二氧化碳减排技术样本.doc

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收稿日期: - 03- 13; 修订日期: - 11- 08; 责任编辑: 刘英姿。
基金项目: 国家自然科学基金( 40972106)。
第一作者简介: 罗金玲( 1986) ) 女硕士生主要从事储层特征及能源环境问题研究。
中国二氧化碳减排及利用技术发展趋势
罗金玲1, 2, 高 冉1, 2, 黄文辉1, 2, 霍 达3, 王彦宁4
( 11 中国地质大学海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室, 北京 100083;
21 中国地质大学能源学院, 北京 100083; 31 北京大学工学院, 北京 100083;
41 吐哈油田吐鲁番采油厂, 新疆吐鲁番 838202)
摘 要: 减缓以至最终有效控制能源生产利用过程中二氧化碳的排放, 是中国能源生产面临的重大挑战。文
章从提高能源利用效率和转化效率以及二氧化碳的捕集、 分离和利用等方面介绍了中国二氧化碳减排的各种
技术现状, 并对二氧化碳减排技术的发展方向作了初步探讨, 为中国二氧化碳减排及利用前景提供了一定的
参考。燃煤过程中二氧化碳的减排是关键, 洗煤技术、 高效清洁煤技术等都可有效减少二氧化碳排放; 分离
捕集二氧化碳可利用燃前捕获、 化学链燃烧技术、 吸收分离法等。二氧化碳地质埋存包括油气藏埋存、 深部
盐水层埋存、 煤层埋存和深海埋存。其中在油气藏埋存的同时进行EOR ( Enhanced O il Recovery) 是二氧化
碳地质埋存的最佳方式。随着各项技术的完善, 中国二氧化碳减排必将取得显著成效。
关键词: 二氧化碳减排; 吸收分离; 地质埋存; 二氧化碳-EOR
中图分类号: F 205 文献标识码: A 文章编号: 1673- 2464 ( ) 01- 0132- 06
CARBON DIOXIDE EMISSION REDUCTION AND UTILIZATION
TECHNOLOGY IN CHINA
LUO Jin-ling1, 2, GAO Ran1, 2, HUANGW en-hu i1, 2, HUO Da3, WANG Yan-n ing4
( 1. K ey Laboratory ofM ar ine R eservo irE volvement and Hydrocarbon Accum ulationM echanism, M inistry of Education,
Ch ina University of G eosciences, Beijing 100083, China;
2. S chool of Energy R esources, China University of G eosciences, Beijing 100083, China;
3. College of E ng ineer ing, Pek ing Univers ity, B eijing 100871, Ch ina;
4. Turp an Oil Production P lant, Tuha Oilf ield, Turpan 838202, China )
Abstract: To reduce and u ltim a tely control carbon d iox ide em ission dur ing ene rgy production and utilization is a
cha llenge fo r China. s ene rgy production. Th is pape r, based on increasing energy utilization effic iency and conversion
effic iency, captur ing, separating and using carbon d iox ide, d iscusses the techn ica l trend o f carbon d iox ide reduction,
and prov ides a reference fo r carbon diox ide em ission reduction and utilization in China. During com bustion, it is key to
reduce ca rbon diox ide, wh ich can be ach ieved through r insing and c leaning coal technolog ies. Pre- combustion capture,
chem ica-l loop ing, abso rption separation are effec tive in separa ting and capturing ca rbon diox ide. Geo log ica l sea ling o f
carbon d iox ide includ ing o i-l gas reservo ir sealing, deep sa ltwa ter layer sealing, co al sealing and deep sea sealing, o f
wh ich o i-l gas reservo ir sea ling a long w ith enhanced o il recovery ( EOR ) is the best way. Ch ina w ill surely m ake
ach ievements in carbon diox ide reduction as suppo rted by techniques.
