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與其一味地減少二氧化碳的排放量去“堵”,不如轉(zhuǎn)換視角,積極開發(fā)二氧化碳的化工利用技術(shù)去“疏”,將二氧化碳當(dāng)做寶貴的資源真正利用起來(lái)。
□ 在化石能源的燃燒過(guò)程中,二氧化碳的排放難以避免。 CFP 供圖
化石能源對(duì)人類發(fā)展的重要性不言而喻。在化石能源的燃燒過(guò)程中,二氧化碳的排放難以避免。而當(dāng)人們將全球變暖的罪魁禍?zhǔn)椎臉?biāo)簽貼在二氧化碳身上時(shí),似乎忽略了它在光合作用和其他場(chǎng)合中的不可或缺性。目前,全球化工行業(yè)在大力節(jié)能減排的同時(shí),也在積極開發(fā)新技術(shù),將二氧化碳當(dāng)做寶貴的碳資源,真正利用起來(lái),努力尋找環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的平衡點(diǎn)。
“減排”這個(gè)詞對(duì)于國(guó)際化工行業(yè)來(lái)說(shuō),已經(jīng)不再新鮮。在簽署了《京東議定書》之后,歐盟便著手制定歐盟貿(mào)易排放計(jì)劃,制定了每個(gè)國(guó)家關(guān)于二氧化碳允許排放的配額,澳大利亞的碳排放稅也已經(jīng)成為世界上最大規(guī)模的碳排放限制方案。從設(shè)置專門機(jī)構(gòu)到制定法律法規(guī),從出臺(tái)減排激勵(lì)措施到提升節(jié)能環(huán)保意識(shí),美國(guó)、日本和歐洲很多國(guó)家在減排方面都已經(jīng)邁出了成功的一步。
國(guó)際能源署指出,日益增長(zhǎng)的化石能源需求將進(jìn)一步推高與能源相關(guān)的二氧化碳排放。在2008年進(jìn)行的3年預(yù)測(cè)中,雖然全球的二氧化碳排放量增長(zhǎng)速度逐步下降,但排放總量仍繼續(xù)上升。美國(guó)能源情報(bào)署(EIA)也于2011年8月下旬發(fā)布預(yù)測(cè)報(bào)告稱,如果沒有重大的政策改變,全球二氧化碳排放量將從2007年的300億噸增加到2035年的420億噸,增長(zhǎng)43%。在未來(lái)25年內(nèi)煤炭的使用將繼續(xù)增長(zhǎng)53%,化石燃料將繼續(xù)占世界能源的近80%。到2035年,全球市場(chǎng)的能源消費(fèi)量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)49%。
面對(duì)不斷增長(zhǎng)的能源消費(fèi)需求,以及化石能源繼續(xù)占據(jù)80%能源比例的現(xiàn)實(shí)情況,如果將全部精力都放在二氧化碳減排技術(shù)上,不僅其排放量會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體水平上升而上升,還會(huì)增加化工企業(yè)的負(fù)擔(dān),導(dǎo)致投入產(chǎn)出失衡,最終很可能無(wú)法達(dá)到環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙贏。與其一味地減少二氧化碳的排放量去“堵”,不如轉(zhuǎn)換視角,積極開發(fā)二氧化碳的化工利用技術(shù)去“疏”。一旦二氧化碳的綠色應(yīng)用技術(shù)能夠大規(guī)模的推廣應(yīng)用,節(jié)能減排和綠色經(jīng)濟(jì)將不再是空口號(hào)。
隨著二氧化碳的工業(yè)分離、管道運(yùn)輸、地質(zhì)封存和工業(yè)利用等領(lǐng)域逐步形成成熟市場(chǎng),目前已經(jīng)成功研發(fā)出二氧化碳捕獲與封存技術(shù),利用二氧化碳進(jìn)行油田驅(qū)油和水污染治理,用微藻“吃掉”二氧化碳廢氣生產(chǎn)生物柴油,可謂一舉多得。
二氧化碳的捕集和利用,相對(duì)“減排”仍是一個(gè)比較新的領(lǐng)域。歐盟已經(jīng)走在了前面。它計(jì)劃投資60億~70億歐元,到2015年在歐洲建設(shè)12個(gè)大型碳捕集示范煉廠,同時(shí)規(guī)定2020年以后新建的火力發(fā)電站都要采取碳捕集技術(shù)。加拿大政府目前也宣布將為殼牌公司油砂處理設(shè)施二氧化碳捕集和封存項(xiàng)目提供8億多美元的支持,該項(xiàng)目每年將捕集100多萬(wàn)噸的二氧化碳。美國(guó)政府將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向碳捕集,打算在未來(lái)10年間,投入20多億美元在美國(guó)的7個(gè)地區(qū)進(jìn)行碳捕集方面的試驗(yàn),目前已經(jīng)投資2億多美元進(jìn)行研究。其中,美國(guó)能源部提供1億多美元,資助六大二氧化碳轉(zhuǎn)化項(xiàng)目,而日本也提出在2020年之前,推廣碳捕集技術(shù)應(yīng)用,將碳捕集的成本降低50%。
