绿色低碳进行时丨“碳捕捉”技术

“碳捕捉” 技术，即二氧化碳捕集、利用与封存（carbon capture, utilization and storage, CCUS）技术，是固碳技术的新兴手段，作为应对全球气候变化的关键技术之一，为碳减排提供了一种重要解决方案。

温室气体（Greenhouse Gas，GHG）导致气候变暖已经受到国际社会的广泛关注。京都议定书中规定控制的 6 种温室气体为：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化合物（HFCs）、全氟碳化合物（PFCs）、六氟化硫（SF6），其中CO2由于含量最多（75%），且在全球升温影响中占比也最大（约55%），所以控制CO2的排放成为重中之重，温室气体排放因此也被统称为碳排放。

根据国际能源署预测，21世纪末要实现全球气温升幅控制在2℃以内的目标，9%的碳减排需要依靠CCUS；实现1.5℃以内的目标，32%的碳减排需要依靠CCUS。预计到2050年，CCUS将贡献约14%的二氧化碳减排量。

碳捕集技术

碳捕集是对碳排放源排出的二氧化碳进行分离回收和利用，是减少碳排放量的有效控制方法。碳捕集的方法根据捕集的不同阶段可以分为燃烧前捕集、纯氧燃烧捕集和燃烧后捕集等三种方式。目前应用最多的碳捕集技术是燃烧后脱除技术，主要有吸收分离法、膜法、吸附分离法和低温蒸馏法等。

（图：碳捕集方式）

碳封存技术

碳封存就是将二氧化碳进行储存和固定，也叫碳储存、碳清除。碳封存技术主要分为地质封存和海洋封存两种。从世界范围看，地质封存应用范围较广，技术成熟；而海洋封存技术还不够完善，成本较高，但潜力巨大。

地质封存一般是将液态或超临界状态（气、液混合）的 CO2注入到特定深度（一般 800 米以下）及特定地质条件的地层中，实现与大气的隔绝。封存地点包括旧油气田、难开采煤层、深部咸水层等地质环境。其中，深部咸水层在我国陆地和海洋都有大量分布，封存潜力较大。

海洋封存的基本原理就是利用海洋庞大的水体以及CO2在水中较高的溶解度，让海洋成为一个封存 CO2的大容器。常见的方案是，在指定地点将高压液化的CO2通过管道注入1千米以下的深海，高压使CO2主要以液态的形式存在，大部分CO2在这里将与大气隔离若干个世纪。

碳利用技术

CO2常见的传统利用方式多种多样，像在食品行业、制冷行业以及灭火器材中都能看到不同形式的CO2。除了传统的利用之外，CO2-EOR（二氧化碳气驱强化采油技术）以及合成化工产品是CO2的另外两个主要应用方向。CO2-EOR技术通过把捕集来的CO2注入到油田中，从枯竭的油田中再次采出石油，同时也将CO2封存在地下，该技术驱油成本低，采收率提升明显，已成为世界上油气采收率提升首选技术。此外，CO2作为化工原料可以合成多种化工产品，如甲醇、甲烷、尿素、碳酸氢铵、聚氨酯、碳纤维等等。

（图：CO2-EOR技术示意）

CCUS在港口行业的应用

全球气候变暖问题加剧，CCUS技术被视为最有发展前景的解决方法之一。然而，目前这一技术的最大困境在于成本太高，将化石能源产生的二氧化碳进行燃烧后捕捉的成本约40美元/吨。

目前，港口行业正探索该技术的应用。鹿特丹港管理局和相关方正在共同研究在鹿特丹港区建立一个收集和运输二氧化碳的基础设施设备，并将其储存在北海海底的气田中，以储存方式将二氧化碳封存起来。比利时的安特卫普—布鲁日港将建成欧洲绿色母港和欧洲绿色能源门户作为目标，探索开展碳捕集、利用和封存等行动，通过Antwerp@C（碳捕集与封存项目），预计到2025年，港口将回收首批250万吨二氧化碳。瑞典斯德哥尔摩港口进行了一项可行性研究，计划在斯德哥尔摩诺维克港建造临时二氧化碳储存设施。