低碳经济下CCS技术的减排优势分析

中图分类号：F205 文献标识：A 文章编号：1009-4202（2011）04-044-01

摘 要 随着全球气温的逐年升高，气候问题已引起各国普遍重视。各国采取大量措施来减少二氧化碳的排放，倡导低碳经济，实现人类的可持续发展。在这其中，二氧化碳能捕获和封存技术即CCS技术受到各国普遍采用。本文简要分析了这一技术在低碳经济下的主要减排优势。

关键词 低碳经济 CCS技术 减排 优势

一、引言

低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。2009年12月《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议在丹麦首都哥本哈根的落幕，将全球温升控制在2℃以内的目标作为全球共识写入《哥本哈根协定》。至此，全球应对气候变化的任务上升到了前所未有的高度，关于如何快速推广应对气候变化新技术的讨论也趋于白热化。在此背景下，联合国政府间气候变化专业委员会（IPCC）特别推荐了二氧化碳（CO2）捕集和封存（Carbon Dioxide Capture and Storage，即CCS）技术，以期实现温室气体的大幅减排。

二、CCS技术概述

CCS技术是指通过碳捕集技术，将工业和有关能源产业所生产的CO2分离出来，再通过碳储存手段，将其输送并封存到海底或地下等与大气隔绝的地方。这项技术手段不但是全球温室气体减排的重要选择，而且是减少大气中C02浓度的根本措施，能够真正实现能源利用的近零排放。国际能源署预测，到2050年CCS技术减排将占全球总减排量的20％～28％。

CCS技术的一大特点是它不是单个技术，而是将系列技术串联后的技术系统的总称，技术分为捕集、运输和封存三个主要环节。捕集是CCS技术的第一步，CO2在运输和储存时需要以较高的纯度存在，而在大多数情况下工业尾气中CO2的浓度不能达到这个要求，所以必须从尾气中将CO2分离出来，这一过程被称为CO2的捕集。CO2的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集、富氧燃烧以及燃烧后捕集。捕集到的二氧化碳必须运输到合适的地点进行封存，可以使用汽车、火车、轮船以及管道来进行运输。一般说来，管道是最经济的运输方式。二氧化碳封存的方法有许多种，一般说来可分为地质封存和海洋封存两类。地质封存一般是将超临界状态（气态及液态的混合体）的CO2注入地质结构中，这些地质结构可以是油田、气田、咸水层、无法开采的煤矿等。IPCC的研究表明，CO2性质稳定，可以在相当长的时间内被封存。若地质封存点是经过谨慎选择、设计与管理的，注入其中的CO2的99%都可封存1000年以上。海洋封存是指将CO2通过轮船或管道运输到深海海底进行封存。这种封存办法也许会对环境造成负面的影响，比如过高的CO2含量将杀死深海的生物、使海水酸化等，此外，封存在海底的二氧化碳也有可能会逃逸到大气当中（有研究发现，海底的海水流动到海面需要1600年的时间）。

三、CCS技术减排优势分析

1．巨大的减排潜力。从减排潜力上看，各项与能源相关的减排技术中以提高能效的技术最为重要，其次是替代能源（包括可再生能源和核能）和碳汇。根据国际能源机构IEA的研究，在2℃温升控制下，2020年、2030年和2050年由提高能效带来的减排量将分别占当年能源相关减排量的65%、57%和54%。但随着提高能效技术的“天花板效应”逐渐显现、替代能源资源由易开发逐渐转为难开发等原因，CCS的减排贡献必然逐步增加，从2020年占总减排量的3%上升至2030年的10%，并在2050年将达到19%。

2．长期减排成本低廉。按目前的技术水平，CCS与能效、替代能源和碳汇等技术相比，不具有成本优势，但是从长期来看，CCS的减排成本可能低于预期。如IEA在综合了各类减排技术的长期减排成本后认为，CCS可能是长期成本最低的减排技术――如果在不采用CCS技术的情况下实现温度控制目标，那么到2050年总减排成本将比使用CCS技术增加70%。

3．填补能效和可再生能源技术的减排潜力空窗，并为其成熟应用赢得发展时间。受技术水平和资源储量限制，无论是提高能效还是发展可再生能源技术的减排潜力在一段时间后将被开发殆尽，需要依靠CCS方能实现减排目标。另外，虽然这些技术已得到了长足的发展，但技术水平上仍不够成熟，无法大规模推广，CCS技术的使用能在实现减排目标的同时为这些技术的发展赢得充足的时间。不同的研究结果表明，2030年CCS的全球减排潜力在每年1.4～4Gt不等，（其中斯特恩博士预计CCS减排潜力在1.4Gt9，IEA 预计为4Gt10，麦肯锡与Vattenfall 预测为3.5Gt11）；IEA 预计在2050 年CCS 的减排潜力约为每年10Gt12。

参考文献：

[1]段红霞.国际低碳发展的趋势和中国气候政策的选择.国际问题研究.2010.

[2]IEA.C02 CAPTURE AND STORAGE―A Key carbon abatement option.Pairs.2008.

[3]政府间气候变化专门委员会(IPCC).气候变化2007综合报告.日内瓦.2008.

[4]张东明,杨晨,周海滨.二氧化碳捕集技术的最新研究进展.环境保护科学.2010.

[5]赵春,崔智翔.我国碳捕获与封存(CCS)项目开展面临的问题及建议.今日科苑.2010.