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【安盟见解】碳捕捉、利用与封存技术前瞻 以欧洲垃圾焚烧厂为例
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【安盟见解】碳捕捉、利用与封存技术前瞻 以欧洲垃圾焚烧厂为例
浅谈碳捕捉、利用与封存技术
2022年,作为碳中和的兴起之年,安盟咨询也已经成功完成了多个碳中和和循环经济的咨询项目,包括对碳捕捉、利用与封存(CCUS)新技术的前景与应用的市场分析。
碳捕捉、利用与封存在欧洲已经成为一个热门的技术,尤其是英国、挪威、荷兰为首的国家。
(Carbon capture, utilization, and storage, CCUS)将低价值的二氧化碳通过技术手段收集、处理、然后封存起来,目前还是一个成本非常昂贵的流程。因此,碳捕捉(Carbon capture, CC)技术只有在与碳利用 (Carbon Utilization, CU) 结合起来才比较有经济价值,例如将二氧化碳作为原材料,转化为高价值的化工产品,从而部分抵消昂贵的生产成本。
碳储存技术是指将二氧化碳收集后,永久储存,实现减碳目标,帮助早日实现控温目标。根据2015年联合国通过的巴黎协定,针对气候变化规定了控温目标,全球将致力于将全球气候温度升高限制在2摄氏度以内。
按照目前的工业进程来看,光是减少目前生产活动的碳排放并不足以达成控温目标,还必须将大气中的二氧化碳收集并储存起来才可以。据Element Energy统计,截止到2020年底,全球大气中的千分之一的二氧化碳通过CCUS技术被捕捉。
CCUS技术可以用于高温环境下化学反应生产中产生的二氧化碳,这类二氧化碳一般很难实现去碳,只能够通过捕捉和封存技术 (Carbon capture and storage, CCS) 达到减碳效果。
欧洲先进的CCUS项目
在欧洲,固废项目已经开始开展CCUS 技术的应用了,尤其是在垃圾焚烧厂这样的固废转为能源的应用中。
欧洲最先进的碳捕捉和封存(CCS)项目案例在挪威,而最先进的碳捕捉以及利用(CCU)项目在荷兰。英国也已经开始开发建设相关的项目。
挪威的碳捕捉和封存CCS项目
挪威的CCS项目是Klemetsrud富腾公司运营的垃圾焚烧发电厂,位于挪威首都奥斯陆郊区。该发电厂每年焚烧40万吨生活垃圾,并且通过管网将燃烧的热能作为热源为居民住宅、公寓、商业大楼和船舶行业供热。
作为占首都整个城市15%二氧化碳排放量的工厂,富腾公司希望通过最先进的捕捉和储存技术,减少二氧化碳的排放。这个项目只是挪威政府规划的减排旗舰项目之一,挪威政府目标在2024年之前达到全面碳捕捉和储存技术的应用。
该项目在2015年开始建设,并于2019年完工,2022年开始全面运行CCS技术。目前,该项目每年的碳捕捉量为40万吨,包括化石能源的二氧化碳和生物质二氧化碳。
收集到的气体通过提纯(去除氧气和氢气之后,进行压缩),再通过管道将气态提纯后的二氧化碳运输到10公里之外的港口。在港口,将二氧化碳液化后,通过高压集装箱运输,最后在海底的地层中封存,大约在1.2~7公里的深度左右。
荷兰的碳捕捉和利用CCU项目
最先进的碳捕捉和利用(CCU)技术的应用在荷兰,每年供热830万吨。
工厂于2014年,第一次安装碳捕捉和利用设施,将二氧化碳转化为碳酸氢钠,最终用于净化烟气。2022年7月,开始第二轮碳捕捉和利用技术应用,将二氧化碳液化后,通过集装箱搬运到商业的温室养殖工厂,作为温室养殖的原材料,用于提高植物的生长效率。通过这两种方式,该垃圾发电运营者每年总共减少了100吨的二氧化碳排放。