碳中和背景下，碳捕集、利用與封存（CCUS）是應(yīng)對(duì)全球氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)之一，各國(guó)紛紛加大研發(fā)力度。但受成本和規(guī)模，以及地質(zhì)條件限制，這一技術(shù)的商業(yè)化發(fā)展一直受限制。
近日，一家名叫Carbon Clean，專注開發(fā)CCUS技術(shù)的公司，獲得美國(guó)能源巨頭雪佛龍（Chevron Corporation）的投資。
Carbon Clean 成立于2009 年，總部位于倫敦，在西班牙、印度和美國(guó)設(shè)有辦事處。它專注于提供碳捕獲、分離和儲(chǔ)存服務(wù)。
該公司已被英國(guó)政府三次出資支持，共提供了500萬英鎊的資金。同時(shí)CEMEX、威立雅等行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者與之建立了合作伙伴關(guān)系，并獲得WAVE、Marubeni和BLUME等公司1600萬美元的股權(quán)投資。
Carbon Clean聲稱，其目標(biāo)是在煉油、水泥和鋼鐵等難以減排的能源密集型行業(yè)，在減排方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，并降低碳捕獲所需的成本和碳足跡。
該公司的技術(shù)已經(jīng)在世界各地超過44個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行了規(guī)模化驗(yàn)證，包括位于英國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)、印度、挪威和荷蘭的工廠。它已經(jīng)為印度Tuticorin堿性化工和化肥有限公司交付了世界上最大的工業(yè)規(guī)模碳捕獲和利用工廠。
為何傳統(tǒng)難以商業(yè)化的CCS技術(shù)，卻受到如此追捧？Carbon Clean的商業(yè)前景的核心秘密是什么？
這需要了解一下Carbon Clean的新一代CCS技術(shù)。
1．完全模塊化的結(jié)構(gòu)
Carbon Clean是為水泥、鋼鐵、煉油廠和廢物能源等難以減排的行業(yè)提供碳捕獲解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)者。與現(xiàn)有解決方案相比，該公司具有經(jīng)濟(jì)高效的碳捕集的專利技術(shù)——一種完全模塊化的技術(shù)CycloneCC™，能夠大大降低碳捕獲的成本。
公司宣稱，Carbon Clean 提供的解決方案可將 CO2 的回收和捕集成本降低約 50%，采用的CycloneCC™技術(shù)可以防止90%以上的碳排放進(jìn)入大氣層，使重工業(yè)脫碳成為可能。
被捕獲的碳可以作為原材料生產(chǎn)其他商品，例如，通過與水和爐渣混合來制造建筑材料。或者直接回到工業(yè)管道，將工業(yè)廢物轉(zhuǎn)化為新的收入，這被稱為循環(huán)碳經(jīng)濟(jì)（CCE）。該公司也因此上榜普華永道英國(guó)邁向零碳的50家初創(chuàng)企業(yè)名單。
CycloneCC™ 專為重工業(yè)而設(shè)計(jì)，特別是那些具有中小型排放點(diǎn)源的工業(yè)，例如鋼鐵、水泥、來自廢物的能源、煉油廠等，是一種完全模塊化的緊湊型碳捕集技術(shù)。
它采用了兩種工藝強(qiáng)化技術(shù)的突破性組合：旋轉(zhuǎn)填充床 (RPB) 和胺促進(jìn)緩沖鹽溶劑 (APBS-CDRMax®)。兩者都是成熟的技術(shù)，但當(dāng)它們一起使用時(shí)，可以確保CycloneCC™ 比傳統(tǒng)的碳捕獲方法更有效，在降低成本的同時(shí)匹配性能，可以防止90%以上的碳排放進(jìn)入大氣層。
該設(shè)備尤其適合那些工廠空間有限、不能擺放多余的大型設(shè)備，同時(shí)對(duì)成本較為敏感的企業(yè)。
在成本方面，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)指出，CCUS不同設(shè)施的捕集成本差異甚大，每噸捕集成本在10-100美元間。該技術(shù)允許將資本支出和運(yùn)營(yíng)支出降低高達(dá)50%，將捕獲成本平均降低到30美元/噸。
在時(shí)間安排上，模塊化系統(tǒng)由制造商在場(chǎng)外預(yù)制，集裝箱化并交付到準(zhǔn)備安裝的現(xiàn)場(chǎng)，將隨時(shí)交付安裝，并且可以在不到八周的時(shí)間內(nèi)全面運(yùn)行。這最大限度地減少了現(xiàn)場(chǎng)中斷和安全問題，并促進(jìn)了更快的許可。
在空間利用上，它也是一個(gè)可擴(kuò)展的解決方案，該技術(shù)提供標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)容量，允許公司根據(jù)其脫碳軌跡添加單元，分階段實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)所需的投資。此外，該技術(shù)使用強(qiáng)化溶劑減小整個(gè)系統(tǒng)的尺寸，使占地面積減少5倍。
Carbon Clean聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Aniruddha Sharma說：由于許多工廠的空間有限，廣泛采用CCUS的最大障礙已經(jīng)損害了現(xiàn)有技術(shù)的規(guī)模和成本。CycloneCC™正在通過世界上最小的工業(yè)碳捕獲解決方案打破這些障礙。
