專訪北京大學(xué)清潔能源研究院院長(zhǎng)張東曉

尋求有效且低成本的方案來(lái)減少二氧化碳排放，這是我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化和巨大能源需求所必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)。

CCS，即碳捕集與封存技術(shù)，究竟能不能成為中國(guó)顯著降低碳排強(qiáng)度，解決全球化石燃料燃燒對(duì)環(huán)境影響的現(xiàn)實(shí)途徑呢？記者就此采訪了北京大學(xué)工學(xué)院副院長(zhǎng)、清潔能源研究院院長(zhǎng)、“國(guó)家千人計(jì)劃”獲得者張東曉，他表示，在我國(guó)現(xiàn)有的能源資源條件下，CCS有可能成為一定時(shí)期內(nèi)行之有效的減排手段。

中國(guó)CCS現(xiàn)狀：

起步晚、發(fā)展快

中國(guó)能源報(bào)：目前全球的CCS技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)什么階段？

張東曉：全球的CCS研究尚處在基礎(chǔ)和應(yīng)用研究以及工程示范階段，只有少數(shù)國(guó)家進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)作。按照時(shí)間順序，我國(guó)CCS的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)在國(guó)際上可以排到第四。在我們之前，挪威在北海的斯萊普納天然氣田實(shí)施了全球首個(gè)在咸水層中進(jìn)行大規(guī)模二氧化碳封存的項(xiàng)目。此外，加拿大韋伯恩油田工程是一個(gè)結(jié)合儲(chǔ)存二氧化碳和EOR(強(qiáng)化采油)的工程。中國(guó)在CCS上的起步較晚，2005年開(kāi)始研究，2008年中石油在吉林大情字油田進(jìn)行二氧化碳EOR(強(qiáng)化采油)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

1999年，當(dāng)我在美國(guó)能源部的洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始相關(guān)研究時(shí)，國(guó)內(nèi)外對(duì)CCS的概念還尚不清楚。但是，近幾年國(guó)際上，特別是中國(guó)的CCS研究發(fā)展得很快。目前中國(guó)正在進(jìn)行的上海石洞口電廠10萬(wàn)噸／年二氧化碳捕集工程，是全球最大的PCC(燃燒后二氧化碳捕集)示范工程；神華10萬(wàn)噸／年CCS項(xiàng)目，是全球最大的將煤基二氧化碳封存在咸水層的全流程CCS項(xiàng)目。盡管在挪威、加拿大和阿爾及利亞，每年封存的二氧化碳達(dá)到了數(shù)百萬(wàn)噸，卻并不是嚴(yán)格意義上的CCS項(xiàng)目。挪威和阿爾及利亞封存的二氧化碳是從地下開(kāi)采的天然氣中分離出來(lái)的，從這個(gè)意義上說(shuō)，它沒(méi)有做捕獲環(huán)節(jié)。而加拿大的EOR工程，其主要目的是為了提高石油采收率而沒(méi)有對(duì)隨采油排出的二氧化碳進(jìn)行回注。只有神華的CCS項(xiàng)目，稱得上是全流程的碳捕集與封存項(xiàng)目。

二氧化碳封存：

無(wú)限潛力在咸水層

中國(guó)能源報(bào)：二氧化碳封存的方法有許多種，從地質(zhì)結(jié)構(gòu)上講，包括油氣田、咸水層、無(wú)法開(kāi)采的煤層等。那么，中國(guó)二氧化碳地質(zhì)封存的潛力主要在哪？

張東曉：因?yàn)槎趸糆OR的經(jīng)濟(jì)效益，油氣田是一種較為理想的地質(zhì)封存方式。但我國(guó)的油氣資源有限，很難長(zhǎng)期滿足大規(guī)模二氧化碳地質(zhì)封存的要求。另外，深部無(wú)法開(kāi)采的煤層在中國(guó)也不多，因而，封存大量的二氧化碳，潛力最大的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是咸水層。咸水層一般在地下深處，較為常見(jiàn)，擁有的封存潛力巨大。以神華CCS項(xiàng)目的所在的鄂爾多斯盆地為例，其咸水層就能封存幾百億噸的二氧化碳，而這種盆地在我國(guó)是比較多見(jiàn)的。

今年3月18日，與《我國(guó)全球氣候變化地質(zhì)記錄研究》、《我國(guó)地質(zhì)碳匯潛力研究》、《我國(guó)低碳排放地質(zhì)礦產(chǎn)能源調(diào)查》三個(gè)項(xiàng)目一起，《我國(guó)二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存調(diào)查》項(xiàng)目設(shè)計(jì)通過(guò)了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織的專家評(píng)審。根據(jù)這個(gè)項(xiàng)目的計(jì)劃，人們可以預(yù)知三年后我國(guó)在二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存方面的成績(jī)。

