是非二氧化碳

■ 陸 鳴

是非二氧化碳

■ 陸 鳴

溫室氣體的代名詞——二氧化碳

溫室氣體指大氣中自然或人為產(chǎn)生的氣體成分，它們能夠吸收和釋放某種熱紅外輻射，該特性導(dǎo)致溫室效應(yīng)?！毒┒甲h定書》規(guī)定的6種溫室氣體包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、六氟化硫、氫氟烴和全氟烴。其中，二氧化碳大約占溫室氣體排放總量的80%，是主要的溫室氣體，多數(shù)情況就成為溫室氣體的代名詞。另外，二氧化碳還具有增溫效應(yīng)高、生命周期長、對(duì)氣候變化影響大等特點(diǎn)。

實(shí)際上，對(duì)溫室效應(yīng)影響最大的是水汽。資料顯示，自然溫室氣體——水汽所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)大約占?xì)怏w溫室效應(yīng)的60%～70%，其次才是二氧化碳。但因?yàn)樗撬囊环N表現(xiàn)形式，而水又是人類和生物離不開的必要自然物質(zhì)，所以溫室氣體效應(yīng)并不考慮水汽的影響。

在過去很長一段時(shí)間內(nèi)，空氣中的二氧化碳含量基本上保持恒定，約占空氣成分0.03%（體積比），這是由于大氣中的二氧化碳始終處于“邊增長、邊消耗”的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。大氣中的二氧化碳有80%來自人和動(dòng)物、植物的呼吸，20%來自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳，有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空氣中降水吸收、溶解于水中，有5%的二氧化碳通過植物的光合作用，轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)貯藏起來。

被打破的平衡

隨著工業(yè)化進(jìn)程的深入與發(fā)展，越來越多的溫室氣體被排放到大氣中，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（美國能源部所屬最大的科學(xué)和能源研究實(shí)驗(yàn)室）研究報(bào)告顯示，自1750年以來，全球累計(jì)排放了1萬多億噸二氧化碳，這一事實(shí)導(dǎo)致的結(jié)果就是大氣中溫室氣體的含量越來越高，以氣候變暖為主要特征的全球氣候變化。

溫室氣體增加的主要原因是人類活動(dòng)、工業(yè)化發(fā)展和森林植被的毀壞。以二氧化碳為例，在人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以前的19世紀(jì)初，大氣中二氧化碳的濃度為530 mg/m3，而到了1988年已上升到687 mg/m3，2013年5月大氣中的二氧化碳濃度達(dá)到峰值786 m g/m3。人口增長和工業(yè)化發(fā)展，導(dǎo)致消耗的化石燃料急劇增加，而森林植被的毀壞則直接導(dǎo)致被植物吸收利用的二氧化碳的量減少。

對(duì)于需要能源支撐的工業(yè)活動(dòng)來說，降低二氧化碳的排放就成了減少溫室氣體排放的主要內(nèi)容。不過，任何化石類燃料一經(jīng)燃燒，就會(huì)排放出二氧化碳，區(qū)別只是在于排放量不同而已。由于天然氣的主要成分為甲烷，故其二氧化碳排放量要比煤炭、石油低。同樣，要是產(chǎn)生1000 C a l的熱量，煤炭必須排放相當(dāng)于0.098 g碳量的二氧化碳，石油為0.085 g，天然氣則只有0.056 g。

被忽視了的低碳經(jīng)濟(jì)

碳排放過度被認(rèn)為是氣候變化的罪魁禍?zhǔn)?，這里的“碳”主要指二氧化碳?xì)怏w。在意識(shí)到這一問題的嚴(yán)重性后，全球范圍開展了減少溫室氣體的低碳活動(dòng)，旨在倡導(dǎo)一種低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，減少有害氣體排放。

低碳經(jīng)濟(jì)也是世界經(jīng)濟(jì)和中國經(jīng)濟(jì)未來發(fā)展的趨勢。在2014年聯(lián)合國氣候變化峰會(huì)上，中國首次承諾將采取行動(dòng)解決氣候變化問題，在2020年之前將大幅減少溫室氣體排放量。在未來20年或30年，甚至一個(gè)世紀(jì)內(nèi)，中國經(jīng)濟(jì)增長和發(fā)展都必須面臨氣候變化、減少溫室氣體排放這一約束條件。

低碳經(jīng)濟(jì)的內(nèi)容也是很豐富的，如提高能效、發(fā)展可再生能源、增加森林碳匯、減少二氧化碳排放等。中國環(huán)境科學(xué)研究院氣候變化影響研究中心付加鋒博士認(rèn)為，“低碳化包含兩個(gè)方面含義：一是能源消費(fèi)的碳排放比重不斷下降，即能源結(jié)構(gòu)的清潔化，資源稟賦存在著決定性因素；二是單位產(chǎn)出所需要的能源消耗不斷下降，即能源利用效率不斷提高。”

