碳捕獲技術趨勢

通過馬克森古普塔

執行概述

全球文化和經濟壓力應對氣候變化和陳詞濫調,“需要是發明之母”再次證明自己正確。作為消費者,投資者和政治家們要求變化,捕捉從大氣中碳的排放或回收已經成為氣候變化的舉措之一。行業做出了回應。

也許讓人感到吃驚的是方法的多樣性,他們中許多人的成熟度。解決方案的多樣性知道一些界限,盡管它們可以被描述為擬合分為三個類別之一:自然,建立和形成。一些解決方案是幾千年的曆史,而另一些則勉強超過實驗。無論如何,製造商積極尋找方法來提高他們的環境、社會和治理(ESG)分數通過減少整體的碳足跡來吸引和留住投資者、客戶和員工。

主要結論包括:

  • 解決方案是可用的和需要。
  • 解決方案存在生產適銷產品。
  • 解決方案必須具有商業意義,但業務微積分必須改變。
  • 環境、社會和治理跟蹤將變得更加侵入和確切的解決方案必須有真正的效果。

背景

為什麼和什麼?

經過數十年的爭論關於氣候變化的現實及其原因,化石燃料行業現在轉向戰略展示自己的解決方案的來源。這個重新定位包括重塑本身作為一個“碳管理行業。”

這一戰略支點展出了格拉斯哥氣候峰會在國會聽證會上,2021年10月,在四個主要石油公司的首席執行官們談論“低碳未來。”,未來,在他們看來,將由燃料供應和技術可以部署到刪除產品產生的溫室氣體二氧化碳排放與政府的支持。

美國能源部最近添加“碳管理”這個名字的化石能源和碳管理和辦公室正在擴大其對碳捕獲和存儲的資助。更在全球範圍內,巴黎協議的目標是保持全球平均氣溫的上升,遠低於2°C高於工業化前的水平,在這一過程中,追求努力限製提高到1.5°C。這一目標已被納入聯合國重要的能源可持續發展的目標,尋求擴大清潔,負擔得起的能源。

盡管可再生能源發電的迅速擴張,當前能源行業排放的規模和電氣化的重要作用意味著國家必須盡快解決他們的排放來自能源來滿足這些全球氣候目標。實際上,政府/客戶/投資者稱能源領域極大地減少其碳排放強度。

實現長期氣候目標沒有應用碳捕獲,利用率和存儲(CCUS)技術在能源行業規模需要虛擬消除燃煤發電和燃氣發電的,最終受困資產和潛在的重要官員提早退休。它還需要虛擬消除化石燃料作為能源。這不可能發生,因為燃料的普遍性及其副產品幾乎在全球經濟的方方麵麵。

強調支持係統的靈活性可以看到一些CCUS-equipped煤炭和天然氣發電廠操作以相對較低的負載因素。然而,獨特的能力來實現負排放通過生物能源和碳捕獲和存儲可能意味著這些植物在高容量的因素,即使在一個電力係統高可再生的股票。這可能為代價來減少對係統的貢獻的靈活性,但將支持在二氧化碳運輸和存儲基礎設施的規模經濟和氣候最大化效益。

包括碳捕集、利用、和存儲的技術組合可以減少能量轉換的總成本。然而,CCUS整體價值的最大化能量方程式需要計算和計劃。碳捕獲技術成為最有競爭力的能源生態係統當他們的靈活性,可靠性和碳排放強度充分重視。

兩類解決方案

碳捕獲和存儲(CCS)或碳捕捉和封存描述捕捉二氧化碳(CO2)的過程進入大氣之前,運輸,和存儲(封存)幾百年或幾千年。通常,過程捕獲二氧化碳從大的點光源,如燃煤發電廠、化工廠或生物質發電廠,然後將其存儲在一個地下地質形成。這將阻止二氧化碳的釋放重工業的目的,減輕氣候變化的二氧化碳的影響。二氧化碳注入了地質結構幾十年來用於各種目的,包括采油,然而長期儲存的二氧化碳是相對近期的想法。碳捕獲和利用(情事屬實者)和CCS有時統稱為討論碳捕獲技術碳捕集、利用與封存(CCUS),由於昂貴的生產過程與內在低價值(也就是一個產品。、二氧化碳)。碳捕獲更多的經濟意義結合時利用過程中廉價的二氧化碳可以創造高附加值的化學品來抵消捕獲操作的高成本。

各種技術可以捕獲二氧化碳直接從一個工業源,如水泥窯。這些技術包括吸收、吸附、化學循環、膜氣體分離和氣體水合作用。截至2020年,全球約1000的二氧化碳排放量被CCS捕獲。大多數項目是工業,每英國商務部,能源和產業戰略。

目前,實體設想二氧化碳儲存在深地質構造或礦物碳酸鹽。火成的碳捕獲和儲存(PyCCS)也正在研究。共識嚴重傾向於地質構造作為最有前途的封存地點。美國國家能源技術實驗室(NETL)報道稱,北美有足夠的存儲容量超過900年的二氧化碳在現在的生產速度。一般的問題是,對海底或地下存儲安全的長期預測是非常困難的和不確定的,還有一些二氧化碳的風險可能泄漏到大氣中。

二氧化碳去除(CDR),也被稱為-二氧化碳排放量,消除空氣中的二氧化碳氣體(二氧化碳)和隔絕它很長一段時間。同樣,溫室氣體的去除(應用GGR)或負麵的溫室氣體排放將大氣中的溫室氣體排放(溫室氣體)通過深思熟慮的人類活動,除了通過自然發生的除碳循環或大氣化學過程。在零溫室氣體排放目標的背景下,氣候政策越來越集成CDR緩解策略的新元素。CDR和應用GGR方法也被稱為負排放技術(淨),可能比防止便宜一些農業溫室氣體的排放。

表的內容

  • 執行概述
  • 背景
  • 可用的、可伸縮的和可行的
  • 建議

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