二氧化碳封存技術(shù)是近10年來(lái)正在發(fā)展的前沿技術(shù),是避免氣候變化的有效途徑之一。通過(guò)碳捕集與封存技術(shù)可將液化二氧化碳注入地下深處,二氧化碳會(huì)留在水中或在水中溶解,也可能與煤或其他礦物結(jié)合,或經(jīng)數(shù)千年之后與其他巖石結(jié)合在一起,形成穩(wěn)定的碳酸鹽。目前二氧化碳的封存方式有地質(zhì)封存、海洋封存和礦石碳化等技術(shù)。
□ 二氧化碳埋存示范工程——挪威Sleipner。 汪洋 供圖
由于二氧化碳是一種在油和水中溶解度都很高的氣體,當(dāng)它大量溶解于原油中時(shí),可以使原油體積膨脹、黏度下降,還可以降低油水間的界面張力。與其他驅(qū)油技術(shù)相比,二氧化碳驅(qū)油具有適用范圍大、驅(qū)油成本低、采油率提高顯著等優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)不僅能滿足油田開發(fā)需求,還能解決二氧化碳的封存問(wèn)題,保護(hù)大氣環(huán)境。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全世界正在實(shí)施的二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目有近80個(gè)。美國(guó)是二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目開展最多的國(guó)家,每年注入油藏的二氧化碳量約為2000萬(wàn)~3000萬(wàn)噸,其中300萬(wàn)噸來(lái)自煤氣化廠和化肥廠的廢氣。
利用二氧化碳養(yǎng)殖含油微藻,提取微藻油脂,用以制備生物柴油,這個(gè)極具前景的構(gòu)想正在步入現(xiàn)實(shí)。而在污水處理方面,由于二氧化碳融入水中可促其酸化,降低水的PH值,這樣就從根本上抑制了不適宜弱酸環(huán)境的藍(lán)藻、綠藻等污染藻類的生長(zhǎng),促進(jìn)適宜弱酸環(huán)境的硅藻生長(zhǎng)。硅藻在生長(zhǎng)過(guò)程中既能夠凈化污水,有利于發(fā)展生態(tài)漁業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,又能實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì),算是二氧化碳變廢為寶的最佳詮釋。
只要以科技創(chuàng)新推進(jìn)二氧化碳綠色利用,延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,提高產(chǎn)品附加值,二氧化碳就會(huì)趨利避害,從一個(gè)冷酷的“殺手”變身為保證節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“英雄”。
由于開發(fā)二氧化碳利用技術(shù)的研究時(shí)間比較短,在技術(shù)設(shè)備及安全問(wèn)題方面確實(shí)還存在著一些“短板”。
以二氧化碳封存為例,其安全性和可靠性飽受爭(zhēng)議。2011年8月,奧地利宣布決定在地下封存二氧化碳,但終因社會(huì)公眾對(duì)于地下封存二氧化碳所可能具有的危險(xiǎn)及是否會(huì)產(chǎn)生什么副作用,目前還不十分清楚而導(dǎo)致計(jì)劃最終擱淺。7月,德國(guó)重提二氧化碳地下封存法案,同樣是考慮到地下水資源可能會(huì)因二氧化碳受到污染而遲遲不能通過(guò)。
技術(shù)方面的瓶頸,主要在于二氧化碳的管道輸送方面。由于二氧化碳在輸送過(guò)程中會(huì)有多個(gè)相態(tài),且在游離水的情況下具有腐蝕性,安全性對(duì)于管道輸送要求非常高。同時(shí)二氧化碳管道及站場(chǎng)設(shè)計(jì)沒有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可以參考,許多問(wèn)題沒有明確的指導(dǎo)原則。
如果二氧化碳的捕集、封存和利用的相關(guān)技術(shù)能夠突破瓶頸,再通過(guò)普及專業(yè)和環(huán)保知識(shí)消除社會(huì)公眾的安全性憂慮,這不僅能極大地改善全球氣候環(huán)境,也將為全球聚焦的節(jié)能減排注入一劑強(qiáng)心劑。