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阿尔斯通黑泵实验2015年淘金中国

发布时间:2019-07-12 19:26:42

阿尔斯通黑泵实验:2015年淘金中国

由火力发电所排放的二氧化碳(CO2)占全球二氧化碳总排放量的40%,因此,化石燃料的无碳排放发电技术是减少二氧化碳排放的关键所在。眼下,一些发达国家正在着手开发火电厂二氧化碳捕捉和埋存的技术及设备,而这种减排技术对中国来说也是最需要的。

国家发改委副主任解振华透露,本月7日至8日,中国政府和联合国在北京共同召开应对气候变化技术转让高层研讨会,集中研究解决技术转让这个问题。

在德国勃兰登堡州茂密的森林中,一个火电厂刚刚开始运行。

这个名叫黑泵(Schwarze Pumpe)的电厂,由法国阿尔斯通(ALSTOM)公司和瑞典Vattenfall公司联合建造。与传统火电厂不同的是,黑泵电厂正试图通过碳捕捉和埋存的技术及设备,将发电所排放的二氧化碳全部回收。

上周,阿尔斯通中国总裁布尔布勒·克鲁德(Claude Burckbuchler)告诉《第一财经》:“电厂在三年试运行期间所捕获的二氧化碳被加压为液态后,将被注入地下3000米的气田,这又能提高石油采收率。”

黑泵电厂仅仅是阿尔斯通推广其碳捕捉与埋存技术的一个样板。布尔布勒·克鲁德称,阿尔斯通已经在全球建立了9个燃煤电厂二氧化碳捕捉的试验厂,并有望在2015年实现全面的商业化。大约在2015年到2020年间,就能面向中国市场来推广这项技术。

不过,对于中国来说,这种减排技术应该来得更早一些。

“重点高排放行业的减排技术大部分在发达国家手里。如果在改造重点行业的时候,把这个技术拿到发展中国家,无疑会解决大量的温室气体排放问题。”10月29日,国家发改委副主任解振华在国务院办举行的发布会上说。

“中国主张建立一种技术转让机制,由发达国家拿出GDP的0.7%,用以帮助发展中国家应对气候变化。”解振华透露,本月7日至8日,中国政府和联合国在北京共同召开的应对气候变化技术转让高层研讨会集中研究解决这个问题。

“黑泵”模式

黑泵电厂被业界称作“全球首个采用富氧燃烧技术的火电厂试验项目”。从阿尔斯通电力系统部技术高级副总裁苏巧思展示给的照片上看,黑泵电厂与传统意义上的电厂没有太大的区别。最大的区别在于黑泵电厂使用了“富氧燃烧锅炉”。

富氧燃烧是指使用氧气而不是空气燃烧煤炭,以产生容易捕捉的高浓度二氧化碳。这种技术的独特优势在于既能用于新建的燃煤电厂,也适用于改造现有的燃煤电厂。

“我们将进行两个阶段的试验。”苏巧思称,第一个试验阶段将主要使用褐煤,第二个试验阶段将主要使用烟煤。这些试验将对新建电厂及现有电厂的改造,提供在传热、燃烧效率、排放、动态特性、电厂设计、性能、成本和经济效益等方面的重要数据。

作为样板电厂,黑泵电厂还配备了一个用于演示完整的富氧燃烧流程(从氧气生产一直到二氧化碳净化和压缩)所需的全部组件。

据国际能源署(IEA)的数据,由发电所排放的二氧化碳占全球二氧化碳总排放量的40%。2005年全球二氧化碳排放量为110亿吨,如果不采取任何控制手段,预计到2030年,发电领域的二氧化碳年排放量将增长到近190亿吨。因此,化石燃料的无碳排放发电技术是减少二氧化碳排放的关键所在。

布尔布勒·克鲁德向描述了阿尔斯通对“碳捕捉”的一个总体性的思路框架:从主营业务领域电力行业入手,提供先进可靠并且价格合理的技术,将二氧化碳捕捉并埋存,以降低发电领域的二氧化碳排放。具体的时间表是到2015年实现燃烧后捕捉技术的市场化,在2020年左右实现富氧燃烧解决方案的市场化。