中國(guó)能源報(bào)：眾所周知，我國(guó)現(xiàn)在很多大型煤化工項(xiàng)目都設(shè)在西部，這些項(xiàng)目不但會(huì)排放大量的二氧化碳，將來(lái)還可能要利用當(dāng)?shù)氐南趟畬舆M(jìn)行封存。豈不是會(huì)加劇當(dāng)?shù)氐乃Y源緊張？

張東曉：這是種誤解。如果咸水層的水資源可以抽取到地面上來(lái)，經(jīng)過(guò)淡化之后還能用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和當(dāng)?shù)厝藗兊纳�，那真是一件兩全其美的好事。這是因?yàn)閺南趟畬映樗畷?huì)給二氧化碳地質(zhì)封存騰出更大的空間。而且咸水層和二氧化碳在地下并不完全互溶，以后也可以開(kāi)采遠(yuǎn)離二氧化碳的咸水。關(guān)鍵還得看抽采出來(lái)的水資源能不能加以利用，或者淡化成本是不是合算。

中國(guó)能源報(bào)：有些人對(duì)CCS技術(shù)的安全性表示堪憂，認(rèn)為這一技術(shù)存在二氧化碳逸出的風(fēng)險(xiǎn)，具體情況是怎樣的？

張東曉：事實(shí)上，地下有很多天然的二氧化碳?xì)獠�，二氧化碳存在于地層的時(shí)間超過(guò)百萬(wàn)年。也就是說(shuō)只要選址正確，地下空間是可以用來(lái)封存二氧化碳的。即使發(fā)生泄露也會(huì)是一個(gè)相當(dāng)緩慢的過(guò)程，我們完全有時(shí)間采取措施來(lái)防止和規(guī)避這種逸出的風(fēng)險(xiǎn)。地層有多個(gè)儲(chǔ)層和蓋巖，這種多層儲(chǔ)蓋結(jié)構(gòu)就像一棟百層的大廈，二氧化碳想從一樓跑到一百樓的頂層并不容易，而我們要做的，就是把樓梯口這樣的快速通道也封死。二氧化碳的地質(zhì)封存工程要經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘察、測(cè)量、工程測(cè)試和模擬等各種嚴(yán)格的程序論證，就像修水庫(kù)一樣，是可以通過(guò)恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)技術(shù)和合理的政策法規(guī)來(lái)評(píng)估和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的。

CCS：

減排良方究竟是否合算

中國(guó)能源報(bào)：神華的10萬(wàn)噸／年封存項(xiàng)目，初步預(yù)計(jì)投資額達(dá)到了2.1億元，而且很明顯，這個(gè)項(xiàng)目不會(huì)產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。那么從經(jīng)濟(jì)成本上計(jì)算，CCS是不是真如外界所擔(dān)憂，是一項(xiàng)非常昂貴的低碳技術(shù)，商業(yè)推廣前途不明？

張東曉：關(guān)于“合算”問(wèn)題，我覺(jué)得應(yīng)該這樣考慮：第一，要計(jì)算整個(gè)CCS項(xiàng)目的生命周期，不能只盯著“被封存的第一克二氧化碳”；第二，要測(cè)算現(xiàn)階段各種低碳技術(shù)的綜合成本，選擇比較而言綜合成本最低的方案，而不應(yīng)過(guò)分強(qiáng)調(diào)單個(gè)環(huán)節(jié)的成本或效益。

比如說(shuō)，目前利用太陽(yáng)能發(fā)電雖然清潔，前景也被看好，但其產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程卻是高能耗的。

按照現(xiàn)有技術(shù)，捕集二氧化碳需要大約25%的額外燃料和購(gòu)置額外的設(shè)備，這將增加30%一40%的發(fā)電成本。用130%-140%的包括CCS的燃煤發(fā)電成本與目前是煤電成本300%的太陽(yáng)能發(fā)電成本相比，哪項(xiàng)技術(shù)的綜合成本更低呢？答案是不言而喻的。當(dāng)然，我不是說(shuō)我們應(yīng)放棄太陽(yáng)能技術(shù)。相反，我們應(yīng)加大科研力度，發(fā)展出真正高效的、環(huán)保的可替代能源技術(shù)。但這需要時(shí)間。

中國(guó)能源報(bào)：您是指，CCS確實(shí)有可能在近期內(nèi)成為行之有效的減排手段嗎？

張東曉：節(jié)約能源、提高能源利用效率及增加非化石能源是減少二氧化碳排放的有效措施，但僅僅依靠這些措施還遠(yuǎn)不能達(dá)到實(shí)現(xiàn)我國(guó)提出的宏偉減排目標(biāo)的要求。無(wú)論是從技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上考慮，現(xiàn)階段可替代能源的應(yīng)用還遠(yuǎn)不能滿足我們對(duì)能源的巨大需求，燃煤所產(chǎn)生的二氧化碳仍是一個(gè)棘手的問(wèn)題。

CCS有望成為減排份額最大的單項(xiàng)技術(shù)。如果沒(méi)有別的方案比這個(gè)方案更“合算”，那么，該方案就是最好的方案。

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