目前，許多國(guó)家正在開(kāi)展捕集二氧化碳、并將其永久封存在地下的項(xiàng)目。道達(dá)爾公司在法國(guó)西南部的Pau附近，開(kāi)展了一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，其一體化程度前所未有，包含二氧化碳的捕集、加氧燃燒、地下封存的整個(gè)過(guò)程。2009年至2010年間，該項(xiàng)目將捕集約15萬(wàn)噸二氧化碳，并且將其封存在地下4,500米深處的一個(gè)巨大的多孔氣藏內(nèi)。
在全世界范圍內(nèi)，人類活動(dòng)導(dǎo)致每年有300億噸的二氧化碳?xì)怏w排放到大氣層中，其中約有40%來(lái)自發(fā)電廠，23%來(lái)自運(yùn)輸行業(yè)，22%來(lái)自水泥廠、鋼廠和煉油廠。每周都有五家新的燃煤發(fā)電廠投入運(yùn)營(yíng)，釋放大量的二氧化碳。全球有將近8,000家發(fā)電廠可采用二氧化碳捕集技術(shù)。
這一技術(shù)的思路就是在源頭捕集二氧化碳，即在燃燒化石燃料（石油、天然氣或煤）的工廠將二氧化碳從大煙囪排放之前，或者在天然氣生產(chǎn)過(guò)程中，將二氧化碳從酸性天然氣中分離出來(lái)時(shí)，就對(duì)二氧化碳進(jìn)行捕集。一旦捕集，就通過(guò)管線或船將其輸送到封存地，壓縮到超臨界狀態(tài)（這時(shí)二氧化碳的密度為液體密度），并注入到地下深處。
根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)（IGCC）的調(diào)查，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⑷蚨趸嫉呐欧帕繙p少20%到40%，這將對(duì)氣候變化產(chǎn)生積極的影響。因此，這一解決方案被認(rèn)為是很有發(fā)展前景的，是減少能耗、更大規(guī)模地運(yùn)用可再生能源的一項(xiàng)補(bǔ)充措施。
“試驗(yàn)項(xiàng)目在世界各地蓬勃開(kāi)展”，新成立的Geogreen工程公司（*）副總經(jīng)理Pierre Le Thiez說(shuō)道。“自1996年以來(lái)，StatoilHydro公司就在北海的挪威Sleipner氣田，對(duì)生產(chǎn)的天然氣（即甲烷）進(jìn)行二氧化碳分離，并且每年將上百萬(wàn)噸分離出來(lái)的二氧化碳注入到海底。在加拿大的Weyburn油田，二氧化碳被注入到一個(gè)開(kāi)采枯竭的油田。在阿爾及利亞的In-Salah地區(qū)，
BP公司正在封存從天然氣中分離出來(lái)的二氧化碳。在北冰洋附近的巴倫支海，StatoilHydro公司將在 Snohvit氣田從天然氣中分離二氧化碳并加以封存”。至2015年，歐洲將在這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之后開(kāi)展十多個(gè)示范性先導(dǎo)項(xiàng)目，并在2020年至2030年間，將該技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
道達(dá)爾自2000年就開(kāi)始關(guān)注這些問(wèn)題，目前正通過(guò)公司在Sleipner、Weyburn和Snohvit等地的合作關(guān)系，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。道達(dá)爾集團(tuán)運(yùn)營(yíng)管理的生產(chǎn)設(shè)施每年產(chǎn)出5,780萬(wàn)噸二氧化碳，二氧化碳捕集和封存技術(shù)的進(jìn)步將使集團(tuán)受益匪淺。在這方面，超重油生產(chǎn)就是一個(gè)非常好的例子。 2007年12月，值聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)在巴厘島召開(kāi)之際，道達(dá)爾公司與印度尼西亞政府簽訂了一項(xiàng)未來(lái)合作協(xié)議，共享碳領(lǐng)域的技術(shù)成果。
二氧化碳的捕集和封存技術(shù)正日益成熟，并且很快就能得到普及。捕集二氧化碳主要有三種工藝，分別是：在碳?xì)淙紵啊⑷紵^(guò)程中和燃燒之后進(jìn)行，燃燒后工藝是在工業(yè)設(shè)施產(chǎn)生的廢氣中捕集二氧化碳，用胺基溶劑或氨基溶劑對(duì)其進(jìn)行“洗刷”。“應(yīng)用這種工藝的難點(diǎn)在于，二氧化碳只占被處理氣體的10%，這就意味著我們必須處理大量的氣體，所以該工藝既不經(jīng)濟(jì)，也不節(jié)能。”P(pán)ierre Le Thiez指出。即將在Lacq進(jìn)行的加氧燃燒試驗(yàn)，燃料在純氧環(huán)境下燃燒。“在這種情況下，我們就不會(huì)再遇到稀釋問(wèn)題了，廢氣中的二氧化碳超過(guò)90%，這樣就提高了捕集的效率。”道達(dá)爾的項(xiàng)目經(jīng)理Nicolas Aimard解釋道。“如果間接排放不包括在捕集范圍內(nèi)，我們的目標(biāo)是捕集一半的二氧化碳排放量。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，成本節(jié)省一半”。第三種方案是燃燒前工藝，從工業(yè)角度來(lái)看，這是最復(fù)雜的一種工藝。在這種情況下，燃料會(huì)在水蒸汽和空氣（這也被稱作蒸汽
重整）或氧氣中不完全氧化，因此產(chǎn)生一種合成氣，這種合成氣被轉(zhuǎn)換成二氧化碳和氫氣。