除了黑泵电厂之外,阿尔斯通正在其位于德国、法国、挪威、瑞典、美国和加拿大的8个试验工厂内测试富氧燃烧捕捉技术。

二氧化碳捕获有3种主要技术路径:燃烧前捕捉、富氧燃烧捕捉和燃烧后捕捉。苏巧思告诉,阿尔斯通正专注于后两种技术的研发,原因是这两种技术面对的市场更大。

“燃烧前捕捉技术只能用于新建发电厂。”苏巧思说,后两种技术对于像中国这样的新兴市场来说至关重要,因为这些市场需要升级现有发电设备,以达到环境要求。

据国际能源署的预测,到2030年,全球发电装机总量接近翻一番,由风力(7倍)和水力(增加80%)推动的可再生能源技术将迅猛发展。到2030年,核电容量将实现强劲但有限的增长(50%)。无论发生那种情况,到2030年,化石燃料的发电量仍将占到总发电量的60%以上。

电力需求的增长意味着煤电市场的强劲增长,而其主要动力来自于中国和印度的新增装机容量,以及欧洲和美国发电设施的新老更换。国际能源署的预测表明,到2030年,中国和印度的新增装机容量约占全球新增装机容量的50%。

碳捕捉门槛

让现有的和在建的电厂增加二氧化碳捕捉和埋存的技术及设备,显然会增加成本。这是电厂首先要迈过的一道坎。

不过,英国碳捕集埋存联盟的发起人和主管琼·吉宾斯认为,增加的钱并不多。他分析说,总有人认为“捕集需要耗钱”是碳捕集埋存技术的毛病。如果使用现在的技术,捕集需要大约25%的额外燃料和购置额外的设备。这将增加30%到40%的发电成本。额外的成本看起来似乎很多,但平均下来,每吨二氧化碳的减排成本只需要25至30欧元(相当于250元至300元人民币)。

“这个问题要看你怎么看。”苏巧思分析说,可以参考一下石油的成本变化。几年前每桶石油的价格还是25美元,前段时间曾涨到147美元,这个增长不可谓不大,但大家对它已逐渐有了承受力。回到电厂的成本问题,随着技术的普遍采用,成本也会逐渐下降。

苏巧思说,早些时候,各国的电厂在安装脱硫装置时,人们也曾经认为加大了成本而不愿意接受,而随着安装越来越多,成本也就下降到大家都可以接受的程度。

据测算,二氧化碳的运送和埋存过程所产生的成本占捕捉和埋存过程总成本的20%。二氧化碳的运送可以通过常规的管线,这种管线可以使用现有的石油和天然气管线。

除了成本因素之外,建设资金和相关法律法规滞后也是一个大问题。

布尔布勒·克鲁德在接受采访时就承认,二氧化碳捕捉和埋存技术的推广正面临着法律及资金的挑战。“我们还需要促进全社会对这类技术的认识,提高它的认知度。我们需要有立法支持,保证此类技术得以实现和推广,例如要求每个新建电厂必须配备二氧化碳捕捉设备等。”但布尔布勒·克鲁德称,“我们很高兴看到全球公众对这一技术的态度正在改变。”

去年,联合国下属组织“政府间气候变化问题研究小组”(IPCC)曾测算,理论上到2100年,通过“二氧化碳捕捉及储存(CCS)”技术可将2200亿吨至2.2万亿吨二氧化碳气体掩埋起来,达到届时全球二氧化碳处理总量的15%至55%。

尽管如此,今年,碳捕捉和埋存仍然受到了来自环保组织的“攻击”。一家国际环保组织在5月发表的报告认为,“碳收集和储存是骗局,而且满是不确定因素。”一些环保组织还要求政府放弃进行碳排放收集的投资,认为“把投资放在可再生能源上更合理,如太阳能和风能。”

