減緩氣候變化碳捕獲和存儲的解決方案和策略

文/Jeff Walker 譯/趙博

減緩氣候變化碳捕獲和存儲的解決方案和策略

文/Jeff Walker 譯/趙博

碳捕獲和儲存（CCS）需要被更廣泛的采用，以協(xié)助減緩氣候變化。國際標(biāo)準(zhǔn)將有助于推廣這項(xiàng)技術(shù)，現(xiàn)在，正在邁出CCS標(biāo)準(zhǔn)化的第一步。

我們?nèi)祟?，是“一個骯臟的一群”。我們的正?；顒域?qū)逐二氧化碳到大氣中，從呼出一口氣到我們駕駛的汽車，都會加熱我們的家園。我們?nèi)粘Ｉ顣a(chǎn)生大量的二氧化碳，由此產(chǎn)生的溫室氣體（GHG）使我們大氣升溫，并干擾地球的氣候。

但問題不在于我們呼出的空氣和大多數(shù)小規(guī)模的排放，因?yàn)?，樹木和植物能將二氧化碳轉(zhuǎn)化成氧氣。問題在于，大規(guī)模生產(chǎn)導(dǎo)致的二氧化碳排放水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了地球的能力。

根據(jù)《美國溫室氣體清單（2006年）》 ，二氧化碳排放量前五個來源分別為：化石燃料的燃燒、非能源使用的燃料、鋼鐵生產(chǎn)、水泥制造和天然氣系統(tǒng)。過多的二氧化碳排放到大氣中，以導(dǎo)致了氣候變化。

人類活動對全球氣候造成的影響雖然是一個有爭議的主題，在政府間會氣候變化委員會（IPCC）第四次評估報告中，警告說，“氣候系統(tǒng)變暖是明確的”，以及，“大部分的觀察到20世紀(jì)中葉以來全球平均氣溫上升很可能是由于觀測到的人為（人造）的溫室氣體濃度的增加?！?/p>

預(yù)期氣候變暖的影響是嚴(yán)重的，包括極端高溫、干旱、極端風(fēng)暴、海平面上升和疾病的傳播。穩(wěn)定的氣候?qū)⑿枰@著減少溫室氣體排放。問題是，傳統(tǒng)能源，包括煤炭，直到進(jìn)入本世紀(jì)仍是主要的能量來源。

根據(jù)世界資源研究所和國際能源機(jī)構(gòu)的研究，大氣中的二氧化碳的穩(wěn)定需要一系列措施。這些措施包括能源效率和節(jié)能、更廣泛地依賴于可再生能源以及碳捕獲和儲存（CCS）。

簡單的說

CCS是一個過程，用來捕捉大型設(shè)施，如煤炭、石油和天然氣發(fā)電站業(yè)務(wù)及其他工業(yè)二氧化碳進(jìn)入大氣層之前的二氧化碳排放量。然后通過管道運(yùn)輸或其他手段，將二氧化碳永久地存儲在深層、安全的地下。

要捕獲二氧化碳，主要有三種方式：?燃燒后捕獲，最常用的方法，使用溶劑從其它氣體中分離二氧化碳。

?燃燒前捕獲，用化石燃料的能源使碳和氫燃燒前分離。?純氧捕獲，一種化石燃料燃燒的氧燃燒。

捕集的二氧化碳，可以通過傳統(tǒng)管道（類似石油和天然氣管道）運(yùn)輸，也可以通過船舶、公路或鐵路運(yùn)輸。

關(guān)于存儲，可通過物理和化學(xué)手段，將二氧化碳注入到陸上或海上的地下鹽水層和枯竭油氣層等領(lǐng)域。

有證據(jù)表明，CCS是安全的。根據(jù)2009年美國碳匯理事會的報告，CCS可以安全的進(jìn)行。挪威、加拿大和阿爾及利亞的CCS項(xiàng)目并沒有發(fā)現(xiàn)任何的CO2泄漏或地下水污染。

標(biāo)準(zhǔn)的好處

支持者們正在使用不同的指導(dǎo)方針和最佳實(shí)踐，以設(shè)計、開發(fā)和運(yùn)營CCS項(xiàng)目。這往往需要與各種利益相關(guān)者進(jìn)行廣泛而漫長的磋商，這也有可能是獲得公眾接受的問題所在。

