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工人日报 2009年07月02日 星期一

避免温室效应进一步加剧,一个有效而迫切的途径就是减少二氧化碳的排放量。这除了要求人们在平时生活中注意节能减排和国家调整能源结构外,还有一个并不为人所熟知的技术——

【轻松说科技】“捕集”二氧化碳实现“零排放”

■本报记者 丁国元
《工人日报》(2009年07月02日 006版)

很多人可能不知道这样一个秘密:青少年特别爱喝的可乐里面,其实充满着发电厂排出的废气——二氧化碳。

“不过,人们无需害怕,这是标准的废气再利用。从特殊环保装置里捕集来的二氧化碳,在精制提纯以后可以达到食品添加剂的标准,也就是99.9%~99.99%的纯净度。”绿色煤电公司的环保博士刘宇说:“它的纯度是非常高的,大家可以放心喝。这就是‘二氧化碳捕集’技术在生活中的应用。”

至于可乐里面为何要添加提纯后的废气二氧化碳,专家解释,如果没有二氧化碳,可乐就“不会冒泡”,而使用专门的设备生产二氧化碳则会浪费能源,并造成温室效应,从而危及人类生活。

温室效应逐步加剧

刚入初夏,北京的气温就连续多日超过38摄氏度,甚至最高达到40摄氏度,进入炎热天气的时间,也比往年提前了20天。

近年来,各种极端的气候事件也频繁出现,低温雨雪冰冻灾害事件频发。人们终于理解到,温室效应造成的全球气候变化现象已经越来越明显。

有资料表明,1906年~2005年地表温度上升0.74摄氏度。而全球气候变暖则导致了一些很明显的现象发生:海平面上升、北半球的冰川和冰盖融化。

科学界较为统一的看法是,二氧化碳是全球变暖的“主要贡献者”。

专家解释,二氧化碳的来源主要是化石燃料,包括煤、石油、天然气的使用。1970年~2004年,全球二氧化碳年排放量增长接近一倍,且近几年增长的速度更加快。有关方面由此得出一个初步的结论,就是温室效应目前正在逐步强化,并导致了全球气候变暖逐渐加剧。

1995年~2005年,全球温室气体中二氧化碳辐射强度增长20%,是过去200年中升温最快的阶段。这也证明,二氧化碳是主要的温室气体,它所产生的温室效应占所有温室气体的70%以上。减少二氧化碳排放对于缓解全球气候变暖至关重要。

我国近几年经济发展速度非常快,电力装机增长速度也非常快,尤其是近几年几乎达到了每年增长1亿千瓦的水平。到2008年底,我国电力装机总容量接近8亿千瓦。

而我国能源结构主要是以煤为主,尤其是在电力行业,燃煤火力发电的装机容量超过四分之三,来自于火力发电过程的二氧化碳排放量大约占到全部温室气体排放量的50%,并且比例还在逐渐增加,我国所面临减排形势已经非常严峻!

捕集技术日臻完善

要避免温室效应的进一步加剧,一个有效而迫切的途径就是减少二氧化碳的排放量。

而在实践中,有哪些途径能有效促进二氧化碳减排呢?

对此,刘宇博士总结说,一是通过人们在平时注意节能减排,比如把空调器设定的温度调得高一点,尽可能在日常生活中节电、节水。二是调整能源结构,大力提倡发展可再生能源、发展核电,以此增加低碳燃料使用的比例。除此之外,还要提早进行技术储备,发展安全可靠的碳捕集与封存技术。

前两项减排措施和手段,已经为人们所熟知,而二氧化碳捕集技术还让人有些陌生。刘宇博士说,实际上,二氧化碳捕集有三种主要的技术路线,一是燃烧后捕集,在常规燃煤发电机组后面加上二氧化碳分离装置,通过化学吸收的方法把二氧化碳从锅炉排出的烟气中分离出来。

二是燃烧捕集,把煤部分地氧化成煤气,再把煤气中的二氧化碳分离出来,剩余煤气再用来燃烧发电。

三是富氧燃烧捕集,它可以基于传统的燃煤电站进行改造。在传统的燃煤电站中,送到锅炉里的氧化剂主要是空气,富氧燃烧技术则是用相对纯净的氧气作为燃烧剂与煤炭发生反应,这样燃烧后产生的气体中,主要成份就是二氧化碳,捕集起来也就相对容易一些。

刘宇说,最新型环保发电站的运行模式则是把煤送到气化炉,然后产生煤气,进行除灰等净化处理,然后把煤合成气送到水煤气变换的装置。在这个装置里,再发生一些变换的反应,这时候煤气里面很大一部分成份就是氢气和二氧化碳,再经过脱硫、脱碳等装置,把高浓度的二氧化碳捕集出来,最后剩下的合成气主要成份就是氢气,再利用氢气发电。

相比燃烧后捕集和富氧燃烧捕集,刘宇说,在燃烧前捕集过程中需要处理的气体压力比较高,二氧化碳浓度也高,杂质相对来说也比较少,其总体投资,包括运行费用和能耗的增量是比较小的。

目前,石油开采等多个领域都可以再利用捕集到的二氧化碳。我国也已开始与发达国家同步,修建可以实现“二氧化碳捕集”的绿色火力发电站。国家也把涉及煤炭清洁高效利用技术,纳入到即将发布的《新能源产业振兴规划》,“二氧化碳捕集”技术的推广前景将十分广阔。

最终目标“零”排放

有关专家表示,人类的长期目标就是要实现在化石燃料使用后,接近“零”的二氧化碳排放。就二氧化碳捕集技术而言,在完成第一次捕集之后,应该想得更远一点儿。例如,把捕捉到的二氧化碳气体净化后充入可乐汽水里,就是再利用。但人类饮用可乐汽水之后,又通过打嗝等方式,再次把二氧化碳气体排放到空气中。这时,已很难将其重复捕捉回来了。

人类社会的发展,肯定需要越来越多的能源。如何实现“零”排放?一位英国科学家曾在演讲时说,电动汽车是个新发展方向。它可以不产生尾气,用风力发电、潮汐发电、太阳能发电,再将电力充入汽车的电瓶驱动发动机,达到最终“零”排放。

解决方法如此简单,但要走路却还很长。对此,有关专家表示,电动汽车一次充电后,行驶里程并不如人愿的问题还需要时间来攻克,大幅度降低无燃料发电的成本也非目前人力所及。“包括二氧化碳捕集技术在内,我们所希望达到的,就是科技加速发展,以保证人类更好地与大自然共存。”

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