“碳捕捉在技术上是否可行?这一点毋庸置疑。”他解释说,目前全球科学家已经提出了多种不同的碳捕捉技术。阿尔斯通重点研发的是富氧燃烧技术和燃烧后捕捉技术。技术本身在理论上不存在任何问题,问题只是如何从实验室推广到大规模商业应用。

挪威Sleipner项目被称为是所有碳捕捉项目的鼻祖。在这个项目中,天然气在被从地下抽出的过程中剥离出二氧化碳,二氧化碳被压回地下储存,每年埋存量为100万吨,该项目已持续了11年。

据环球能源的消息,澳大利亚今年4月初也宣布在Victoria实施第一个碳捕集与封存(CCS)验证装置。这一位于Victoria西南部的项目将从天然气中捕集10万吨二氧化碳注入2公里外的衰竭天然气储藏之中。

技术转让之难

许多技术,当引入到中国一些企业之后,可能会变味。

以阿尔斯通烟气脱硫技术为例,电厂安装了脱硫设备后,可减少硫氧化物和氮氧化物排放达90%以上,超临界、超超临界技术可使二氧化碳的排放量减少30%以上。另外,阿尔斯通还在中国市场推广清洁煤技术以及清洁锅炉,如上海外高桥电厂就采用了阿尔斯通的锅炉,这是目前中国发电效率最高的锅炉,只要300克煤就可以发一度电,从节能入手,最终减少了排放。

尽管烟气脱硫设备已经大量安装在装机容量为13GW的电厂,现实却是,许多电厂出于节省成本的考虑,经常不开机。

但摆在中国人面前的形势更为严峻:我国是全世界煤炭开采量和消费量最大的国家,每年80%的二氧化碳排放量来自燃煤。煤炭还是我国最大的空气污染源,制造了85%的二氧化硫排放量、67%的氮氧化物排放量和70%的悬浮颗粒物。

“我国目前的煤炭使用模式很少顾及其环境后果。”经济学家茅于轼对说,这不仅是技术落后的问题,也是市场与政策失灵的结果。

事实证明,我国在煤炭上减排二氧化碳潜力巨大。据国家发改委统计,2006和2007年全国累计节能1.47亿吨标准煤,相当于少排放3.35亿吨二氧化碳。

“中国在减排问题上发挥着举足轻重的作用,如果这个问题在中国得不到解决,那么在全球更广泛的层面上也不可能得到解决。”布尔布勒·克鲁德认为,对中国来讲,更紧迫的应该是现在就把碳捕获和埋存理念介绍给大家,在新建电站的时候,首先应该把这个因素考虑进去,在设计过程中,就预留出空间,以便将来设置捕获设备。

布尔布勒·克鲁德表示,阿尔斯通希望能在中国开展一些减排试验项目,目前正在积极寻找本地合作伙伴。“我们也计划将有关技术引进到阿尔斯通在中国的合资厂。到了中国合资厂以后,还要进行本地化,根据中国的实际情况再进行二次开发。”

“按照《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》提出的要求,发达国家要率先进行温室气体的减排,这点是不言而喻的。”10月29日,国家发改委副主任解振华在国务院办举行的发布会上说,按照公约的要求,发达国家还应落实向发展中国家提供资金和转让技术的承诺。

解振华指出,技术转让、技术创新是应对气候变化非常关键的措施,它是一个基础。他举例说:“中国在大力发展风能的同时,其中缺少两项关键的技术,一是变频器、一是轴承,这就增加了发展风能的成本,如果这两个技术能够转让给中国的话,那么会大大地降低成本,风能的发展会更快。”

据了解,我国政府已经在去年以来的几次国际会议上,对减排技术转让和资金问题提出了政策建议。

对于外界有关金融危机可能成为发达国家减缓技术转让和资金输出借口的担心,解振华表示,应对金融危机和应对气候变化并不矛盾,绝对不要因为当前的金融危机影响了国际社会应对气候变化的谈判进程。相反,解振华认为,“应对气候变化为应对金融危机创造了一个好的机遇。”

关键词:

阿尔斯通

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