度為800——3000米)。這個深度的溫度和壓強可以使二氧化碳以液態形式存在，並且可以在多孔巖之間流動、填充空隙。理想的封存點有廢棄的油氣田或者鹹水層，這些封存點的頂部都有非滲透巖(也稱為“密封巖”)。密封巖的地質特性可以防止二氧化碳返回到地表。在二氧化碳被註入後，一系列傳感技術將被用於監測其在巖層間的流動情況，用來監測其穩定性與安全性。

CCS部署壁壘

CCS 技術有助於大幅度降低在油氣生產過程中以及在發電與工業過程中使用化石燃料所產生的溫室氣體排放。而在發電與工業領域大規模部署CCS技術所面臨的挑戰在於：推進CCS的成本較高，需要全方位整合CCS的各個關鍵環節，並通過適當的商業模式和政策法規等措施促進CCS的進一步發展。

必和必拓首席執行官麥安哲 (Andrew Mackenzie)稱，目前CCS技術已成熟，但在體制和機制以及資金投入方面還待解決。

必和必拓首席執行官麥安哲

據了解，CCS技術可以應用於由國際能源署提出的“450情景”(即大氣中二氧化碳當量濃度長期穩定在450ppm左右)之中。但是該情景的投資需求略微高於其他情景,而投資對象更加集中於低碳能源供應和能效領域,並強調要采取有效手段為此類投資提供融資(尤其是在還沒有此類融資工具的國家)。

據悉，碳捕獲封存是一個資本密集的活動。其中，二氧化碳的捕獲成本約占CCS系統成本的75%，利用當前的技術捕獲成本為40—60美元/噸，而可以接受的成本約為20美元/噸。運輸環節上，由於捕獲技術的差異，捕獲的二氧化碳在濃度方面不盡相同，因而對運輸管道也提出了不同的要求。現存的油氣管道並不足以滿足CCS中二氧化碳的運輸要求，並且對含有雜質的CO2管道設計及運輸安全的研究不夠完善。封存環節上，大量CO2註入地下並封存上百年，這對封存地點的安全可靠性提出很高的要求，除了儲存點必須要與飲用水源隔離，還要保證儲存二氧化碳的巖層具有較好的穩定性，不能有明顯的會導致流體流動泄漏的古斷層或活動斷層。

鋼鐵領域部署CCS技術意義何在?

關於解決CCS壁壘、在鋼鐵行業進一步部署CCS技術，中國國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心主任李俊峰在捐贈儀式上向包括第一財經在內的記者談了他的看法。

“實事求是地講，煤炭等化石能源在很長的時間內，在能源的生產和消費過程中還會起到重要的作用。而中國的煤炭發電在中國的發電量里面占據75%的比例，加上我們的鋼鐵占了世界的一半左右，如果我們通過CCS技術找到了一個好的解決方案，不僅是在中國可行，在全球也是可行的，至少在煤炭利用這樣一個問題上，我們做出一些改變，即使是一個微小的改變，也是特別重要的。”李俊峰認為。

據了解，作為投資路線圖的一部分,必和必拓正在積極尋找推進 CCUS 技術全面商業化以及支持技術創新的機會,以期進一步降低成本。

對此，麥安哲說，“CCUS 技術將成為中國鋼鐵行業及其他工業領域減少溫室氣體排放的有效途徑。然而,目前針對該領域 CCUS 技術發展的資金投入還遠遠不夠。一直以來,中國在大規模 CCUS 項目的規劃和發展方面都處於領先地位。因此,一旦CCUS 的商業化運作模式得以實現,對於中國而言將是一項非常重要的產業。”

此外，必和必拓希望該研究項目能夠為 CCUS 在鋼鐵行業以及其他工業領域的發展吸引更多的資金投入。