Carbon Clean還開發(fā)了一種碳捕集即服務(wù) (CCaaS) 模型，提供全鏈碳捕集服務(wù)。該模型為客戶提供了一種流線型和簡(jiǎn)單的碳捕集方法——支付捕獲的碳噸數(shù)以及向客戶提供服務(wù)的所有方面。通過整個(gè)供應(yīng)鏈的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系和Carbon Clean的模塊化技術(shù)，客戶可以在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)為CCUS項(xiàng)目提供資金，并逐步擴(kuò)大規(guī)模以實(shí)現(xiàn)其排放目標(biāo)。
2．要實(shí)現(xiàn)凈零排放， CCUS每年要捕獲76億噸碳
僅僅依靠節(jié)能減排、發(fā)展可再生能源并不能實(shí)現(xiàn)零排放或者凈零排放。國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布的《2050年凈零排放：全球能源行業(yè)路線圖》報(bào)告預(yù)計(jì)，CCUS技術(shù)是唯一能夠在發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)過程中大幅減少化石燃料碳排放的解決方案。 全球碳捕集將從2020年的4000萬噸/年，增長(zhǎng)至2050年的76億噸/年，減排量和減排潛力巨大。IEA認(rèn)為全球要實(shí)現(xiàn)凈零排放或者碳中和，CCUS二氧化碳捕獲、利用和封存要占到15%-30%。
中國(guó)國(guó)際工程咨詢有限公司高級(jí)工程師張建紅也表示，“二氧化碳的去除主要依靠自然過程吸收、生態(tài)碳匯和工程封存。假如2060年我國(guó)每年排放20億~25億噸二氧化碳，根據(jù)目前觀測(cè)比例，自然過程可以吸收13億噸，如果生態(tài)系統(tǒng)吸收8億噸，那么剩余的4億噸左右的二氧化碳，需要通過CCUS等技術(shù)實(shí)現(xiàn)碳中和。“
CCUS技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)必不可少。CCUS技術(shù)是未來化石能源大規(guī)模減排的核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)，也是未來我們國(guó)家實(shí)現(xiàn)碳中和的托底技術(shù)。
CCUS技術(shù)與其他CO2減排技術(shù)相比的優(yōu)勢(shì)首先在于其巨大的減排潛力。CCUS在技術(shù)成熟的前提下有可能實(shí)現(xiàn)凈零排放。在零排放甚至負(fù)排放等減排情景下，CCUS成為不可或缺的技術(shù)，并且是實(shí)現(xiàn)凈零的最后一環(huán)。
CCUS在促進(jìn)煤清潔利用、二氧化碳強(qiáng)化驅(qū)油（EOR）以及二氧化碳強(qiáng)化采煤層氣（ECBM）等利用方式下具有重要作用，有可能對(duì)油氣、燃煤發(fā)電、煤化工等行業(yè)起到明顯的助推作用，對(duì)世界能源供給具有戰(zhàn)略意義。
CCUS技術(shù)本身面臨的挑戰(zhàn)也是其相對(duì)于其它減排技術(shù)的劣勢(shì)，較為顯著的是高成本、整體技術(shù)不成熟等問題。
3．CCUS技術(shù)如何發(fā)展
從技術(shù)創(chuàng)新角度來看：CCUS將會(huì)在材料的創(chuàng)新、工藝或設(shè)備的改進(jìn)上取得突破，這些新進(jìn)展將使得投資運(yùn)營(yíng)成本降低的同時(shí)提高捕集效率。據(jù)睿咨得公司預(yù)測(cè)，CCUS 技術(shù)可以處理當(dāng)前全球生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)產(chǎn)生的碳排放的60%。
現(xiàn)有的技術(shù)主要針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)碳排放，若要實(shí)現(xiàn)全部二氧化碳捕集，則需要發(fā)展大氣中二氧化碳直接捕集及生物能源技術(shù)。全球二氧化碳地質(zhì)埋存潛力巨大，理論埋存量可達(dá)11.5萬億噸，足以消化人類目前生產(chǎn)和生活產(chǎn)生的二氧化碳排放量，當(dāng)前最需要做的是投資項(xiàng)目跨越技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性障礙。
從產(chǎn)業(yè)集成角度來看：探索CCUS 與可再生能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)集成可行性與發(fā)展?jié)摿ΑＮ磥矶嘣┠荏w系的穩(wěn)定性與持續(xù)性要求對(duì)儲(chǔ)能與多能互補(bǔ)技術(shù)提出要求，探索我國(guó)可再生能源+CCUS、儲(chǔ)能+CCUS的集成技術(shù)新方向，構(gòu)建低碳多元功能體系。
碳捕集工廠的模塊化成為CCUS技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。與所有工業(yè)技術(shù)一樣，CCUS的單位成本在很大程度上受到規(guī)模經(jīng)濟(jì)的影響。要推動(dòng)CCUS增長(zhǎng)和擴(kuò)張，就需要更多經(jīng)濟(jì)型的小規(guī)模碳捕集工廠，既可以小規(guī)模運(yùn)行，又不會(huì)引發(fā)巨大損失。
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