Key w ords: carbon d iox ide em ission reduction; absorption separation; geo log ica l sea ling, CO2-EOR
二氧化碳监测仪
第1期
1 中国二氧化碳减排形势
每年全球有250多亿t二氧化碳排放, 中国已
达60多亿t[ 1] , 位居世界第一。
12月7) 18日召开的哥本哈根会议提
出, 面对气候变化的严峻挑战, 我们必须采取更加
强有力的政策措施与行动, 努力控制温室气体排
放, 建设资源节约型和环境友好型社会。中国政府
做出承诺, 到2020年中国单位国内生产总值二氧
化碳排放比 下降40% ~ 45%, 非化石能源
占一次能源消费的比重达到15%左右[ 1 ] 。
近年来, 国内外二氧化碳减排的研究工作可归
纳为以下几个方面[ 2]
: 1) 源头控制, 节约能耗,
提高能源利用率和转化率; 2) 二氧化碳的封存;
3) 吸收利用烟气中的二氧化碳; 4) 国内外正在研
发应用的新技术。
2 提高能源利用率实现减排
中国能源结构以煤为主, 从温室气体减排的角
度而言, 燃煤二氧化碳的减排是关键。
首先, 选煤技术是实现煤炭高效、 洁净利用的
首选方案, 它主要利用物理、 物理- 化学等方法除
去煤炭中的灰分和杂质, 如煤矸石和黄铁矿等。通
过选煤达到节煤, 同时提高燃煤的燃烧效率即可达
到减少二氧化碳排放的目的。当前发达国家煤炭的
入选率已经达到90%以上, 可是中国煤炭的入选率
不到40% , 因此选煤技术在中国有很大的发展潜
力。其次, 洁净燃煤技术, 如循环流化床锅炉; 煤
炭转化技术, 如煤炭气化和液化技术; 电力行业中
煤电的整体煤气化联合循环技术( IGCC) [ 3] 等, 都
是不错的提高能源利用率及转化率同时实现二氧化
碳减排的方法。
另外, 将旧的工业锅炉改造成循环流化床锅炉
能够提高锅炉热效率, 节省煤耗, 实现减排。当前
中国正在使用的工业锅炉约50万台, 年耗煤量超
过4 亿,t 平均热效率仅为55% ~ 65% , 平均排放
当量为每t煤11136 t二氧化碳。其中, 浙江大学将
1台10 t /h的链条炉改造成循环流化床锅炉, 锅炉
效率由原来的65% 提高到85%, 二氧化碳排放减
少20% [ 2]
用天然气替代固体燃料有利于减少二氧化碳的
排放。在能量等值的基础上, 天然气的二氧化碳排
放量仅为固体燃料相应排放量的55%。由于采用更
高效的燃气涡轮发电机, 天然气在发电领域替代固
体燃料还可进一步将每Kw # h的二氧化碳排放量减
少到煤炭或褐煤发电的35% ~ 40% 。
用天然气替代石油作为运输燃料也有利于减少
二氧化碳的排放, 现在的技术可使二氧化碳排放量
减少15% , 如果大多数市场转而利用天然气的特殊
性能( 高辛烷值) , 则二氧化碳排放量可减
少25% [ 4] 。
3 二氧化碳捕集与分离技术
当前, 二氧化碳捕捉主要有3种技术路径: 1)
燃后捕获, 从燃烧生成的烟气中分离二氧化碳; 2)
燃前捕获, 又称氧气/二氧化碳燃烧技术或空气分
离/烟气再循环技术; 3) 富氧燃烧, 经过燃前脱碳
即在燃烧前将燃料中的碳脱除。其中燃前捕捉技术
只能用于新建发电厂, 另两种技术则可同时应用于
新建和既有发电厂。法国阿尔斯通公司正专注于后
两种技术的研发, 并已在德国、 瑞典、 美国等国家
的9 个试验工厂中测试新技术。而应用富氧燃烧捕
捉技术的法国道达尔示范电厂已经成功捕捉了15
万t二氧化碳[ 5] 。
311 燃后二氧化碳捕集与分离技术
烟气中二氧化碳的吸收分离法是指利用吸收剂
