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5 ― Quanqiu Keji Jingji Liaowang CONTENTS October

2012 Vol.

27 No.10 Current situation of CCS technologies and its development trends in EU ZHANG Zhiqin (5) Australia'

s Clean Energy Act

2011 and its effects on Chinese stakeholders CAO Zhouhua (12) UK'

s major science&

technology development strategies and research progress in

2011 WANG Zhongcheng (15) Review on France'

s scientific research system reform and its S&

D development In

2011 QIU Juliang (22) Analysis on the United States transportation and characteristics of its management system WU Wei (30) Review on Russian government'

s science and technology investment and its innovation development ZHANG Xiaodong GONG Huiping (37) US research needs for harnessing fusion power and its strategic R&

D plan FENG Beiyuan (48) Antarctica?expedition?and?local?social-economic?development Case?study:?Tasmania'

s?Antarctic?industry?development?plan WU ?Yilin (53) Building a modern vein industry is of great significance for China'

s future development LI Ying (58) Analysis on the fluctuation of labor supply and demand of China TIAN Dazhou (65) 摘要: 根据欧盟? 2020? 能源战略和? 2050? 能源路线图确定的节能减排目标, 碳捕获及储存技术将成为实 现欧盟能源战略不可或缺的关键技术. 欧盟碳捕获及储存技术相对成熟, 但其进一步的研发创新和应用 推广存在投资不足、 政策难以保障以及环境和社会因素的制约等障碍. 克服这些瓶颈问题, 将成为欧盟 碳捕获及储存技术未来的研发趋势和发展方向. 解读分析欧盟碳捕获及储存技术的研发现状、 市场前景 和发展趋势, 可为中国碳捕获及储存技术的可持续发展提供有益的线索和经验借鉴. 关键词: 欧盟;

碳捕获及储存技术;

CCS商业化;

零排放技术平台 中图分类号: F150.45;

X701(5) 文献标识码: A DOI: 10.3772/j.issn.1009-8623.2012.10.001 欧盟碳捕获及储存技术研发现状与发展趋势 作者简介:张志勤 (1956-),男,国际合作司副司长,主要研究方向为科技管理和自动控制. 收稿日期:2012年6月19日 张志勤 (中国科学技术部,北京 100862)

一、 欧盟碳捕获及储存技术研发现状 近几年,欧盟积极采取行动计划大力发展可再 生能源和提高能效,但至少从中短期而言,化石 燃料仍然是欧盟电力行业的主要能源.因此,用 于减少电力行业和各种重工业对大气的二氧化碳 (CO2)排放的碳捕获及储存技术(carbon capture and storage,CCS)被认为是积极应对气候变化, 具有广阔前景和未来希望的技术选择. CCS?技术由?3?大环节组成: 从工业能源资源消 耗中分离出?CO2?的处理工艺;

将?CO2?运输至储存地;

CO2?长期储存地,通常由地质结构石油或天然气 田或地下盐水层构成,便于?CO2?同大气隔绝.欧盟?2020?战略以及欧盟?2050?能源战略路线图,已明 确能源的可持续和资源的有效利用目标,CCS?技 术将在推动能源经济向低碳经济转变过程中扮演极 其重要的角色. 截至目前,欧盟的?CCS?技术主要应用于能源 行业和?CO2?相对集中排放的工业行业,包括但不 仅限于电力行业.CCS?技术,理论上可以实现化 石能源发电厂?CO2?接近零排放,其步骤为:能源 转化过程中的?CO2?捕获、CO2?安全运输和?CO2?长 久储存.每个步骤均包括几项技术选择,各项技 术具有不同的功能效果和成熟度,因此,每项技 术的选择均面临多项技术的优化组合和比较.欧 盟已通过新建?CCS?技术火电厂或采用?CCS?技术 翻建改造火电厂的示范工程,对各项?CO2?捕获技 术进行优化组合,积极研发和完善?CCS?技术. CCS?技术的?3?个步骤均包括各自的成熟技术,但 完成?CCS?技术的整个价值链,需要对?3?个步骤的 技术进行整合和匹配,这同样需要进行大量的研究 开发活动.目前,世界上已有?20?项?CCS?技术预商 业化示范工程项目,正在验证?CCS?技术的各种优 化组合;

另有数?10?项?CCS?技术的示范项目正在计 划或开发建设过程中. ( 一)CO2?捕获 (Capture) 目前,化石燃料火电厂?CO2?捕获工艺比较成 熟的主要有?3?种方式[1] . 1. 后燃烧捕获 (Post-Combustion) 后燃烧捕获是从燃烧反应后的烟道气中取出 CO2.目前,处于优先位置的后燃烧捕获技术是利 用化学溶剂清洗.烟道气被化学溶剂清洗将?CO2? ・国外科技发展最新动向专题・ Address:No.54, Sanlihe Road, Beijing

