隨著全球共同應(yīng)對氣候變化、發(fā)展低碳經(jīng)濟的呼聲日趨強烈，碳捕集與封存（Carbon Capture & Storage，簡稱CCS）技術(shù)正在變得炙手可熱。11月11日，“2009伯克利—斯坦福—北京·中美碳捕集與封存國際研討會”在北京大學(xué)開幕，來自中美兩國的100多名科學(xué)家展開了為期兩天的熱烈討論，旨在提高CCS方面的知識與信息的雙邊交流及合作，進而促進中美雙方在碳捕集與存儲方面的發(fā)展。北京大學(xué)工學(xué)院院長陳十一在接受記者采訪時表示，目前我國CCS技術(shù)與世界同步。

CCS技術(shù)現(xiàn)狀

CCS是一項用來從燃煤和燃氣發(fā)電站等排放密集產(chǎn)業(yè)捕獲和封存二氧化碳的技術(shù)，其做法是將化石燃料中的碳，以二氧化碳的形式捕獲，并將其長期封存在巖石層中，如油田或天然氣田中。整個技術(shù)包括捕獲、運輸和存儲三個環(huán)節(jié)。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化委員會(IPCC)的調(diào)查，該技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑷蚨趸嫉呐欧帕繙p少20%至40%，將對氣候變化產(chǎn)生積極的影響。

據(jù)陳十一介紹，目前很多國家都在開展CCS的研究工作。我國有關(guān)的“973”計劃項目已實施3年，中石油等公司也投資了此項研究，大多在一些油田做試驗。

北京大學(xué)工學(xué)院副院長、清潔能源研究院院長張東曉已進行十余年的CCS研究，但在他看來，目前CCS研究尚處在基礎(chǔ)及應(yīng)用研究階段，只有少數(shù)國家進入商業(yè)化運作。

“973”計劃項目“溫室氣體提高石油采收率的資源化利用及地下埋存”首席科學(xué)家沈平平參加了此次研討會，并在會上介紹了CCS的研究現(xiàn)狀。

沈平平認(rèn)為，我國CCS的現(xiàn)場試驗按照時間順序在國際上可以排到第四。

據(jù)了解，距挪威海岸約250千米的北海Sleipner天然氣田建設(shè)了全球首個海上二氧化碳捕集平臺和回注鉆孔，現(xiàn)在每天分離并儲存的二氧化碳達2800噸，迄今累計減少排放1000萬噸。挪威2006年又投產(chǎn)了將富二氧化碳的天然氣經(jīng)160千米的管道運輸?shù)疥懮系囊夯烊粴鈴S，分離出的二氧化碳再輸回海上，注入另一含咸水地層，年封存二氧化碳約700萬噸。此外，加拿大Weyburn油田工程是第一個以儲存二氧化碳為目的的EOR（提高采收率法采油）工程。從2000年開始，每年約有200萬噸二氧化碳被注入油田存儲。而阿爾及利亞的In Salah天然氣田工程，從2004年起封存了約120萬噸二氧化碳。

據(jù)沈平平介紹，我國在2006年開始此項研究，2008年在吉林大情字油田進入現(xiàn)場試驗。“巧的是，在離其幾公里的地方發(fā)現(xiàn)了一個名為長春氣田的氣田，二氧化碳含量22%，需要分離到3%以下。所以我們就把這個氣田分離出來的二氧化碳埋藏到大情字油田，以提高產(chǎn)出率。在大情字油田進行的先導(dǎo)試驗顯示，預(yù)計產(chǎn)收率能提高10%以上，可以埋藏30萬噸二氧化碳。從去年6月份起到現(xiàn)在已經(jīng)注了1萬噸二氧化碳，現(xiàn)在看效果較好。中石油準(zhǔn)備今后幾年都在這個地方做現(xiàn)場試驗。”

成本需要降低，泄漏風(fēng)險不大

然而，目前CCS仍受到一些質(zhì)疑。比如，人們擔(dān)心碳捕集時的高投入與高能耗，或者封存于地下的二氧化碳會出現(xiàn)泄漏而對海洋和陸地生物造成威脅。

對此，陳十一的看法是：“我感覺，現(xiàn)在還需要花費一點能源，技術(shù)還需進一步改進，但是泄漏的風(fēng)險應(yīng)該不是太大，現(xiàn)在埋存采用的地址都是經(jīng)過深思熟慮的。”