吸收混合气体中的二氧化碳而达到分离目的的方
法。按照吸收原理的不同, 它能够分为化学吸收法
和物理吸收法[ 2] 。
31111 化学吸收分离法
化学吸收法是指二氧化碳与吸收剂进行化学反
应而形成一种弱联结的化合物。典型的吸收剂有单
乙醇氨( MEA )、 N-甲基二乙醇胺( MDEA ) 等,
适合于中等或较低二氧化碳分压的烟气。采用氨水
作为吸收剂脱除燃煤烟气中二氧化碳也是普遍采用
的二氧化碳固定方法。
当前中南大学开发出一种用氨水洗涤烟气脱除
二氧化碳的全新方法。使用该方法能够得到高纯度
的二氧化碳; 其副产品碳酸氢铵是中国农业上广泛
应用的氮肥同时在氨水碳化过程中加入某种催化
133 二氧化碳记录仪
资源与产业
剂解决了NH4HCO3 易挥发的问题。
31112 物理吸收分离法
物理吸收法可归纳为吸收分离、 膜分离和低温
蒸馏分离。
吸收分离即采用吸收的方法达到提纯二氧化碳
的目的, 主要包括液体吸收剂和固体吸收剂。液体
吸收剂有甲醇等, 较适合高二氧化碳分压的烟气。
固体吸附分离是基于气体与吸附剂表面上活性点之
间的分子间引力实现的。二氧化碳的吸附剂一般为
沸石、 活性炭和分子筛等。
膜分离法在二氧化碳分离方面还处于试验阶段。
迄今在工业上应用的二氧化碳分离膜, 其材质主要
有: 醋酸纤维、 乙基纤维素和聚苯醚及聚砜等。
低温分离法是在31e 和7139 MPa下, 或在12
~ 23e 和1159~ 2138 MPa下, 二氧化碳具有液化
的特性。低温法利用二氧化碳这一特性对烟气进行
多级压缩和冷却, 使二氧化碳液化, 从而达到分离
的目的。
除了能够经过以上措施来限制二氧化碳的产生
外, 近年来, 二氧化碳超低临界萃取技术也得到了
长足发展, 并有望形成独立的产业。该技术已经可
以利用回收二氧化碳来生产碳酸镁, 聚合成性能与
聚乙烯相似的能够降解的塑料。
燃烧后捕集二氧化碳技术的潜在捕集效率可达
90%, 但二氧化碳的后续处理(浓缩提纯) 成本太
高(图1) , 当前的减排技术会使发电成本大幅上
升, 制约了这些技术的工业应用。对此, 东南大学
的沈来鸿教授提出了基于循环载氧体的化学链燃烧
技术( Chem ical Looping Combustion) 。这是一种基
于零排放理念的燃烧技术, 燃烧产物只需经过冷凝
就可实现二氧化碳的分离, 能将二氧化碳从燃烧物
中直接分离出来, 同时抑制/脱除气体污染物。
图1 燃烧后二氧化碳捕集成本
资料来源: IEA,
312 富氧燃烧技术
富氧燃烧即用氧气代替空气作为助燃剂进行燃
烧并产生以水和二氧化碳为主的烟道气。富氧燃烧
产生的烟道气具有很高的二氧化碳浓度, 可达体积
的80%以上。最后对气流进行冷却和压缩以达到清
除水汽的目的。
313 燃前二氧化碳捕集技术
燃前捕获, 又称二氧化碳化学循环燃烧, 它是
一种更容易从烟道中分离二氧化碳的新方法。采用
纯氧或富氧燃烧能够改进燃烧速度, 提高燃烧温度
和热效率。这样产生的烟气富含二氧化碳, 能够作
为再循环烟气调和燃烧温度。用这种方法产生的烟
气中二氧化碳浓度非常高, 使分离更加容易。
4 二氧化碳埋存及EOR技术
减少二氧化碳排放除了提高能源利用率、 加强
二氧化碳捕集技术外, 另一个重要途径是二氧化碳
的埋存。从理论上讲, 海洋和地层能够贮藏人类在
几千年间生产的二氧化碳[ 6] 。
411 二氧化碳地质埋存的微观机理
二氧化碳以微观残余形式存在于油或水中, 或
者存在于构造中, 溶解在油和水中, 与储层矿物发
生化学反应生成新矿物。二氧化碳的捕获形式与埋
存时间关系见表1。
表1 二氧化碳捕获形式与埋存时间
二氧化碳捕获类型注入后稳定的时间/ a