石油企業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱，在生產(chǎn)能源的同時(shí)也有巨大的能源消耗，如：上游業(yè)務(wù)主要消耗的是電力，而電目前主要來自于煤炭發(fā)電，發(fā)電的過程就是二氧化碳排放的過程；下游煉油化工業(yè)務(wù)也需要消耗大量的燃料，其中燃燒的過程也會(huì)帶來可觀的二氧化碳排放。較高的碳排放水平也在一定程度上制約了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，但低碳并不僅僅局限于節(jié)能減排，還有二氧化碳的價(jià)值開發(fā)、新能源開發(fā)與利用等諸多領(lǐng)域。同濟(jì)大學(xué)研究院低碳經(jīng)濟(jì)與碳減排促進(jìn)中心田建強(qiáng)認(rèn)為：“對(duì)于石油石化企業(yè)，低碳生產(chǎn)意味著在天然氣生產(chǎn)過程中如何將二氧化碳分離捕集，如何降低生產(chǎn)過程中的碳排放，如回收伴生氣、火炬氣等?！?/p>

二氧化碳的捕捉、封存與利用

二氧化碳的用途很廣，碳捕捉和碳封存（CCS）被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)全球氣候變暖的主要途徑。國際能源署（IEA）曾發(fā)布專門報(bào)告稱，利用CCS能夠降低全球五分之一的碳排放，并有助于在2050年前以較為合理的經(jīng)濟(jì)成本實(shí)現(xiàn)減少50%的全球溫室氣體排放的終極目標(biāo)。由37家橫跨石油、天然氣、電力、鋼鐵等能源、貿(mào)易相關(guān)領(lǐng)域的日本企業(yè)合股成立了一家專門從事CCS研究利用的公司，計(jì)劃2015年首座大型示范項(xiàng)目投產(chǎn)，日本計(jì)劃2020年實(shí)現(xiàn)CCS商業(yè)化。Callide CCS項(xiàng)目是全球首個(gè)通過改造現(xiàn)有火電廠實(shí)現(xiàn)碳捕捉和封存的示范項(xiàng)目，計(jì)劃2016年全面完工。

“CCS”項(xiàng)目是封存二氧化碳，不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，大面積推廣有難度，必須考慮二氧化碳封存與利用兼顧的問題，即發(fā)展碳捕獲、利用和封存技術(shù)（CCUS）。與“CCS”技術(shù)相比，“CCUS”技術(shù)既可以把二氧化碳資源化，又可以封存二氧化碳，同時(shí)兼顧到經(jīng)濟(jì)效益和溫室氣體減排效果，被認(rèn)為是未來的一個(gè)方向。

比如，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，很多低滲透油氣藏是難動(dòng)用儲(chǔ)量，但如果采用二氧化碳驅(qū)油的方法，可能成為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量。此外，對(duì)于中高滲水油藏，也可通過注入二氧化碳進(jìn)一步提高采收率。如果利用二氧化碳驅(qū)油，不僅可以解決一部分“CCS”項(xiàng)目面臨的建設(shè)和運(yùn)行成本問題，也可以幫助油企獲利。一般而言，油田每注入

2.5～4.1噸的二氧化碳，便可提高1噸的石油產(chǎn)量。正因如此，CCUS被越來越多的國家和地區(qū)看好。2012年5月1日，美國、加拿大和墨西哥三國能源部聯(lián)合發(fā)布的北美地區(qū)適合碳封存操作地點(diǎn)的圖冊(cè)顯示，北美地區(qū)至少擁有封存500年二氧化碳排放的地質(zhì)能力，同時(shí)還對(duì)碳排放來源和具備不同地質(zhì)特點(diǎn)的封存點(diǎn)進(jìn)行梳理，為提升未來CCUS項(xiàng)目的效率創(chuàng)造出更多條件。我國一直注重經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，發(fā)展CCUS技術(shù)是目前我國有效控制溫室氣體排放的一項(xiàng)重要舉措，并有助于實(shí)現(xiàn)煤、石油等高碳資源的低碳化、集約化利用，促進(jìn)電力、煤化工、油氣等高排放行業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)，對(duì)我國中長期應(yīng)對(duì)氣候變化、推進(jìn)低碳發(fā)展具有重要意義。2013年4月，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)碳捕集、利用和封存試驗(yàn)示范的通知》，提出推動(dòng)碳捕集、利用和封存（CCUS）試驗(yàn)示范是“十二五”控制溫室氣體排放工作的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。2013年7月2日，中—澳CCUS一體化國際合作項(xiàng)目在延安簽約。在全球?qū)嵤┑?個(gè)大規(guī)模CCUS項(xiàng)目中，目前該CCUS項(xiàng)目處于領(lǐng)先地位。

2014年9月1日，2400余名公眾通過填答網(wǎng)絡(luò)問卷，對(duì)廣東正在籌備的國內(nèi)首個(gè)海上碳捕集、利用和封存（CCUS）示范項(xiàng)目表達(dá)了看法，超過87%的網(wǎng)民表示不反對(duì)建設(shè)該項(xiàng)目。這也是國內(nèi)首次就CCUS進(jìn)行的大型公眾網(wǎng)絡(luò)調(diào)查。

CCUS除了有助于大幅消減燃煤發(fā)電領(lǐng)域的碳排放，利用二氧化碳驅(qū)油還可大幅提高采收率。據(jù)中石油吉林油田公司總工程師王峰介紹，吉林油田利用二氧化碳驅(qū)油效果明顯，可提高采收率22.8%，而且在驅(qū)油過程中，可實(shí)現(xiàn)二氧化碳的有效封存。目前我國低滲透油氣藏有60多億噸，還有很多高滲水油藏。如果利用二氧化碳驅(qū)油，不僅可以解決一部分“CCS”項(xiàng)目面臨的建設(shè)和運(yùn)行成本問題，也可以幫助油企獲利。