CCS標(biāo)準(zhǔn)化將提供公信力和促進(jìn)更廣泛的適當(dāng)部署和安全操作。 CCS的具體標(biāo)準(zhǔn)可以幫助解決這些項(xiàng)目的

獨(dú)特需求，并提供保證項(xiàng)目堅(jiān)持國際公認(rèn)的安全和環(huán)境完整性的做法。

基于開發(fā)利用世界各地的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，CCS的國際標(biāo)準(zhǔn)將被承認(rèn)，一些CCS項(xiàng)目可能跨越多個司法管轄區(qū)。

此外，國際標(biāo)準(zhǔn)的制定將使許多地區(qū)受益于快速實(shí)施CCS，而不需要一定有全面的專業(yè)知識和CCS標(biāo)準(zhǔn)。

協(xié)調(diào)CCS國際標(biāo)準(zhǔn)將使所有人受益：作為減緩氣候變化的一種方式。它會解決一個關(guān)鍵的需要和支持CCS的傳播。

乍一看，國際標(biāo)準(zhǔn)，新領(lǐng)域的研究，如CCS可能似乎是不相容的。畢竟，都沒有硬性規(guī)定，以確保標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的事物總是以某種方式完成，而新的研究領(lǐng)域是動態(tài)的，不斷變化的規(guī)范和慣例。

在現(xiàn)實(shí)生活中，有各種不同的標(biāo)準(zhǔn)，針對不同的情況，在標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的情況下，需要使用適當(dāng)?shù)男问?。然而，這將是重要的標(biāo)準(zhǔn)，以確保不妨礙創(chuàng)新。

第一步

為了支持CCS的部署，已經(jīng)發(fā)布和開發(fā)了許多CCS法規(guī)。例如，在美國，環(huán)保局關(guān)于CCS規(guī)范涉及到注入井和溫室氣體報告；歐盟也有了關(guān)于CCS的相關(guān)指令；在加拿大，一些省份的發(fā)展框架和相關(guān)法規(guī)涉及運(yùn)輸和儲存的二氧化碳。當(dāng)法規(guī)提出時，標(biāo)準(zhǔn)往往是過程的一部分。

標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)已經(jīng)啟動。在北美，CSA集團(tuán)正參與制定了美國和加拿大雙向認(rèn)定的關(guān)于二氧化碳地質(zhì)儲存的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)在2012年出版，內(nèi)容包括表征和選擇存儲站點(diǎn)、注入井的開發(fā)、監(jiān)測和驗(yàn)證、注射后關(guān)閉的預(yù)期以及風(fēng)險管理等。該標(biāo)準(zhǔn)將被提供給ISO，作為制定ISO標(biāo)準(zhǔn)的基本參考。

2011年，ISO / TC 265碳捕獲和儲存（CCS）技術(shù)委員會批準(zhǔn)組建。根據(jù)從加拿大認(rèn)可的國際標(biāo)準(zhǔn)的好處和優(yōu)勢，制定合適的標(biāo)準(zhǔn)時，他們可以做最擅長的工作。ISO / TC 265主席由加拿大的桑德拉索擔(dān)任。設(shè)在加拿大標(biāo)準(zhǔn)理事會的ISO / TC 265秘書處與中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會結(jié)對互助。

從商業(yè)角度來看

CCS技術(shù)已用于商業(yè)用途：在加拿大， Weyburn Midale的二氧化碳項(xiàng)目已將超過25萬公噸的二氧化碳注入到貧油田（等于一年從道路上撤離超過600萬輛汽車）；在挪威，SLEIPNER項(xiàng)目將近15萬公噸的二氧化碳存儲在鹽水層；在阿爾及利亞的薩拉赫，CCS項(xiàng)目已經(jīng)將超過300萬公噸的二氧化碳注入到深部咸水層。

雖然，許多其他項(xiàng)目也正在進(jìn)行或計劃中，CCS應(yīng)用仍不普遍。造成這種情況的原因包括：高成本、對健康和安全的擔(dān)憂、缺乏碳定價、懷疑它的功效和公眾的不確定性。另一個主要障礙是缺乏明確的項(xiàng)目運(yùn)營商必須遵循的規(guī)則和要求。

Jeff Walker