以微观残余形式存在< 10
存在于构造中? 10
以溶解形式存在? 100
发生地球化学反应? 1000
412 二氧化碳地质埋存方式
二氧化碳地质埋存包括3 个环节: 1) 分离提
纯, 在二氧化碳排放源头利用一定技术分离出纯净
的二氧化碳; 2) 运输, 将分离出的二氧化碳输送
到使用或埋存二氧化碳的地质埋存场所; 3) 埋存,
将输送的二氧化碳埋存到地质储集层/构造或海洋
134
第1期罗金玲等: 中国二氧化碳减排及利用技术发展趋势
中。二氧化碳地下埋存主要的选择是枯竭的油气
藏、 深部的盐水储层、 不能开采的煤层和深海埋存
等方式[ 7- 9] (图2)。
图2 二氧化碳埋存场所选择
资料来源: IEA,
41211 深部盐水储层
许多地下的含水层含有盐水, 不能作为饮用水,
但二氧化碳能够溶解在水中, 部分与矿物慢慢发生
反应, 形成碳酸盐, 实现二氧化碳的永久埋存。
中国松辽盆地咸含水层埋深大于1 000 m, 孔
隙发育较好, 盖层连续完整且封闭良好, 决定了其
能够作为储存二氧化碳的地质储体。估算得二氧化
碳理论储存容量大约为69 160亿t
[ 10] 。吉林油田在
黑59区块开始进行了二氧化碳注入试验。
41212 枯竭油气藏
油气藏是封闭良好的地下储气库, 能够实现二
氧化碳的长期埋存。其埋存机理主要是二氧化碳溶
解于剩余油或水中, 或者独立滞留在孔隙中。枯竭
油气藏在埋存二氧化碳的同时提高其采收率, 可实
现经济开发与环境保护的双赢。因此, 将二氧化碳
埋存于油气藏中是减少二氧化碳排放极具潜力的有
效办法[ 11- 13 ] 。
41213 不能开采的煤层
当前已采用减压法开采煤层气, 但采收率只有
50%。注入二氧化碳后, 二氧化碳可置换出煤层气
( ECBM) , 使更多的甲烷被采出, 同时二氧化碳被
吸附。煤层可吸附2倍于甲烷的二氧化碳。
中国煤层气资源丰富, 仅山西晋城矿区可开采
量就达728亿m3 [ 2] , 如能用二氧化碳换出煤层气
并加以收集, 既可减少大气中二氧化碳的浓度, 又
可为中国提供大量的优质能源
41214 深海埋存
深海埋存二氧化碳经过如下两种方式: 一是使
用陆上的管线或移动的船把二氧化碳注入15 000 m
深度, 这是二氧化碳具有浮力的临界深度, 在这个
深度二氧化碳能有效地被溶解和被驱散; 二是使用
垂直的管线将二氧化碳注入到30 000 m深度, 由于
二氧化碳的密度比海水大, 二氧化碳不能溶解, 只
能沉入海底, 形成二氧化碳液体湖。
41215 埋存方式优选
虽然深海二氧化碳埋存在理论上潜力较大, 但
是还有一些问题需要研究[ 9] : 一是深海溶解和驱散
在技术上的可行性; 二是长时间埋存的效果评价;
三是二氧化碳深海埋存是否对海洋生物有影响。因
此深海埋存当前并不是理想的二氧化碳埋存方式。
而在煤层、 深部盐水层、 油气藏等地质体中埋
存二氧化碳的技术及应用都已相对成熟, 是不错的
选择。其中, 相对于煤层和深部盐水层, 油藏的勘
探与开发程度更高, 对其特征了解更清楚, 数据资
料也更多, 同时, 二氧化碳在油藏中埋存不但能够
实现温室气体减排, 还可提高石油采收率[ 7- 9, 13] ,
因此二氧化碳在油藏中的埋存技术是当前最经济、
最可靠的技术。
413 二氧化碳-EOR技术
使用常规方法采油, 将二氧化碳作为驱油剂可
提高采收率10% ~ 15%。二氧化碳驱油分为混相驱
油和非混相驱油。二氧化碳-EOR 混相驱油实施的
储层地质条件: 1) 储层深度范围在1 000~ 3 000
m范围内; 2) 致密和高渗透率储层; 3) 原油黏度
为低或中等级别; 4) 储层为砂岩或碳酸盐岩。