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68511566 Http://www.kjliaowang.com.cn E-mail:[email protected] 全球科技经济t望 2012年10月第27卷第10期―6――7―用于油田的石油开采,因此,CO2?管道运输商业化 运行的安全可靠性已得到验证,并保持着良好的记 录.欧盟商业化运行的大型?CO2?输气管道设施位 于挪威的北海油田(长?160?公里)和荷兰阿姆斯特 丹至鹿特丹之间.欧盟确定的?2030?年?CO2?输气管 道网络,目标是?8?800?公里. 目前,大型?CO2?输气管道网络,运输?CO2?的 成本价格约?5?欧元/吨,不包括?CO2?集中和配送的 运输费用.欧盟进行的一项实验研究分析显示: 180?公里传输距离的点对点?CO2?输气管道,每 年运输?CO2?的能力是?250?万吨,运输费用?5.4?欧元/吨;

相同情况下,包括海上和陆地管道在内 的?CO2?输气管道运输,180?公里运输费用是?9.3?欧元/吨,如果运输距离延长至?1?500?公里,运输费 用将增加到?51. 7?欧元/吨;

同样的条件,CO2?海上 航运,180?公里运输费用是?8.2?欧元/吨,如果延长 至?1?500?公里,运输费用为?14.5?欧元/吨[4] . ( 三)CO2?储存 (Storage) 欧盟各种?CO2?长久储存的技术仍然处于研发 阶段,相对而言,CO2?地质储存技术因其成本价格 优势而成为首选.欧盟地质储存?CO2?的工业化示 范项目处于实施阶段.正在研究开发的?CO2?储存 地质结构主要包括:石油和天然气田;

地下盐含水 层;

地下非开采煤层.据估计,世界范围内地质 结构?CO2?的总储存能力可达到?10?万亿吨,其中, 欧洲?CO2?存储能力为?1?170?亿吨,欧洲几乎所有 的?CO2?储存潜力均来自石油或天然气田和地下盐 含水层两种地质结构. 欧盟?CO2?压缩气体已被石油天然气工业大 规模应用,用于注入地质多孔岩层,提高油气的 开采生产率(EOR) ,属于商业化的成熟技术. CO2?的地质储存地需要进行严格的环境影响评价 (EIA) ,因此,必须有全社会公众的广泛参与. 考虑到环境影响评价的不确定因素和约束,CO2?储 存的深海地质结构,可能成为未来?CO2?长久储存 的新选择[5] . 目前,欧盟石油天然气田?CO2?储存的成本价 格低于地下盐含水层储存,陆地?CO2?储存成本价 格低于海上储存.一般石油天然气田?CO2?储存的 成本价格为?1~7?欧元/吨,而海底盐含水层?CO2?储 存价格约?6~20?欧元/吨.

二、 欧盟碳捕获及储存技术市场发展与 需求 ( 一)世界范围内?CCS?商业化项目 目前,世界范围内有关商业化运营的? CO2?捕获、运输和储存项目共有?7?项. 1. 世界首座燃煤氧燃烧捕获?CCS?发电厂示范 项目位于德国的?Spremdurg,装机容量?3?万千瓦, 于?2009?年正式运营.该示范厂捕获的?CO2?通过公 路气罐车运往?Ketzin?的研究试验基地,注入地下 盐含水层. 2. 西班牙西北部?Silin Leon?的?3?万千瓦 CCS 火电机组已通过验收,将于近期启动运营. 3. 美国的?CCS?技术系统网络,已经过多年 的商业化成功运作,仅?CO2?输气管道网络里程已 达?4?000?余公里. 4. 加拿大的?Weyburn-Midale?项目,CCS?技术 作为提高油气开采率(EOR)的一部分,利用来自 生化企业生产合成燃料产生的?CO2?进行?CCS?技术 处理. 5. 挪威分别于?1996?年和?2008?年启动运作的商 业化项目,利用天然气纯化过程中产生的?CO2,注 入北海油气田进行?CCS?技术处理. 6. 阿尔及利亚于?2004?年开始运作的?CCS?技术 商业化项目,向?Salah?油气田注入?CO2. 7. 澳大利亚和荷兰的?CCS?技术商业化项目已 于近期投入运行. 迄今为止,世界平均每年?CO2?储存量可达?300 余万吨,其中?95?项提高油气开采率(EOR)的注入 CO2?商业化项目已完成 ?4?000?余万吨?CO2?的储存. ( 二)欧盟?CCS?技术商业化进程 目前,欧盟?CCS?技术的研发创新活动主要集 中在电力生产行业和石油天然气工业,以及相关 的燃料、设备和服务供应商.从长期角度而言, 欧盟?CCS?技术还必须进行大量的提高效率和降低 成本的研发创新活动.根据欧盟?CCS?技术平台的 战略规划,到?2020?年,欧盟?27?个成员国电力行 业?CCS?燃料发电机组的装机容量将达到?600?万千 瓦,2030?年达到?3?500?万千瓦[6] .CCS?技术规划 的实施,将为欧盟相关基础设施和有关工业企业 提供新的商业机遇.实际上,欧盟商业化大规 ........