一旦二氧化碳被捕集，下一步就是永久性地封存二氧化碳。在選擇封存二氧化碳的地層方面也有三種方案，不過(guò)所有這些方案都要求有一個(gè)沉積盆地，封存深度要超過(guò)800米。人們對(duì)枯竭油氣田的地質(zhì)情況往往已經(jīng)有所掌握，并且形成了圖紙。充滿鹽水的砂巖或灰?guī)r構(gòu)成的含水層為二氧化碳封存提供了足夠的空間（估計(jì)能夠封存10萬(wàn)億噸二氧化碳），可滿足全世界長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)世紀(jì)的需求。最后一種方案是將二氧化碳吸收到未被開(kāi)采的煤層里。
在法國(guó)Aquitaine地區(qū)的Lacq盆地，道達(dá)爾正在為一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目做準(zhǔn)備。1957年，道達(dá)爾公司在Lacq盆地發(fā)現(xiàn)了天然氣，迄今為止，Lacq氣田已累計(jì)生產(chǎn)2,600億立方米甲烷。五臺(tái)鍋爐的改造工作已經(jīng)啟動(dòng)，這些鍋爐將為處理酸性氣體提供工藝蒸汽。
“這是迄今為止第一個(gè)在氣體燃燒過(guò)程中對(duì)二氧化碳進(jìn)行捕集和封存的完全一體化項(xiàng)目”，Nicolas Aimard說(shuō)道。“在Lacq盆地，我們將進(jìn)行完整的作業(yè)流程：抽取、處理和燃燒酸性天然氣；二氧化碳捕集；通過(guò)一條27,00米的管線輸送到封存地；在Rousse將二氧化碳注入到枯竭的氣藏內(nèi)。在項(xiàng)目開(kāi)展的兩年時(shí)間里，將對(duì)相當(dāng)于50,000輛汽車(chē)尾氣排放量的二氧化碳進(jìn)行捕集、凈化、壓縮和注入 ”。同時(shí)，25米高、30兆瓦的試驗(yàn)鍋爐將不斷地向安裝在Lacq的工業(yè)設(shè)施提供工藝蒸汽??每小時(shí)40噸，溫度高達(dá)450 ?C，壓力為60個(gè)大氣壓。該鍋爐配備了四臺(tái)Air Liquide公司設(shè)計(jì)的新型氧氣燃燒爐。在鍋爐附近，將安裝一個(gè)低溫蒸餾裝置，生產(chǎn)每天所需的240噸氧氣。最終結(jié)果是，每天捕集200噸濃縮二氧化碳。
“這是歐洲第一個(gè)利用枯竭的陸上油氣田封存二氧化碳的試驗(yàn)項(xiàng)目”，項(xiàng)目經(jīng)理強(qiáng)調(diào)說(shuō)，“我們還將不斷改進(jìn)用于監(jiān)測(cè)封存地動(dòng)態(tài)的方法和儀器，以確保二氧化碳可長(zhǎng)期穩(wěn)定地封存在那里，并為日后開(kāi)展更大規(guī)模的作業(yè)積累經(jīng)驗(yàn)”。先導(dǎo)性試驗(yàn)項(xiàng)目將以泄露風(fēng)險(xiǎn)和氣藏內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)等為研究對(duì)象，將測(cè)量被注入氣體的數(shù)量和組分，以及氣體的溫度和壓力，并且監(jiān)測(cè)地震活動(dòng)，以確保氣藏的完整性不至于遭到破壞。項(xiàng)目還將利用法國(guó)石油協(xié)會(huì)（IFP）、法國(guó)地理及礦物研究局（BRGM）和國(guó)立洛林綜合理工學(xué)院（INPL）提供的儀器，來(lái)研究地下氣體的組分。Rousse氣藏的頂部是一個(gè)鈣質(zhì)黏土蓋層，這個(gè)蓋層經(jīng)歷了 3,500萬(wàn)年以上的比利牛斯構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。
該項(xiàng)目計(jì)劃于2008年晚些時(shí)候提交官方批準(zhǔn)，在此之前，道達(dá)爾集團(tuán)希望向地方官員、地區(qū)當(dāng)局、社區(qū)組織和公民個(gè)人廣泛地征求意見(jiàn)。“廣泛征求意見(jiàn)的目的就是建立對(duì)話，與所有利益相關(guān)者進(jìn)行有意義的溝通。”負(fù)責(zé)磋商和交流的C&S Conseils咨詢公司經(jīng)理Claude Chardonnet解釋道。“這種磋商于2007年11月達(dá)到了高潮，我們?cè)贘urancon、Pau和Lacq舉行了三次公眾會(huì)議”。每次會(huì)議長(zhǎng)達(dá)三個(gè)小時(shí)，包括詳細(xì)介紹項(xiàng)目情況和獨(dú)立專家做出的評(píng)論，討論項(xiàng)目的重要性、所包含的利益和風(fēng)險(xiǎn)，以及項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)、監(jiān)管和控制方面的事宜。道達(dá)爾的態(tài)度很明確，那就是希望公眾社會(huì)參與進(jìn)來(lái)。“我們還專門(mén)成立了一個(gè)科學(xué)委員會(huì)，有外部的獨(dú)立專家參加，負(fù)責(zé)對(duì)這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)督。工業(yè)企業(yè)通常做不到這么公開(kāi)，而這樣做有利于鼓勵(lì)人們參與討論，發(fā)表對(duì)未來(lái)能源的看法。我們聽(tīng)到了他們的心聲，他們?cè)谶@些事務(wù)中有進(jìn)一步的發(fā)言權(quán)”Claude Chardonnet總結(jié)說(shuō)。
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