二氧化碳-EOR 非混相驱油机理是, 大量二氧
化碳溶解在原油中( 13 m3 /桶) , 使原油膨胀, 原
油黏度下降10 个级数, 从而便于原油的采出。二
氧化碳埋存的主要原理是二氧化碳溶解在储层中的
流体中。
适合二氧化碳-EOR 非混相驱油的条件为: 1)
储层纵向上渗透率高; 2) 储层中大量的原油形成
油柱; 3) 储层具有能够形成气顶的圈闭构造, 储
层连通性好; 4) 储层中没有导致驱油效率降低的
断层和断裂。
二氧化碳-EOR 技术主要有两大优势: 一是该
技术已经作为项成熟的采油技术应用于油田生产
135
资源与产业
实践, 而且油田现场有现成的注入井及设备, 不需
要打新的注入井, 能够节约操作成本; 二是经过二
氧化碳-EOR技术的收益能够补偿一部分回收、 捕
集二氧化碳的成本。但同时可能会由于现有井的封
闭不完善或者二氧化碳腐蚀井壁造成二氧化碳的
泄漏。
414 中国二氧化碳埋存及EOR现状
中国适合注气储量为35 @ 108 ,t 能够增加可采
储量315 @ 108 ,t 相当于新发现一个11 @ 108 t储量
的大油田。国内研究建立了适合中国地质特点的二
氧化碳埋存评价体系以及二氧化碳埋存基本地质理
论, 开展了二氧化碳提高采收率、 高效廉价二氧化
碳捕集、 二氧化碳储运、 腐蚀与结垢等相关课题研
究, 中国石油天然气集团公司在吉林油田开展了提
高采收率与埋存的先导性试验。
尽管中国还没有开始利用废弃油藏埋存二氧化
碳的实践, 可是利用二氧化碳驱油, 建立天然气地
下储气库都已取得了良好的效果。始建于1999 年
的大张坨储气库担负着陕北至北京天然气输送季节
调峰任务, 是国内第一个地下储气库。经过对大张
坨天然气成功经验的分析和对任丘潜山油藏地质特
征的调研, 发现任丘油田具有大型古潜山圈闭、 雾
迷山组可观的储集空间、 良好的保存条件以及优越
的地理位置, 由此可知任丘潜山油藏具备建立二氧
化碳地下储气库的条件[ 14] 。
5 其它利用二氧化碳的方式
除了气驱采油(二氧化碳-EOR ) 及生产肥料
等用途, 二氧化碳还有如下利用方式。
511 化学利用
以二氧化碳为原料生产一些能耗低、 附加值
高、 使用量大和能永久储存二氧化碳的化工产品。
当前主要研究有:
1) 催化加氢(合成甲醇、 甲烷和甲酸等) ;
2) 高分子合成(合成聚碳酸酯、 橡胶等) ;
3) 有机合成(合成尿素衍生物等) [ 15] 。
512 生物固化
些水藻类浮游生物能够大量吸收二氧化碳
并将其转化为体内组织, 它还具有无需对二氧化碳
进行预分离的特点。
上述两种方法成本过高, 当前难以承受, 处于
探索阶段。
6 国外减排技术
早在20世纪70年代初, 美国就将西部地区开
采出来的天然二氧化碳经过管道运输到德克萨斯州
的油田进行强化采油。当前美国、 加拿大和欧洲国
家都在进行二氧化碳-EOR 项目研究和工程实践,
显示出良好的应用前景。
美国Perm ian 盆地的10 个二氧化碳-EOR 项目
实践表明, 储层中注入纯净的二氧化碳, 平均每桶
原油需要164 m3 二氧化碳替换, 可提高采收
率1019%。
加拿大的艾勃特气田和挪威国家石油公司北海
S leipner气田的实践都证明将二氧化碳注入盐水层
是避免将酸性气体排放到大气中的一种有效方法。
荷兰近海的K12-B天然气田以及于阿尔及利亚
中部的In Salah气田都将二氧化碳注入废弃气藏中,
取得了不错的成效。
近期丹麦计划将从NJV 电厂捕集(燃烧后捕
集) 得到的二氧化碳, 经过28 km 长的管线(管径
300mm ) 输送到Vedsted盐水层(二氧化碳埋存潜
