未来的能源-碳捕获和储存

壳牌(Shell)、雷普索尔(Repsol)和英国石油(BP)等公司都设定了大胆的目标，以实现净碳中和。各国政府也将朝着这个方向前进。但是如何到达那里呢?碳捕获和存储(CCS)始终是这一战略的核心。我问本·加拉格尔他是新兴技术首席分析师CCS新报告关于机遇和挑战。

CCS是什么?

去除在加工或燃烧中释放的二氧化碳（CO2）的方法。CCS可应用于发电，天然气加工，精炼，水泥，氢气改造和化学品等行业。现在正在进行搜索以使用碳或将其嵌入材料 - 所谓的碳捕获利用和存储。

填写此页面上的表格以下载碳捕获和存储2020执行摘要和报告手册。

为什么人们对CCS如此感兴趣?

很少认为全球经济可以在未来几十年内茁壮成长，没有煤炭，石油和天然气。世界将发射碳数十年;诀窍是捕获和存储它。商业，缩小CCS意味着我们可以使用化石燃料，同时大大减少二氧化碳排放，直到能耗完全脱碳。对于水泥和钢等难以脱碳的扇区，这将是非常重要的。

二氧化碳是如何被捕获的?

有四个主要过程，每个主要流程都有自己的复杂性。首先，预燃烧。将氢气和一氧化碳（CO）的气体混合物转化为CO 2。然后使用溶剂除去CO 2。

其次,燃烧后。硫磺和氮基气体以及任何微量金属都需要去除。剩余的烟气随后被加热并用溶剂处理，释放出二氧化碳。

第三种是氧燃烧，即在燃料燃烧过程中添加氧气，使得烟气中的二氧化碳浓度更高。最后，还有直接空气捕捉技术，这是一种新兴的技术，可以去除大气中的二氧化碳。这是非常能源密集型的，但可能会起到长期作用。

碳是如何储存的?

在世界各地的许多耗尽的石油和天然气场中，二氧化碳通过管道运输。全球CCS研究所估计在今天的年度排放水平上近400年的储存能力 - 足以满足巴黎气候目标。地质稳定是工作的环境标准之一。还有储存的长射击竞争者 - 例如低级煤层和盐水库。

可以使用碳吗？

是的 - 为了加强石油和天然气回收，延长了生产水库的经济寿命。被认为的新概念包括：在混凝土和其他建筑材料中嵌入二氧化碳;纯化碳酸化;将其转化为聚氨酯，用于家具和其他材料;并将其转化为食品。

有哪些挑战？

CCS的想法已经存在了几十年，但仍然没有真正实现。我们估计有68个项目已经启动和终止，主要是因为CCS非常昂贵。成本很难控制，因为没有一个项目是相同的，而且很多技术是专有的。

相反，我们避免了“二氧化碳成本” - 这是一个项目经济的碳价格。我们估计大多数申请需要最低90美元/吨的最低碳价格，今天的交易价格约为三倍。成本差异很大 - 一些电力项目可能会赚到50美元/吨以下;在难以脱碳等钢铁等领域，它达到120美元/吨;和水泥高达194美元/吨。

费用需要下来。R＆D将有助于，随着时间，尺度和模块化，标准化的方法。但CCS还需要财政支持 - 与美国最近的税收抵免一样 - 它需要获得低成本的融资，因此投资者可以产生足够的股权回报。

需要多少投资？

如今，这是脱碳故事的一小部分 - 4200万公吨装机容量能够捕获每年全球排放量的1％。大多数都附在发电厂。我们认为能力将加倍到2030年。随着电力部门的转型到可再生能源，蓝色的制氢在CCS发展的管道中所占的比例越来越大。

如果世界就是进入2度途径到2050年，我们可能需要多达40亿吨的产能，是我们目前产能的100倍。指数增长需要指数投资。这只有在有激励措施的情况下才会发生——高碳价格、政策支持，或者最有可能两者兼得。

大型石油将如何投资CCS？

首先，储存从高二氧化碳气田提取的碳——雪佛龙(Chevron, Australia)和Equinor (Sleipner和Snovhit, Norway)的项目已经投入运行。

第二，注入燃烧后的二氧化碳以提高石油采收率——西方石油公司是二叠纪盆地的主要代表之一。

第三，也是一个巨大的增长机会，是与高排放但难以脱碳的部门合作。道达尔已与加拿大的拉法基和斯万特公司合作，对拉法基在不列颠哥伦比亚省里士满水泥厂的二氧化碳捕获和再利用进行试点。

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