能源技术研究所发布英国生物能CCS脱碳策略

本月，能源技术研究所（ETI）发布的一项报告强调，如果英国要以成本有效的方式实现2050年的温室气体减排目标，发展生物能碳捕集与封存（BECCS）尤为重要。

该报告名为“在英国推广生物能CCS的理由”，指出这一技术能在生产电力、热能、气体和液体燃料等能源时不增加额外的碳排放。

据ETI称，随着生物能CCS系统的主要部分得到独立验证，这项技术能在2030年实现推广。如果ETI的项目得到实施，那么到2050年将能完成最多5500万吨的碳减排量，相当于英国2050年排放目标量的一半。这也能满足英国未来10%的能源供应，并将履行2050年排放目标的成本降低GDP的1%。

ETI声称，英国只有在未来5-10年大力支持示范生物能CCS技术的商业化推广与更广的生物能和碳封存供应链的建设，才有可能实现上述愿景。根据ETI的报告，政府应确保英国CCS发展策略包含生物能CCS技术。

“英国利用生物能CCS效益的条件得天独厚，因为拥有丰富的离岸封存机会、生物能推广经验和在生物能及CCS领域的学术和行业实力，”ETI策略经理Geraldine Newton-Cross说，“生物能CCS的发展不存在任何重大的技术障碍。过去10年，独立的技术、行业和价值链存在的风险都已大大降低，因此下一步要做的是示范将这些元素整合在一个英国的电厂中。此举将能验证技术、原料供应和物流以及总体的商业可行性。为实现这一目标，英国政府的支持对于生物能CCS至关重要，最终做出的实施决定不仅是技术上的，还是政治和财政上的决定。”

根据ETI消息，气候变化委员会关于“《巴黎协定》后的英国气候行动”的报告及另外两份相关报告“明确指出，可持续生物能和生物能CCS都将在英国履行2050年温室气体减排承诺的过程中发挥关键作用，还能成为实现《巴黎协定》后净零排放愿景的核心要素。”

在第五届“生物质与煤混合燃烧”会议报告中，国际能源署（IEA）洁净煤中心并没有特别关注生物能CCS，但列出了一系列主要生产商利用生物质进行的示范和实验。这些产商包括意昂集团、丹麦东能源公司、Drax、法国燃气苏伊士集团和致力于研究生物质和废弃燃料带来的污染、腐蚀和下游催化剂失活等实际问题的科研机构。报告中写道，“这显示出目前行业对于发展生物质转化技术的兴趣，这也是生物能CCS的重要组成部分。”

报告中重点提到的主题之一是对于生物质燃烧系统和碳捕集的成本、效率和挑战的了解的深入，还验证了多个生物能价值链能实现碳减排、结合特定的原料和CCS时能实现较大规模的负排放。ETI以 Drax燃煤机组生物质转化和边界大坝商业化规模CCS燃煤发电项目作为实例进行论证。

该报告指出了将生物质燃烧和气化与CCS相结合的背景。ETI表示，以英国目前的生物质规模，尤其是在Drax等大型电厂的应用，生产出来的二氧化碳足以实现规模化碳捕集的经济效益。

目前，英国国内还没有大型的CCS项目，但在北海的大规模地下封存已在挪威开展，到2017年，全球将有22个电厂在运行时使用CCS技术，横跨燃烧前、燃烧后燃煤、天然气蒸汽转化、生物能源（玉米制乙醇），以及电力、天然气生产、炼油、化工和钢铁行业。同时，日本环境省近日选中东京东芝集团在49兆瓦的三川町电厂建设一个碳捕集装置，每天捕集500吨以上的二氧化碳，这将成为第一个进行碳捕集的生物质电厂。

虽然CCS在英国没有实现广泛发展，但生物能在其可再生能源中所占比例最大，占可再生能源投入的73%（151亿千瓦时/年）以及最终可再生能源消费的59%。目前，生物能解决了英国5%的能源总需求，另外的38%来自发电，14%来自运输燃料，48%来自热能。

这份报告详细阐述了英国相关原料的潜在可用性和可持续性，并确定和评估了在英国进行高容量、低成本、低风险的碳封存及连接到这些封存地所需的基础设施。

ETI利用一个生物能价值链模型来解读未来生物能行业的发展情景，并分析出英国能否将生物能CCS推广到能支持其脱碳发展道路的程度。根据研究情景，以生物质为原料的最终电力输出需要达到约190亿千瓦时/年，而以废弃物为原料的电力输出要达到约45亿千瓦时/年。ETI的分析表明，到2050年代，英国生物质原料生产的额外需求可以通过将140万公顷的农业土地转化为生物能源作物和森林来实现。报告中写道，在不影响英国现有食品安全级别的基础上，对农业系统的耕作方式和处理厨房垃圾和闲置土地的方式略作调整就能实现这一转化。

该报告还发现，如果生物质原料的种植率持续保持在3万公顷/年，再加上适度的进口，就足以能让英国按计划完成2050年可再生能源目标。

该报告调查了生物能生产应用的原料、预处理、转化和碳捕集技术的最佳组合方式。ETI在报告中还试图解答如何实现生物能和生物能CCS最大减排量的问题。报告最后还给出了关于来源于英国的二氧化碳的封存量和如何安全有效地监测这些封存活动的深入见解。