自从2030碳达峰和2060碳中和的目标提出之后,如何减少二氧化碳排放,以及如何处置二氧化碳便成了当下人们关注的焦点。
大家知道,中国目前碳排放量全球第一,按照不同的统计口径,每年的排放量在100亿吨—130亿吨之间,占全球总排放量约1/3。2019年我国以超过全球30%的碳排放,生产了全球16%的GDP,万元GDP碳排放量是世界平均水平的1.88倍,因此在国际气候谈判中面临着巨大的压力。
在官方公布的碳排放比例构成中,能源活动占到了77.7%,因此能源领域能否控制住碳排放的总量,直接关系到2030和2060目标能否顺利实现。
目前,二氧化碳的处理和利用大概有这么几个途径,一是工业和食品利用,比如油田可以利用二氧化碳进行驱油,以提高油田采收率,而食品饮料领域,比如啤酒可乐可以消耗一部分。第二个途径是CCUS,也就是通常所说的二氧化碳的捕集和封存,就是把电厂或者是其他工厂排出的二氧化碳捕捉住,然后把它封存在地下的储气库或者一些废弃的气藏里。
但是,这两种方式都有一些致命的缺点,工业或食品领域使用的二氧化碳比较有限,相对于百亿吨的排放量而言简直是杯水车薪,而且它本身也消耗不掉,最终还会排到空气中,比如大家喝了可乐,打个嗝二氧化碳又回来了。而CCUS目前的成本非常的高,处理一吨二氧化碳要500块左右的成本,这样的成本甚至高于一吨煤炭的价格,这也是这一技术难以普及的最重要的一个原因。
为了达到2030和2060的目标,除了减少化石能源利用,加快发展新能源之外,还有没有可以处理二氧化碳的办法呢?
专家给出了两个方案供大家参考。
第一个方案是由山东大学化学系朱维群教授提出来的,我们姑且把它叫做工业固碳法。其原理就是化石能源(煤炭、石油、天然气)利用的时候,先进行纯氧气化,从中分离出二氧化碳、氮气和氢气,这个时候可以将二氧化碳直接转化为固定量高、反应热较大和过程耗能较少的固态物三嗪醇。这一过程中释放的能量和剩余的氢气可以发电或者供暖。
据朱维群教授介绍,这种方法能够吸收掉大量的二氧化碳,生产一吨的三嗪醇,可以消耗掉一吨的二氧化碳,而三嗪醇的产品用途又非常广泛、产品附加值高,无毒无味,耐高温耐腐蚀,可以用于建筑装饰、交通车辆,机电设备,甚至航空航天领域。
第二个方案是应用于煤化工领域的一种方案,我们把它叫做煤化工加氢法。比如在煤制甲醇的过程中,煤炭通过水煤浆气化生成一氧化碳、二氧化碳和氢气,在利用的过程中,会富余出来很多二氧化碳,这些二氧化碳就排到了空气中。
有专家提出来,如果在合成的过程中增加氢气,那么多余的二氧化碳就能够被利用掉,这样就能够减少碳排放。大家知道,当前我国煤化工集中的区域,比如内蒙、新疆、宁夏都是新能源富集的区域,如果利用弃风弃光的电量制氢,然后在煤化工过程中增加氢气,最终不仅增加了煤化工的产品,还减少了碳排放,不是两全其美吗?
当然了,这两种工艺的只是提供了二氧化碳利用的不同思路,经济上是否可行,还有待于进一步的验证。