力为112亿t) 进行埋存。
总之, 国外的二氧化碳减排与利用技术都已经
比较成熟, 部分技术在工业中已经应用了几十年,
而且效果突出。
7 中国二氧化碳减排趋势
在上述各种减排技术中, 当前国内应用最广的
是EOR, 其次是ECBM。在大庆、 江苏、 辽河等油
田实施的二氧化碳-EOR 项目以及沁水盆地的
ECBM 试验都取得了不错的成效。这两种技术都具
有附带经济利益, 同时封存二氧化碳的潜力十分巨
大(表2) , 前景广阔, 将在一段时间内引领中国
的二氧化碳减排趋势[ 16 ] 。
另外, 鉴于国内的燃煤产生大量二氧化碳, 因
此应加快发展选煤技术、 洁净燃煤技术、 煤炭转化
技术及IGCC 技术等在政策支持以及减排压力下
136
第1期罗金玲等: 中国二氧化碳减排及利用技术发展趋势
这些先进技术将会成为相关企业的必然选择。特别
在一些大的发电厂和化肥厂, 高新技术的应用能够
起到很好的二氧化碳减排效果。
表2 中国二氧化碳封存潜力
封存场地类型
二氧化碳
最低值/108 t
二氧化碳
最高值/108 t
二氧化碳驱油48 101
枯竭天然气田41 305
二氧化碳驱煤层气121 484
深部含水层1 600 14 513
总量1 810 15 403
含水层封存二氧化碳的容量巨大, 但当前的政
策支持、 技术研发以及实施动力都存在不足。因此
在短期内只能作为一种理论手段继续探索。
8 结论与讨论
减少二氧化碳排放, 首先要在源头加以控制,
节约能耗、 倡导低碳生活, 采用高新技术提高能源
利用率及转化率, 特别要在燃煤行业中加强管理;
其次, 对于已经产生的二氧化碳应采用物理、 化学
等方法进行吸收分离; 捕集到的二氧化碳用于工业
生产或注入地质体和深海中进行埋存。然而, 在这
套看似完备的减排及利用方案中, 资金与技术上仍
有许多问题有待深入研究, 因此要想在短期内找出
行之有效的解决方法, 还需要不断地努力和探索。
可是笔者相信, 二氧化碳减排及利用技术在不远的
将来将被熟练应用到工业生产中去, 为人类的生产
生活造福。
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137
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国外二氧化碳减排技术措施的进展
Progress of CO2 Emission Reduction Technologies & Measures Abroad

1、  CO2 减排向石化公司提出挑战
以前, 石化和化工装置一直在向自然环境排放出数亿吨的CO2 和其它温室气体, 而且并不承担任何成本费用。这种情况必须改变, 而且正在开始改变, 包括排放贸易方案在内的气候变化法规在世界一些地区要求公司对CO2 的排放承担财务上的责任。
推出的欧盟排放贸易方案( ETS)是第一个重要的排放封顶和贸易系统。根据ETS, 主要能源生产者和消费者的CO2 排放量被限制在由欧洲各国政府制定的排放容许量范围内。超过容许量, 排放者必须从市场购买排放配额。如果排放量比容许量少, 则排放者能够在市场上出售多余的配额。
这种ETS模式虽然被美国的布什当局拒绝, 但却得到美国许多州政府的赞同, 日本也起草了引进ETS的计划排放贸易专家预测, 国际市场CO2, 的价格将长期稳定在30—40欧元／t的范围内。ETS的价格近来为20欧元／t.欧盟委员会近来对欧盟国家提出的建议, 比现有气候变化法律更前进一步, 包括ETS制度的强化。遵守ETS法的工业装置运营者需要按照提出的方式竞拍排放额度。这与现在的系统不同．按照现在的系统, 运营者由欧盟免费配给额度。欧盟委员会估计, 到2020年, 对CO2 排放额度的拍卖每年可产生收益500亿欧元。
