碳捕集成本大降50% 这个技术让CCUS不再昂贵

日期:03-21-2022

碳中和背景下，碳捕集、利用与封存（CCUS）是应对全球气候变化的关键技术之一，各国纷纷加大研发力度。但受成本和规模，以及地质条件限制，这一技术的商业化发展一直受限制。

近日，一家名叫Carbon Clean，专注开发CCUS技术的公司，获得美国能源巨头雪佛龙（Chevron Corporation）的投资。

Carbon Clean 成立于2009 年，总部位于伦敦，在西班牙、印度和美国设有办事处。它专注于提供碳捕获、分离和储存服务。

该公司已被英国政府三次出资支持，共提供了500万英镑的资金。同时CEMEX、威立雅等行业领导者与之建立了合作伙伴关系，并获得WAVE、Marubeni和BLUME等公司1600万美元的股权投资。

Carbon Clean声称，其目标是在炼油、水泥和钢铁等难以减排的能源密集型行业，在减排方面发挥关键作用，并降低碳捕获所需的成本和碳足迹。

该公司的技术已经在世界各地超过44个地点进行了规模化验证，包括位于英国、美国、日本、德国、印度、挪威和荷兰的工厂。它已经为印度Tuticorin碱性化工和化肥有限公司交付了世界上最大的工业规模碳捕获和利用工厂。

为何传统难以商业化的CCS技术，却受到如此追捧？Carbon Clean的商业前景的核心秘密是什么？

这需要了解一下Carbon Clean的新一代CCS技术。

01

完全模块化的结构

Carbon Clean是为水泥、钢铁、炼油厂和废物能源等难以减排的行业提供碳捕获解决方案的全球领导者。与现有解决方案相比，该公司具有经济高效的碳捕集的专利技术——一种完全模块化的技术CycloneCC™，能够大大降低碳捕获的成本。

公司宣称，Carbon Clean 提供的解决方案可将 CO2 的回收和捕集成本降低约 50%，采用的CycloneCC™技术可以防止90%以上的碳排放进入大气层，使重工业脱碳成为可能。

被捕获的碳可以作为原材料生产其他商品，例如，通过与水和炉渣混合来制造建筑材料。或者直接回到工业管道，将工业废物转化为新的收入，这被称为循环碳经济（CCE）。该公司也因此上榜普华永道英国迈向零碳的50家初创企业名单。

CycloneCC™ 专为重工业而设计，特别是那些具有中小型排放点源的工业，例如钢铁、水泥、来自废物的能源、炼油厂等，是一种完全模块化的紧凑型碳捕集技术。

它采用了两种工艺强化技术的突破性组合：旋转填充床 (RPB) 和胺促进缓冲盐溶剂 (APBS-CDRMax®)。两者都是成熟的技术，但当它们一起使用时，可以确保CycloneCC™ 比传统的碳捕获方法更有效，在降低成本的同时匹配性能，可以防止90%以上的碳排放进入大气层。

该设备尤其适合那些工厂空间有限、不能摆放多余的大型设备，同时对成本较为敏感的企业。

在成本方面，联合国欧洲经济委员会的技术简报指出，CCUS不同设施的捕集成本差异甚大，每吨捕集成本在10-100美元间。该技术允许将资本支出和运营支出降低高达50%，将捕获成本平均降低到30美元/吨。

在时间安排上，模块化系统由制造商在场外预制，集装箱化并交付到准备安装的现场，将随时交付安装，并且可以在不到八周的时间内全面运行。这最大限度地减少了现场中断和安全问题，并促进了更快的许可。

在空间利用上，它也是一个可扩展的解决方案，该技术提供标准设计容量，允许公司根据其脱碳轨迹添加单元，分阶段实现其目标所需的投资。此外，该技术使用强化溶剂减小整个系统的尺寸，使占地面积减少5倍。

