大力推動碳捕集利用和封存(CCUS)和生物質(zhì)能的碳捕集利用和留存
除了現(xiàn)在正在大力研發(fā)和示范的碳捕集利用和封存(CCUS)技術(shù)外,另一類實用和可行的技術(shù)是生物方式碳捕獲與留存。它與當(dāng)前在重點研發(fā)示范中的物理方式碳地質(zhì)封存(CCS,將捕獲的CO2液化后用高壓打入數(shù)千米深的地下鹽水層和廢礦井)完全不同,是通過植物的光合作用從大氣中吸收CO2,以碳水化合物為主的形態(tài)貯存在植物體、動物體和某些微生物中。嗣后生物殘體進(jìn)入土壤,碳能長期保留于土層之中,也可在CO2被收集加工后,用于種植植物(CO2施肥)和養(yǎng)殖藻類。最終也進(jìn)入土壤中被長期留存。要想達(dá)到“
碳中和”的目標(biāo),光靠減少
碳排放量是不夠的,還需要用負(fù)碳排放產(chǎn)生的減量,抵消掉相當(dāng)一部分的CO2 排放量。這已是國際氣候變化界的共識。生物質(zhì)正獨具負(fù)碳排放和生物性碳捕獲與留存功能,是迄今為止任何一種溫室氣體
減排手段都不具備的,值得引起高度重視。生物質(zhì)能加碳捕獲與留存的負(fù)碳排放,其英文簡稱為BECCUS(Bioenergy with CO2 capture,utilization and storage)。對于煤電的BECCUS技術(shù),為獲取生物質(zhì)能的碳負(fù)排放效應(yīng),需要將農(nóng)林生物質(zhì)能源資源轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)耦合發(fā)電的燃料,或加工為生物炭。同時通過收集利用煙道中的CO2。
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)在2013年的第五次評估報告中,高度評價了BECCUS是“極少有的、能將近幾百年來被大氣吸收積存的CO2吸出/移走的技術(shù)”。IPCC在其關(guān)于“可再生能源的特別報告”中,為將本世紀(jì)末全球CO2濃度控制在430–480ppm范圍、以確保本世紀(jì)末全球溫升控制在2℃乃至1.5℃,提出了116個對策方案,絕大多數(shù)均要依靠BIOCCUS等碳凈負(fù)排放技術(shù)才能實現(xiàn)。國際能源署(IEA)在其“能源技術(shù)展望2017: 加速能源技術(shù)變革”報告中,提出的8種負(fù)碳排放途徑中, 有以下四種屬于生物性碳捕獲與留存,即:(1) 生物質(zhì)能 +二氧化碳捕獲利用儲存(BECCUS);(2) 造林;(3) 生物質(zhì)制生物炭并用作土壤改良劑; (4) 改良農(nóng)業(yè)種植方式。
我國生物質(zhì)發(fā)電負(fù)碳排放的一個案例是,
內(nèi)蒙古毛烏素3萬千瓦生物質(zhì)電廠利用種植的能源植物沙柳作燃料、并采用養(yǎng)殖螺旋藻的液體吸收煙氣中的CO2作為培養(yǎng)基碳源。據(jù)介紹螺旋藻液有很強的從煙氣中吸收CO2的能力,回收率可達(dá)70%,將CO2壓縮后供給成百上千個養(yǎng)殖螺旋藻大棚,每年可捕集發(fā)電產(chǎn)生的CO2 15萬噸。加上沙柳地下部的固碳量,每年可實現(xiàn)吸收CO2 50-60萬噸。同時,通過利用CO2代替?zhèn)鹘y(tǒng)養(yǎng)殖螺旋藻需用的小蘇打,螺旋藻的產(chǎn)量可提高一倍,成本降低三分之一,2011年其螺旋藻的產(chǎn)值達(dá)4億元。這種集固碳、減碳和用碳于一身,實現(xiàn)“負(fù)碳排放”的經(jīng)濟(jì)模式,獲得2012年聯(lián)合國環(huán)發(fā)大會的特別貢獻(xiàn)獎。這一案例說明,采用生物質(zhì)燃料發(fā)電實現(xiàn)碳的零排放,而通過生物質(zhì)捕獲用于生物質(zhì)吸收實現(xiàn)負(fù)碳排放,實際上是一種通過生物質(zhì)捕獲和利用二氧化碳的技術(shù),植物和藻類在生長過程中將碳從大氣中“吸出”,如果再加上與生物質(zhì)能配套的碳捕獲利用技術(shù),可大幅度減少其在利用時重新排放到大氣中的CO2。最終產(chǎn)生負(fù)碳排放的效果。
結(jié)束語
習(xí)近平總書記關(guān)于能源革命和碳達(dá)峰與碳中和的一系列講話和論述,對我國煤電的低碳發(fā)展與轉(zhuǎn)型,具有極其重大的指導(dǎo)意義。由于我國貧油、少氣、富煤的能源資源稟賦,我國現(xiàn)在的電源和電量結(jié)構(gòu),仍然是以煤為主。為了實現(xiàn)我國碳達(dá)峰和碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo),煤電如何實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型,這是煤電面臨的巨大挑戰(zhàn),也是我國煤電必須解決的重大任務(wù),更是我國煤電實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,實現(xiàn)先進(jìn)煤電和低碳煤電的難得機遇。煤電要實現(xiàn)轉(zhuǎn)型,迎接挑戰(zhàn)和抓住機遇,關(guān)鍵是要學(xué)習(xí)和遵循習(xí)近平總書記的重要講話精神,“要立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,通盤謀劃,傳統(tǒng)能源退出必須建立在新能源可靠的替代基礎(chǔ)上?!?/div>
本文提出的煤電從低碳、零碳、乃至于負(fù)碳發(fā)展的三步走建議, 即:(1)改造升級現(xiàn)有煤電機組 (低碳);(2)煤與生物燃料混燒或燃料替換(零碳);(3)高效煤電或生物質(zhì)火電+ CCUS和BECCUS (負(fù)碳),是我們在學(xué)習(xí)了習(xí)近平總書記的有關(guān)講話精神后對我國煤電低碳發(fā)展的收獲和認(rèn)識。希望在我國廣大能源和
電力工作者的共同努力下,我國煤電的低碳轉(zhuǎn)型能夠早日實現(xiàn)。