欧洲化工委员会(Cefic)接受这项提议, 但提醒欧盟委员会, 如果其它地区没有采取类似措施, 那么就不能忽略这项措施对欧洲化学工业竞争力可能造成的影响。
对排放贸易方案一直存在争议, 一些公司认为方案在短期内存在不确定因素。CO2 短期内价格的不确定性阻碍一些公司对重要的减排项目做大额投资。开发CO2 捕获技术, 建设基础设施(如封存CO2, 的管线)都需要数百万美元的投资。
一些工业界的领导人说, 现在需要制定的是全球的排放贸易方案, 而不只是现有的地区性方案, 目的是避免化学工业内部竞争的扭曲。如果要使化学工业在应对气候变化中起重要作用, 各国政府也需要给予资金上的支持。陶氏公司认为, 为使化工公司经过投资技术和基础设施进一步减排, 需要制定一个全球的碳价格。
巴斯夫公司说, 它对京都条约作出了承诺, 但批评排放贸易法, 因为这个系统只局限于欧洲, 导致欧洲地区化学工业成本提高, 竞争扭曲。 巴斯夫大约有40套装置要服从排放贸易系统。
～ 的贸易时期, 该公司接受了足够的认证。欧盟尚未完成其下一阶段排放贸易的许可量分配欧盟只是每3年重评一次排放贸易系统, 而且缺少透明性, 不清楚究竟哪些装置要服从排放贸易系统, 很难决定哪种产品要负担下一阶段的排放贸易成本。
当高耗能行业由发达国家迁移到发展中国家时。如果缺少一个全球性的碳价格, 就有可能造成碳泄漏, 因为发展中国家尚未采取昂贵的碳封顶和贸易计划。发达国家化学工业界人士和环境学家提出高耗能部门应给予免费的碳许可量, 以使她们能够和世界其它地区的这种工业竞争。
2 、 CO2 减排、 捕获和封存的商机
将电厂和其它高耗能装置排出的大量C02, 打入油田井下, 既隔离封存了CO2, , 又能够提高油田采收率, 是处理大量排放的CO2, 的出路之一。欧盟委员会估计, 到2030年可捕获的CO2, 相当于欧盟建议书要求该地区在2030年减排C0, 数量的15％欧盟已承诺在今后几年支持12项不同技术捕获C0 的示范项目。美国也声称支持碳封顶和贸易计划, 但美国能源部在1月30日宣布, 它不能完成对FutureGen项目承诺的13亿美元的付款。
FutureGen是一旗舰项目, 特点是煤发电装置使用碳捕获和储存, 将CO2 排放削减到零。能源部提出该项目的成本在逐渐升高。
其它一些公司也表示了不同的观点。由伦敦投资银行金融分析师合伙组建的伦敦协和公司(ludon Acord)近期报告说, 碳捕获和封存在今后20年内在稳定CO2, 排放水平方面不能发挥重要作用, 因为缺少价格信号, 缺乏技术和缺少法规和立法。在温室气体排放容许量价格低于32英镑／t时, 碳捕获和封存似乎是一种不现实的投资。虽然超过CO2, 排放容许量的公司可能要罚款数百万美元, 但一些化工公司, 如空气产品公司和UOP公司将向低碳排放的转移看作是重要商机。一些化工公司正在开发新技术, 或者减少CO2, 排放, 或者将排放的CO2 收集起来, 准备封存或作她用。许多化工公司都有信心, 认为当CO2。排放需要承担财务成本时, 她们现有和正在开发的技术在世界上将会产生可观的收益。空气产品公司能源部副总裁David Taylor说, 从整体看, 我们认为CO2 减排是一个商机。空气产品公司的商机远大于潜在的成本, 未来几年与CO2, 相关的收益将超过数千万美元。发电厂特别是潜在的大市场。