Carbon Clean联合创始人兼首席执行官Aniruddha Sharma说：由于许多工厂的空间有限，广泛采用CCUS的最大障碍已经损害了现有技术的规模和成本。CycloneCC™正在通过世界上最小的工业碳捕获解决方案打破这些障碍。

Carbon Clean还开发了一种碳捕集即服务 (CCaaS) 模型，提供全链碳捕集服务。该模型为客户提供了一种流线型和简单的碳捕集方法——支付捕获的碳吨数以及向客户提供服务的所有方面。通过整个供应链的战略合作伙伴关系和Carbon Clean的模块化技术，客户可以在更长的时间内为CCUS项目提供资金，并逐步扩大规模以实现其排放目标。

02

要实现净零排放， CCUS每年要捕获76亿吨碳

仅仅依靠节能减排、发展可再生能源并不能实现零排放或者净零排放。国际能源署（IEA）发布的《2050年净零排放：全球能源行业路线图》报告预计，CCUS技术是唯一能够在发电和工业生产过程中大幅减少化石燃料碳排放的解决方案。

全球碳捕集将从2020年的4000万吨/年，增长至2050年的76亿吨/年，减排量和减排潜力巨大。IEA认为全球要实现净零排放或者碳中和，CCUS二氧化碳捕获、利用和封存要占到15%-30%。

中国国际工程咨询有限公司高级工程师张建红也表示，“二氧化碳的去除主要依靠自然过程吸收、生态碳汇和工程封存。假如2060年我国每年排放20亿~25亿吨二氧化碳，根据目前观测比例，自然过程可以吸收13亿吨，如果生态系统吸收8亿吨，那么剩余的4亿吨左右的二氧化碳，需要通过CCUS等技术实现碳中和。“

CCUS技术对实现碳中和目标必不可少。CCUS技术是未来化石能源大规模减排的核心技术、关键技术，也是未来我们国家实现碳中和的托底技术。

CCUS技术与其他CO2减排技术相比的优势首先在于其巨大的减排潜力。CCUS在技术成熟的前提下有可能实现净零排放。在零排放甚至负排放等减排情景下，CCUS成为不可或缺的技术，并且是实现净零的最后一环。

CCUS在促进煤清洁利用、二氧化碳强化驱油（EOR）以及二氧化碳强化采煤层气（ECBM）等利用方式下具有重要作用，有可能对油气、燃煤发电、煤化工等行业起到明显的助推作用，对世界能源供给具有战略意义。

CCUS技术本身面临的挑战也是其相对于其它减排技术的劣势，较为显著的是高成本、整体技术不成熟等问题。

03

CCUS技术如何发展

从技术创新角度来看：CCUS将会在材料的创新、工艺或设备的改进上取得突破，这些新进展将使得投资运营成本降低的同时提高捕集效率。据睿咨得公司预测，CCUS 技术可以处理当前全球生产和经营活动产生的碳排放的60%。

现有的技术主要针对工业生产碳排放，若要实现全部二氧化碳捕集，则需要发展大气中二氧化碳直接捕集及生物能源技术。全球二氧化碳地质埋存潜力巨大，理论埋存量可达11.5万亿吨，足以消化人类目前生产和生活产生的二氧化碳排放量，当前最需要做的是投资项目跨越技术和经济性障碍。

从产业集成角度来看：探索CCUS 与可再生能源和储能系统集成可行性与发展潜力。未来多元供能体系的稳定性与持续性要求对储能与多能互补技术提出要求，探索我国可再生能源+CCUS、储能+CCUS的集成技术新方向，构建低碳多元功能体系。

碳捕集工厂的模块化成为CCUS技术领域的发展趋势。与所有工业技术一样，CCUS的单位成本在很大程度上受到规模经济的影响。要推动CCUS增长和扩张，就需要更多经济型的小规模碳捕集工厂，既可以小规模运行，又不会引发巨大损失。

（来源：环球零碳 ID：carbon-done 作者：Sueyl）