观点聚焦：碳捕集还是能源智能化？

近年来，碳捕集与储存技术（CCS）被广泛运用于传统化石燃料发电厂中。

由于现有发电厂较易于改造，因此大部分都采用是燃烧后捕集的方式。

这包括从电厂烟气中除去二氧化碳，然后将其压缩成液体。在英国，已枯竭的海上油气田被认为是液化二氧化碳的潜在封存设施。

尽管经过了10多年的努力，当下英国在CCS领域仍然没有进一步发展。关于其原因，Lord Oxburgh提交了一份关于CCS的委托报告并透露：在缺乏相当的商业动机的环境下，只有通过国家开展示范项目才有可能将CCS继续推进。

这项技术有几个难点尚未得到解决。去除、处理和吸收二氧化碳的过程成本高，同时也属于密集能源。燃气发电站利用燃烧后捕集的方案，能够产生11-22%额外的寄生负载捕集结果。这意味着发电厂必须燃烧比原来高16%的天然气才能提供捕集能力，同时这也意味着排放量增加了16%。

和所有CCS计划一样，管道成本和对封存地安全性的担忧也非常突出。

此外，如果发电站需要额外16%的天然气，那么天然气供应商必须处理和转移这额外的天然气所造成的更多间接有害气体的排放。

多年来，NETPOWER的富氧燃烧中使用的奥勒姆循环技术备受好评，它甚至被吹捧为发展CCS的“圣杯”。这个过程包括从空气中分离氧气，用碳氢燃料燃烧氧，使用燃烧产物——水和二氧化碳来驱动高压涡轮。为了提高热效率，高温的二氧化碳加压循环后回到燃烧器。二氧化碳也是在适合管道运输的压力下产生的。虽然这看起来是一种很有前途的技术，但它仍然燃烧化石燃料并产生二氧化碳——这真的是一个圣杯吗？

此外，这个方法并不适用于电厂的改造，因此其对解决英国现有的化石燃料、发电厂的二氧化碳排放问题显得无能为力。

近日，燃烧后捕集的CCS方案在Peterhead燃气发电站被否决了。壳牌和上证所计划在苏格兰推出全球首个全流程CCS项目。他们表示，在10年内，将从一个燃气轮机里捕集1000万吨的二氧化碳。并保证将捕集到燃气轮机85%的二氧化碳。这些二氧化碳将通过管道运输到离岸60英里的Goldeneye气藏封存点进行封存。

比如，把Peterhead的二氧化碳放进特定的情景中。在英国，每年用于烹饪的电使用量占其英国国内年电使用量的16%，换句话说，即17.3太瓦小时（TWh）总共108twh用于烹饪。

烹饪可以进一步划分为：电水壶所使用的电量占烹饪使用电量总量（17.3TWh）的34% ，即每年5.9TWh。这相当于一个发电站的输出670MW的电量。

在英国，由于我们经常把水壶装得太满，导致水壶的使用尤为低效。我们烧的水总比我们需要的多，如果我们只煮泡茶和咖啡所需的水，那么至少可以节约一半的能量，大概335MW的电量。Peterhead项目中从400MW燃气轮机捕集过程中，节约了85%的输出，即340MW。因此，和减少烧水壶的水所能够节省的能量相当，我们本来可以避免产生Peterhead CCS项目中所能够捕集到的二氧化碳量。

此外，与燃烧后捕集的CCS不同，水壶管理方法可以立即得到实施，而且无需耗费任何东西。这将不仅相应地减少其他大气污染物，还可以节省电费。因此，这应该称之为Peterhead CCS项目还是或水壶智能化？

当然，水壶智能化只能达到英国所需的碳减排目标的一个小部分。但它确实说明了为什么提高能效比CCS更能减少二氧化碳和其他有害气体的排放。

因此，我们还有那些能做的呢？例如，智能照明、关掉电脑和显示器，以及不让电视机待机等，这些都是英国国内消费者可以实施的众多想法中的一部分。如果我们能够实现碳中和住宅的目标，英国现有的一半的燃气电厂可以停止运行。

如果工业界和其他非英国国内消费者将能源节约率提高到20%，那么燃气电厂将相应地削减能源。而20%这个数据是否靠谱？作为一名有着40年行业经验的化学工程师，我相信这个数字是可以实现的。其需要考虑的关键领域是泵和压缩机的效率、分离过程中的能源利用、热电联产、燃料管理、绿色混凝土和能源一体化。

加快可再生能源的供应，以取代化石燃料为基础的时代也将是实现英国碳目标的关键。

此外，CCS的发展不应局限于电厂。CCS的生物能源（BECCS）似乎是比燃烧化石燃料更来得有前途的一种技术。

因此，我们应该逐渐放弃只用于化石燃料燃烧的CCS技术，而使能源更加智能化，以及从根本上防止或减少二氧化碳和其他有害物的排放。