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CCSU有助解決煤炭利用的碳排放問題

2009-07-31 01:49:44  
  煤炭利用中的CO2排放問題正在越來越多地引起人們的關(guān)注。不管是直接燃燒發(fā)電,還是通過煤轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃料和化學(xué)品,都會(huì)有CO2的排放。為了減少CO2排放對(duì)環(huán)境的影響,二氧化碳捕集和封存(CO2 Capture & Storage, CCS)正在成為科學(xué)界和企業(yè)界研究的熱點(diǎn)。由于CCS成本高昂,開發(fā)二氧化碳下游利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值將至少部分彌補(bǔ)企業(yè)減少排放的成本。因此亞化咨詢認(rèn)為可以引入二氧化碳捕集、封存和再利用的概念(CO2 Capture, Storage & Utilization, CCSU)。
  
  ——捕集而來的高濃度二氧化碳可以用于提高原油采收率(EOR)。

  將二氧化碳注入衰竭的油田,可提高殘余油采收率,雖然在這個(gè)過程中仍會(huì)有小部分二氧化碳重新返回大氣,但是大部分二氧化碳將被封存在油井。這項(xiàng)應(yīng)用已基本成熟,但是石油公司可接受的二氧化碳價(jià)格和二氧化碳的捕集成本之間仍有差距。在中國,二氧化碳的捕集成本在60-80美元/噸,但中石油可接受的二氧化碳價(jià)格為20美元/噸。

  我國新疆擁有豐富的油氣資源和煤炭資源,大規(guī)模的原油開采、煉化和煤化工項(xiàng)目蓄勢待發(fā),亞化咨詢認(rèn)為將石化生產(chǎn)和煤化工生產(chǎn)所產(chǎn)生的二氧化碳捕集后用于提高原油采收率將具有廣闊的前景,符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。

    ——二氧化碳可用于提高煤層氣采收率(ECBM)。

    向煤層中注二氧化碳,可以利用煤對(duì)二氧化碳的吸附強(qiáng)度遠(yuǎn)大于對(duì)甲烷吸附強(qiáng)度的特性(煤對(duì)二氧化碳、甲烷、氮的吸附強(qiáng)度比例大致為4∶2∶1),置換煤層中被吸附的甲烷來實(shí)現(xiàn)提高煤層氣采收率的目的。國內(nèi)外對(duì)ECBM也已進(jìn)行了大量的研究。我國中聯(lián)煤層氣公司和加拿大ARC、Sploure 等公司合作開展 CO2-ECBM,在沁南TL-003井進(jìn)行微型先導(dǎo)性試驗(yàn)。

  ——二氧化碳的化學(xué)利用將大幅度提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

  雖然二氧化碳的反應(yīng)性較弱,但科學(xué)家們?nèi)匀粚?duì)其化學(xué)轉(zhuǎn)化進(jìn)行了大量的研究,試圖利用二氧化碳生產(chǎn)多種化學(xué)品。

  2008年8月,日本三井化學(xué)宣布將投資1360萬美元建設(shè)一個(gè)二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇的示范裝置。該裝置每年將150-160噸CO2和氫氣共同反應(yīng)后,大約能轉(zhuǎn)化成100噸的甲醇。隨后,甲醇再通過化學(xué)轉(zhuǎn)換,制成乙烯、丙烯和芳烴等基礎(chǔ)化學(xué)品。三井公司預(yù)計(jì)整套技術(shù)開發(fā)將在2010年3月份完成。

  由華東理工大學(xué)開發(fā)的酯交換法二氧化碳、甲醇和環(huán)氧乙烷生產(chǎn)碳酸二甲酯(DMC)聯(lián)產(chǎn)乙二醇的工藝已經(jīng)在國內(nèi)建設(shè)了多個(gè)工業(yè)化生產(chǎn)裝置,碳酸二甲酯有著廣泛的應(yīng)用途徑,可作為汽油添加劑、化工原料和低毒溶劑等。

  利用二氧化碳和環(huán)氧化合物生產(chǎn)塑料在中國已經(jīng)完成工業(yè)化示范,內(nèi)蒙、河南、江蘇和海南共建設(shè)了4個(gè)示范項(xiàng)目。IGCC裝置二氧化碳容易捕集的特點(diǎn)將為開發(fā)CCSU提供有利條件。首屆“中國IGCC多聯(lián)產(chǎn)高峰論壇”將于2009年3月26日至27日在上海召開,中科院廣化所二氧化碳制可降解塑料領(lǐng)域?qū)<覍⒃跁?huì)上介紹該技術(shù)投資和工業(yè)化項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)。

  亞化咨詢認(rèn)為,在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),如何將二氧化碳進(jìn)行具有經(jīng)濟(jì)性的大規(guī)?;瘜W(xué)利用仍將是極具挑戰(zhàn)性的事情,企業(yè)界正在進(jìn)行很多研究,但目前并沒有一個(gè)明確的時(shí)間表。由于轉(zhuǎn)化規(guī)模太小。二氧化碳的化學(xué)轉(zhuǎn)化并不能停止或者逆轉(zhuǎn)溫室效應(yīng)。

  將二氧化碳用于提高原油采收率(EOR)將是大規(guī)模封存和利用二氧化碳的有效途徑,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟,目前面臨的問題是二氧化碳?xì)庠床蛔悖凸究山邮艿亩趸純r(jià)格和二氧化碳捕集輸送的成本之間仍有差距。如果能夠得到政策和稅收上的適當(dāng)鼓勵(lì),CCSU將有助解決煤炭利用的CO2排放問題。

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