張東曉表示：“我們不希望往好的水層里灌二氧化碳，目前是灌注到鹵水層，會有一些化學(xué)作用，但那個時間比較長。目前需要研究中國什么地方比較適合埋存二氧化碳。若找到合適的地方，還要測試它的埋存能力和能承受的注入速度，以確定要打多少井把二氧化碳灌下去。”

沈平平的看法是，目前將二氧化碳埋藏到油氣田，是因為油氣田已經(jīng)埋藏了上萬年，油氣沒有泄漏出來。二氧化碳泄漏的可能性不大。但是，因為二氧化碳和天然氣的性質(zhì)畢竟還不一樣，是否會泄漏還需要做試驗。

對于CCS高成本的質(zhì)疑，張東曉認(rèn)為，即使加上CCS后煤電的成本也會比現(xiàn)有可再生能源低，成本應(yīng)該不是問題，問題是誰來承擔(dān)這個成本，是要國家補貼還是由消費者來負(fù)擔(dān)，需要研究。

沈平平則認(rèn)為，目前二氧化碳來源價格應(yīng)該是很便宜的，但捕集與提高產(chǎn)出率的價格昂貴，需要通過科研降下來。沈平平解釋：“北歐規(guī)定，天然氣賣給老百姓，二氧化碳含量不能超過2.5%，我國規(guī)定不能超過3%，而一般的天然氣中二氧化碳含量在10%以上，因此這些公司就要從天然氣中把二氧化碳分離出來，同時歐盟規(guī)定，如果直接將二氧化碳排放到大氣中，多排放1噸二氧化碳要罰38美元~ 40美元，對公司來說，把二氧化碳分離并埋存既可以降低成本，又可以提高石油產(chǎn)出率。”

那么，CCS技術(shù)是應(yīng)對氣候變化和發(fā)展低碳經(jīng)濟所必需的嗎？陳十一表示：“各國經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r不同，每個國家有自己著重的技術(shù)和選擇，CCS對我國是一個重要方法，但不是唯一方法，比如清潔能源的應(yīng)用也可以減少二氧化碳排放。中國應(yīng)該根據(jù)自己的發(fā)展道路綜合考慮，尋找最好的可持續(xù)發(fā)展的道路。”

中美兩國將展開合作

據(jù)悉，此次研討會由美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）、加州大學(xué)伯克利分校、斯坦福大學(xué)與北京大學(xué)聯(lián)合舉辦，北京大學(xué)校長周其鳳院士在開幕式上對這次研討會達成卓有成效的交流合作給予深切希望。LBNL實驗室主任Paul Alivisatos教授和地科部主任Don DePaolo教授也通過視頻向研討會的召開發(fā)來祝賀。他們表示，節(jié)能減排將是21世紀(jì)人類的重要課題，而CCS則是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一，中國和美國在未來世界能源發(fā)展中占有舉足輕重的地位，兩國科學(xué)界同仁理應(yīng)攜起手來，在能源有效利用方面作出更多有益的研究，為遏制全球變暖貢獻一份力量。

陳十一在接受記者采訪時談到，北京大學(xué)在能源這樣一個國家重大問題上應(yīng)該有所作為，應(yīng)該為國家的能源安全作出自己的貢獻。而學(xué)術(shù)研討會本身，是中美最好的學(xué)術(shù)單位之間的學(xué)術(shù)交流，將對中美之間的能源合作和研究會起到很大的作用。他說：“我個人感覺，這樣一個會的召開，表明了中美兩國對能源、對經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境方面的關(guān)注，也表明了兩國科學(xué)家之間合作的潛在的希望。”

據(jù)張東曉介紹，2009年9月15日，中國北京—斯坦福大學(xué)全球氣候與能源項目（GCEP）已啟動與北京大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）和美國南加州大學(xué)的國際合作，研究在中國咸水層中進行大規(guī)模二氧化碳埋存的基本問題。斯坦福大學(xué)全球氣候與能源項目（GCEP）對這項研究出資近200萬美元。這一為期3年的新項目將結(jié)合地質(zhì)模型、滲流模擬和實驗研究，確定最佳的科學(xué)方案，制定在中國咸水層中儲存二氧化碳安全可靠的方法。

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