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薛偉傑:內地實現碳中和 需拓碳捕獲封存利用

【明報專訊】去年9月22日,中國大陸在第75屆聯合國大會中提出,力爭於2030年前達到碳排放峰值,並爭取在2060年前實現碳中和。這兩個時間都出乎國內外的意料。

專家普遍認為,若要達到這兩個目標,內地除了大幅增加清潔能源的發電量、提高節能減排的力度和技術之外,還必須同時大力發展「碳捕獲、封存與利用」技術。

二氧化碳排放量峰值 超歐盟逾倍

據悉,歐盟的二氧化碳排放量在1990年代達到45億噸的峰值,而美國的二氧化碳排放量則在2007年達到大約59億噸的峰值。

專家預測,內地的二氧化碳排放量峰值將會是大約106億噸,相當於歐盟的2.4倍、美國的1.8倍。

按照歐盟在本世紀中葉實現碳中和的目標,它在「碳達峰」及碳中和之間有差不多60年時間。而內地由「碳達峰」到碳中和卻只有30年時間,其二氧化碳排放量峰值還要比歐盟大得多。可想而知,內地面臨的減排要求比發達國家更緊迫和更困難。

根據清華大學能源環境經濟研究所執行所長張希良教授的研究模型,到2060年,內地每年需要的15.034萬億千瓦時電能中,大部分都要來自清潔能源。在未來40年,內地的太陽能發電量需要增長16倍,風能發電量需要增長9倍,水力發電需要增長2倍,核能發電需要增長6倍。但是,太陽能和風能發電並不穩定;若要穩定利用,必須使用大型電池來儲電,以及將它們和其他發電廠的產電合併在一起。

植樹難抵排放量 CCSU成出路

沒錯,內地的發電廠普遍是國有企業,倚靠國家預算,不排除有可能達成這些可再生能源發電量的增產目標。但即使如此,仍然會有一定比例的發電量來自燃燒煤炭、石油或天然氣的火力發電廠。此外,鋼鐵廠、水泥廠、玻璃廠、煉油廠、天然氣加工廠、化工廠,以及航空業、海運業(已假設陸上交通全部改成電動),同樣會產生二氧化碳。

單靠植樹,是否就足以抵消這麼多碳排放量,實現碳中和?以內地的人口數量,恐怕並沒有足夠大的面積來植樹,甚至大多數國家和地區都不可行。這就是不少科學家及能源業者認為,還必須同時大力發展「碳捕獲、封存與利用」(CCSU)技術的原因。

CCSU的第一步是碳捕獲,即是在排放源頭就要捕獲二氧化碳,避免它進入外間的空氣。這應該應用於任何大規模的排放源頭,包括:火力發電廠、煉油廠、天然氣加工廠,以及鋼鐵廠、水泥廠、玻璃廠和化工廠等大型製造業。

第二步是封存,即是將捕獲收集的二氧化碳提純和壓縮之後,封存在安全的地方。這可能是地下、深海或其他可靠的設施。例如,有些能源業者就認為,可以將之儲存回已經停產的油氣井內。

但純粹封存起來,還未算最理想。所以還要有第三步,即是將收集到的二氧化碳作為資源或原材料般使用掉,還要創造經濟價值,實行變廢為寶。

二氧化碳的資源化利用可能方式包括:培植海藻、生產化肥、蔬果食品的保鮮,製造飲料添加劑、乾冰、滅火器、尿素、合成可降解塑膠,以及應用於油田驅油等。其中,製造合成可降解塑膠和油田驅油的產業化應用更被認為前景廣闊。

所謂「二氧化碳油田驅油」技術,就是將大量二氧化碳注入油層中以提高油田採油率的技術。據悉,前蘇聯早從1953年開始就研究這種技術。而美國則是二氧化碳驅油發展最快的國家,自1980年代以來,美國的二氧化碳驅油項目不斷增加,已成為繼蒸氣驅油之後的第二種提高採收率技術。

二氧化碳驅油 應用趨成熟

據報道,美國現時有10個產油區的292個油田適合使用二氧化碳驅油,一般可以提高採收率7%至15%。在得州,二氧化碳驅油是最主要的提高採收率方法,其效果也最好,提高採收率達30%。內地以往93%以上的油田都是採用注水開發的(水驅油),但在大慶和勝利油田的試驗亦曾經顯示,採用二氧化碳驅油之後,可以比注入清水提高採收率7.3%至10.8%。

綜合來說,二氧化碳驅油的應用已經趨成熟。只不過,以往用於驅油的二氧化碳,未必來自碳捕獲和封存而已。但據悉,大慶油田已利用過煉油廠加氫車間的副產品—純度96%的二氧化碳進行二氧化碳非混相驅油試驗。

市場研究機構MarketsandMarkets去年發表的報告預測,去年全球「碳捕獲、封存和利用」技術的市場規模達到16億美元,到2025年,更會增長至35億美元。不過,整體來說,CCSU技術的門檻和難度還是很高的,仍然需要很多時間和投資去研究,才能夠大規模應用。然而,這總勝過單純理想化地鼓吹環保,卻提不出實際可行的方案。

明報記者 薛偉傑

[薛偉傑 科技觀潮]

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