空气产品公司的关键技术是, 化工公司和其它能源密集型企业大规模CO2, 的捕获或减排。该公司正在研究在电厂中使用3种分离技术以减少或消除CO2 的排放。这些技术包括在工厂排气烟筒的末端捕捉CO2, 的后燃烧洗涤系统和涉及捕捉和分离CO2, 的预燃烧气化技术。
空气产品公司的气化技术已出现商机。该公司供应GE公司空分装置, 用于装备GE公司在北美600MW 的一体化汽电循环电厂。空气产品公司也将参与伊士曼化工公司的项目, 向伊士曼在德州的Beaumont石油焦气化项目装置提供氧气, 伊士曼计划在Beamont装置捕获CO2, 。空气产品公司向该装置提供氧气, 并购买装置产生的氢气。
第3项新技术是富氧燃料(oxy—fue1)技术, 即向燃煤电站进纯氧, 而不是进空气。这样除去了氮, 就能够在排放气体中产生高浓度的CO2 。用富氧燃料, 公司能够产生富CO2 烟道气, 为准备封存而分离和净化CO2, 的成本能够降低。空气产品公司现已开发了试验室规模的技术, 正在与客户谈判, 准备在示范装置检验这项技术。从大电厂捕获C0, 是空气产品公司的主要业务目标。一座500MW 的电站转化为富氧燃料要求建设一套耗资约3亿美元的空分装置。因为世界上有上百个500MW 的电厂, 因而该公司相信今后20年这种转化的市场将持续发展, 它们认为富氧燃料技术和气化技术有巨大的商机,陶氏、 巴斯夫和其它化工公司也注意开发燃烧后碳捕获的化工技术。在一家近期宣布的合资公司中, 巴斯夫公司正在与能源公司RWE电力公司和林德公司合作, 开发从燃煤电厂中的其它燃气中分离CO2, 的新工艺。这家合资公司将在德国建设和操作一套投资8000万欧元的试验装置, 将检验新开发的气体洗涤技术和巴斯夫公司提供的溶剂。
CO2捕获当前还不是陶氏主要的业务, 但公司维普资讯 已有业务单位专攻燃烧后的课题, 例如用胺和苛性碱溶液洗出烟道气中的CO2 。就长期而言市场上的碳成本要包括一些可变成本, 例如捕获和将其用泵打入地下的成本, 大部分人都认为, 这可能需要公共资金。
一些公司认为, 不论CO2, 减排作为主要项目的地位与政府的出资是否相符, 减排的政治压力将会增加。现在减排CO2 的压力主要在欧洲, 但这种趋势将会在全球扩展。尽管当前尚缺少在 京都条约到期后的协议, 但罗地亚公司已采取重要措施, 将自身定位于低碳排放公司。
迄今罗地亚公司最大的盈利来自联合国的清洁开发机制CDM, 这项活动是在某些条件下向发
展中国家的制造商提供资金, 减少温室气体的排放, 温室气体包括氧化氮(NOx)、 甲烷、 氢氟烃、 过氟碳、 六氟化硫和CO2 。罗地亚公司推出了在其巴西和韩国硝酸装置大幅减少NOx排放的新技术, 获得大笔CDM信贷。NOx的温室气体效应比CO2 高300倍。去年该公司在巴西的Paulinia注册了第二个较小的温室气体减排项目, 减排CO2 800×l05t。 罗地亚预测, 今后4年它将增加减排(1100～1300)×l04t CO2当量。
该公司的罗地亚能源服务部也建立了一家负责能源供应管理和生产的集团, 这家集团也管理温室气体排放, 优化公司排放配额的资产组合。罗地亚认为用CO2 排放气作原料不是一个可行的选择, 因为排放的CO2 要扩散, 过程将是高耗能的, 但公司正在研究CO2 捕获的化学方法。
近几个月, CO2 捕获技术可能更向前推进了一步。UCLA 的化学家Omar Yangtli领导的研究人员在”科学”杂志刊登了一篇文章, 强调她们发现了一种新颖的多孔材料, 能够吸收自身体积80倍的CO2 。这种材料是沸石咪唑酯骨架结构材料(ZlV), 能够导致CO2 捕获系统的成本大幅降低。
3、 提供节能减排产品, 促进汽车和建筑等终端应用绿色化
许多化工公司强调, 化学工业经过它的产品减少了CO2 的排放, 减