作者:孟浩 来源:中国科学报 发布时间:2013-5-22
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CCUS:“游戏”好玩,标准为先
 
■孟浩
 
不管你站在气候辩论的哪一“边”,碳捕获和储存(或封存)(以下简称为CCS)都是气候变化讨论必不可少的一部分。绝大多数的CCS产业也相信CCS的使用和接受已逐渐扩大。而提高原油采收率(EOR)无疑要承担短期内的重任。
 
不过,早期进入CCS的EOR却仅局限在美国和加拿大的EOR生产区域,并且使用CCS还可能受到资金或经济的限制。因此,准确的说法是:没有EOR,就不可能存在CCS。
 
从CCS到CCUS
 
有没有好的方法将CCS与EOR相结合呢?答案是肯定的。
 
科学家研究发现,使用CO2注入可以实现CCS与EOR相结合(CO2-EOR),不仅能够从成熟的油田生产出更多的石油,而且还能经济地封存CO2。但此项技术需要大量的CO2,仅靠天然的CO2源显然不能满足需求。由此看来,不仅CCS需要CO2-EOR帮助推动其经济可行性,而且CO2-EOR也需要CCS确保其充足的CO2供应,进而促进CO2-EOR项目增加石油产量。为此,美国能源部建议将CCS更名为现在的CCUS,即碳捕获、“利用”与存储。
 
为了扩大CCUS的接受面,更重要的是超越试点EOR的CCUS部署,继而在发展中国家部署CCUS。首先应该允许CCUS成为清洁发展机制(CDM)的组成部分,因为CDM赋予发展中国家申请减排温室气体(GHG)和减缓气候变化技术的机会,以获得资金援助。申请工作通过联合国气候变化框架公约(UNFCCC)得到国际认可。
 
大多数的CCS路线图由非政府组织(NGO)制定。要扩大CCS,除了资金问题,缺乏国际CCUS标准也是不可忽视的因素。
 
探索标准化之路
 
早在2010年秋,美国与加拿大的几十位专家便开始了地质储存二氧化碳国际标准化的“第一步”。
 
而后,加拿大标准协会(CSA)和二氧化碳国际性能评估中心组织具有CCUS项目全生命周期知识和经验的专家,制定了已被加拿大标准委员会认可的Z-741标准,从而成为国际标准化组织(ISO)TC-265:二氧化碳捕集、运输和地质存储委员会的种子文档。
 
2012年,ISO成立了TC-265技术委员会,由16个参与(或投票或“P”成员)国家、10个观察(不投票)国家和6个联络或不投票的非政府组织组成,加拿大主持工作,中国负责秘书处。该委员会的目的是开发和保护一套统一规则和标准的全球共识,恰当、可靠、有效地实施CCS项目。
 
2013年2月,委员会特意成立如下五个工作小组,确定了工作范围、秘书处或“召集人”。
 
捕捉领域工作小组由日本领导,工作范围主要包括富氧燃烧后、富氧燃烧前和富氧燃烧捕获流程,工业处理、分离、净化、脱水、压缩和泵送、液化、安装、运营、维护,CO2流的质量、绩效评估(捕获率、能耗、排放、可靠性和安全性),监测、管理系统、电厂改造。
 
交通工作小组由德国领导,将集中在目前现有的ISO/TC-67标准未覆盖的管道、船舶、公路、铁路及健康、安全与环境(HSE)方面具体的运输和监控。
 
存储工作小组已分为加拿大主导在岸存储、日本主导离岸存储。工作范围集中在枯竭油气藏与盐碱含水层的存储、场地选择、风险评估、风险管理、井口建设、避免存储泄漏与补救及存储监控等。
 
量化和验证工作小组由中国领导、法国支持,工作领域包括项目边界、工程渗漏、量化过程、CO2量化监测与报告、第三方验证及生命周期分析等。
 
跨领域工作小组由法国主导、中国支持。工作范围包括专业术语、系统集成(全价值链)、全面风险管理、利益相关者的关系与咨询、公众参与、报告以及不同来源气体流的混合。
 
据了解,委员会的下一步工作,将召集相关技术专家加入五个工作组。
 
要吸引美国“走”进来
 
不过,这项由加拿大标准协会开发的Z-741标准,虽得到了加拿大组织的批准,但却没有得到美国国家标准协会(ANSI)的认可。
 
幸好,加拿大标准协会的美国分部近期已接受ANSI的委派,作为技术咨询小组(TGA)管理员。如果这个委派是理所当然的,那么就将允许美国参加接下来的工作,包括委派技术专家加入五个工作组。
 
美国参与TC-265过程很重要。首先,全世界绝大多数的EOR采油经验均由美国所控制,在美国能源部区域性碳封存伙伴关系经验的基础上,很大一部分的“非EOR采油”CCS经验也在美国。
 
美国能源部/国家能源技术实验室(DOE / NETL)的一项研究显示:“下一代”CO2-EOR可以为美国提供1350亿桶的额外技术可采石油。为了实现这个结果,为获得经济可采石油的CO2-EOR运营商将需要从市场上购买大约170亿吨的CO2。这相当于91个大的兆瓦燃煤电厂规模超过30年的温室气体排放量。
 
最近,由国际能源署温室气体计划(IEA GHG)的先进资源国际项目还对世界上最大的54个石油盆地的CO2-EOR和CO2储存潜力进行了评估,得出了这些盆地中有50个油臧能接受混合CO2-EOR的结论。
 
假设采用这种技术,在这些盆地中刚刚发现最大的油田(大于5000万桶的原始地质储量)则有潜力生产4700亿桶的额外石油,并储存1400亿吨的CO2。
 
EOR作为CCS项目的早期进入者将继续引领世界。CO2-EOR提供了一个同时解决气候和能源安全的机会。从CCS业界看,政府的角色是非常重要的。没有世界各国政府提供的金融激励,推出众多大规模的CCS项目是不可能的。通过CO2-EOR促进CO2存储可为价值链的参与者提供大量新的收入来源,从而采取“第二步”举措。
 
CCS已经演化成CCUS。假设ISO TC-265国际标准成为现实,允许发展中经济体进入CCUS“游戏”,CCS则能够成为保持适合于温室气体减排的富有吸引力的选择。
 
(作者单位:中国科学技术信息研究所战略研究中心)
 
《中国科学报》 (2013-05-22 第8版 能源)
 
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