北極星碳管家網(wǎng)訊:截至2021年5月，溫室氣體排放占比超過(guò)65%、GDP占比超過(guò)75%的全球131個(gè)國(guó)家都已宣布了碳中和的目標(biāo)。在控制二氧化碳排放這一全球性難題面前，碳儲(chǔ)存技術(shù)成為短期內(nèi)應(yīng)對(duì)氣候變化最重要的技術(shù)之一。今年上半年，有專家建議，未來(lái)我國(guó)西北地區(qū)可將碳儲(chǔ)存視為新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，以此實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。
什么是碳儲(chǔ)存？我國(guó)西北地區(qū)何以成為未來(lái)碳儲(chǔ)存產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高地？我國(guó)目前的技術(shù)水平和碳交易市場(chǎng)規(guī)模能否支撐起這一新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展？
目前的碳儲(chǔ)存技術(shù)
主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)
在2020年聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，中國(guó)提出力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到二氧化碳排放峰值、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。（碳中和，即企業(yè)、團(tuán)體或個(gè)人測(cè)算其在一定時(shí)間內(nèi)的溫室氣體排放總量，再通過(guò)植樹(shù)造林、節(jié)能減排等形式抵消這些排放量，以保證凈碳排放量接近于零。）
要實(shí)現(xiàn)碳中和，主要有兩大端口――排放和吸收。
在排放端，降低二氧化碳等溫室氣體的排放量，如提高工業(yè)、電力的能源效率，開(kāi)發(fā)利用可再生能源，減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴。在吸收端，針對(duì)受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等因素限制而難以完全避免的部分碳排放，通過(guò)碳捕集和封存（CCS）、植樹(shù)造林等方式，增加生物庫(kù)和水圈庫(kù)的碳吸收能力。
其中，吸收端的碳捕集和封存就是我們所說(shuō)的碳儲(chǔ)存。
隨著CCS的發(fā)展，人們對(duì)二氧化碳再利用環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)有所提高，并逐漸向碳捕獲、利用與封存（CCUS）方向發(fā)展，碳儲(chǔ)存技術(shù)的內(nèi)涵更為豐富。
那么，本要排放到大氣中的二氧化碳，是怎么被存起來(lái)的？
這與二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)緊密相關(guān)。當(dāng)溫度超過(guò)31.1℃、壓力超過(guò)7.38MPa時(shí)，二氧化碳將以超臨界狀態(tài)存在（即超臨界流體，介于氣體和液體之間），密度大、黏度低，流動(dòng)性好、擴(kuò)散性強(qiáng)。這種特性使得捕集和儲(chǔ)存二氧化碳成為可能。
目前的碳儲(chǔ)存技術(shù)，主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)：
*捕集
捕捉環(huán)節(jié)多集中在化工、鋼鐵、電力、礦物制造、煤炭行業(yè)，這一環(huán)節(jié)成本較高，一般有燃燒前、燃燒后和富氧燃燒捕捉三種方式。
燃燒前捕集，是等煤炭在汽化爐中汽化后，利用固體吸附劑或化學(xué)溶劑將二氧化碳與其他氣體分離，再將其冷卻加壓為超流體，整個(gè)過(guò)程理論上是零碳排放的；燃燒后捕集同樣采用先分離、后提取的程序，但針對(duì)的是化石燃料燃燒產(chǎn)生的工業(yè)廢氣中的二氧化碳；富氧燃燒捕集是在富含氧氣的條件下燃燒化石燃料，煙氣主要由水蒸氣和高濃度二氧化碳構(gòu)成，更易于分離。
*運(yùn)輸
捕集二氧化碳后，需要用管道、船舶或罐車運(yùn)輸?shù)竭x定的埋存地點(diǎn)。在整個(gè)碳儲(chǔ)存技術(shù)成本中，運(yùn)輸環(huán)節(jié)所占比例相對(duì)較低。
*封存
目前，較理想的封存場(chǎng)所主要有深部含鹽水層、廢棄油氣田及煤層和海洋。
