碳捕獲和封存(以下簡稱CCS)是一種將工業(yè)和能源排放源產(chǎn)生的CO2進行收集、運輸并安全存儲到某處使其長期與大氣隔離的過程。CCS主要由捕獲、運輸、封存三個環(huán)節(jié)組成。

捕獲

CO2的捕獲，指將CO2從化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中分離出來,并將其壓縮的過程。

對于大量分散型的CO2排放源是難于實現(xiàn)碳的收集,碳捕獲的主要目標是化石燃料電廠、鋼鐵廠、水泥廠、煉油廠、合成氨廠等CO2的集中排放源。目前針對化石燃料電廠的捕獲分離系統(tǒng)主要有三種，即燃燒后捕獲系統(tǒng)、燃燒前捕獲系統(tǒng)和氧化燃料捕獲系統(tǒng)。

CO2捕獲已經(jīng)在一些工業(yè)應(yīng)用中采用,馬來西亞一家工廠采用化學吸附工藝,每年從燃氣電廠的煙道氣流中分離出0·2×106t的CO2,用于尿素生產(chǎn)。美國北達科他州煤氣化工廠采用物理溶劑工藝,每年從氣流中分離出3·3×106t的CO2,用于生產(chǎn)合成天然氣,捕獲的一部分CO2用于加拿大的強化采油項目。

運輸

CO2的運輸,指將分離并壓縮后的CO2通過管道或運輸工具運至存儲地。第一條長距離的CO2輸送管道于20世紀70年代初投入運行。在美國,有超過2, 500公里的CO2輸送管道,通過這些管道,每年有大約40×106t的CO2被運輸?shù)降驴怂_斯州用于強化采油。

封存

CO2的存儲,指將運抵存儲地的CO2注入到如地下鹽水層、廢棄油氣田、煤礦等地質(zhì)結(jié)構(gòu)層或者深海海底或海床以下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中。

這個過程涉及許多在石油和天然氣開采和制造業(yè)中研發(fā)和普遍應(yīng)用的技術(shù),如用泵向井下注入CO2,并通過在井底部的鑿孔或篩子使CO2進入巖層。

此外CO2回注油田可以提高采油率,在煤層中注入CO2,可以回收煤層氣,這個過程也就是通常所說的強化采油(EOR)和強化采煤層氣(ECBM)。目前有三個工業(yè)規(guī)模(大于1×108tCO2/a)的項目在采用這種技術(shù):北海的斯萊普內(nèi)爾(Sleipner)項目、加拿大的韋本(Weyburn)項目和阿爾及利亞的薩拉赫(Salah)項目。

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