其中，海洋儲(chǔ)存是將二氧化碳以固體二氧化碳水合物形態(tài)注入超深層海域，當(dāng)海水深度超過(guò)3000米時(shí)，二氧化碳密度將大于海水密度，最終沉積海底；廢棄油氣、煤層和地下鹽水層都屬于地質(zhì)封存。據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）估計(jì)，2000―2050年，廢棄油氣層能夠容納全球二氧化碳排放總量的45%，廢棄煤層容納量約占排放總量的2%，地下鹽水層可容納排放總量的20%―500%，埋藏潛力最大。
在不同場(chǎng)所，二氧化碳的儲(chǔ)存機(jī)制也有所不同。比如，要想在深部含鹽水層儲(chǔ)存二氧化碳，含水層上部需蓋有隔水層或弱透水層，頂部至少在800米以下，才能保證不影響地下水資源。
封存過(guò)程還能帶來(lái)新“收獲”。
將二氧化碳注入廢棄油氣層后，原油體積膨脹、黏度降低、易于流動(dòng)，有利于殘留油氣推出。這一過(guò)程就是二氧化碳驅(qū)油（CO2-EOR），既能有效儲(chǔ)存二氧化碳，還能提高油田采收率，僅在我國(guó)就可增加7億至14億噸采儲(chǔ)量。
相似的功效還體現(xiàn)在煤層儲(chǔ)碳上。煤層表面對(duì)二氧化碳的吸附能力約是對(duì)甲烷吸附能力的2倍，這種特性使得二氧化碳注入煤層后能讓甲烷轉(zhuǎn)變游離狀態(tài)，從而增加甲烷氣體的產(chǎn)出率。
*利用
除了注入封存場(chǎng)所，捕集來(lái)的二氧化碳還可以循環(huán)再利用，如人工降雨、制造化肥、果蔬冷藏保鮮等。
專家說(shuō)西北地區(qū)
比較適合存碳
利用碳儲(chǔ)存技術(shù)，可捕集90%化石燃料燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳，脫碳水平較高，大型火電廠、鋼鐵廠、化工廠等可實(shí)現(xiàn)超低排放。
據(jù)國(guó)際能源署（IEA）預(yù)測(cè)，到2050年，碳儲(chǔ)存將使全球二氧化碳總排放量減少19%，減排效果僅次于提高能源效率；要達(dá)到《巴黎協(xié)定》目標(biāo)，到2060年累計(jì)減排量的14%需依賴碳儲(chǔ)存。
西方國(guó)家的碳儲(chǔ)存技術(shù)起步相對(duì)較早。據(jù)澳大利亞全球CCS研究所在2010年的統(tǒng)計(jì)，全球約有270個(gè)已運(yùn)行、在建和規(guī)劃中的CCS項(xiàng)目，如美國(guó)Pleasant Prairie電廠CCS示范工程、澳大利亞的火電廠CCS技術(shù)項(xiàng)目等。
富煤、貧油、少氣的能源結(jié)構(gòu)決定了中國(guó)發(fā)展碳儲(chǔ)存技術(shù)的必要。有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2050年，化石能源占中國(guó)能源消費(fèi)的比例仍達(dá)10%―15%，這部分近零排放的實(shí)現(xiàn)必須依賴于碳儲(chǔ)存技術(shù)。
2008年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的政策與行動(dòng)》白皮書(shū)，中國(guó)將“重點(diǎn)研究CCUS等減緩溫室氣體排放技術(shù)”，CCUS被納入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃。此后，“十二五”規(guī)劃中包含的控制溫室氣體排放工作計(jì)劃，又明確把CCUS技術(shù)的推廣和普及作為重要任務(wù)。
從自然稟賦來(lái)看，中國(guó)確實(shí)有這個(gè)資本。
首先來(lái)看封存潛力。
據(jù)估算，僅靠地質(zhì)封存，中國(guó)就可封存1.21萬(wàn)億至4.13萬(wàn)億噸二氧化碳，碳儲(chǔ)存潛力巨大。
具體而言，我國(guó)松遼盆地、渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地和準(zhǔn)噶爾盆地集中分布大量油田，可封存約51億噸二氧化碳；鄂爾多斯盆地、四川盆地、渤海灣盆地和塔里木盆地多氣藏，可封存約153億噸二氧化碳；深部咸水層與含油氣盆地分布基本相同，封存容量約為24200億噸。
再來(lái)看地域分布。
松遼盆地、塔里木盆地和渤海灣盆地是中國(guó)最大的3個(gè)陸上封存區(qū)域，約占總封存量的一半。此外，蘇北盆地和鄂爾多斯盆地的深部咸水層封存潛力也較大。
這種分布特點(diǎn)意味著，未來(lái)我國(guó)西北地區(qū)可充分發(fā)揮其巨大的碳儲(chǔ)存潛力，被視為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要路徑。
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本文標(biāo)題：二氧化碳儲(chǔ)存成為新的產(chǎn)業(yè)方向：把碳存到西北去
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