碳封存和重用

简单来说

  • 即使有最有效的流程,也是合作社的一部分2不能避免与水泥生产相关的排放。
  • 目前在电力领域的几个大规模集成CCS项目中正在评估碳捕获的可能性1
  • 碳捕获和储存(CCS)如果是CO2运输基础设施和存储网站适合并批准此目的。
  • 初步结果表明,目前可用的技术可以捕获90%的CO2排放。
  • 捕获的碳可以被传送到存储位置或用于其他生产/下游过程。将藻类生长为可用作燃料的生物量。
  • 碳捕获将增加生产成本25%至100%,需要大量投资,并要求使用额外的电力。

前一节概述了水泥行业如何降低其排放,并将继续通过未来的常规资源和能源效率措施来实现。在传统技术之外,一个可能的突破,长期解决方案是碳捕获,由此有限公司2在源处捕获,然后重新使用或存储。

有几个正在进行的研究项目,测试在水泥工业中使用碳捕获的可行性,并探索捕获CO的不同方式2

  • 后燃烧捕获技术
    燃烧后有限公司2捕获是一种管道末端的机制,不需要对窑炉燃烧过程进行根本性的改变,因此,它是新窑炉和改造窑炉的一种选择。
  • 最有前途的燃烧后技术是化学吸收。使用胺和其他化学溶液实现了其他行业的高捕获率。
  • 膜技术也可能是一个答案,如果合适的材料和清洁技术可以开发。
  • 碳酸盐循环,一种将氧化钙与含有CO的燃烧气体接触的吸收过程2为了生产碳酸钙,是目前由水泥工业评估的技术作为现有窑的潜在改装选择,以及开发新的氧气窑。此外,还可以产生具有发电厂的协同作用(可以在水泥窑中作为替代原料中重复使用的发电厂的停用吸收剂)。
  • Oxyfuel燃烧

使用氧气而不是水泥窑中的空气会导致相对纯粹的CO2溪流。这项技术仍处于起步性,需要进行广泛的调查。Oxyfuel燃烧会改变窑中的大气,并可能影响熟料的产生方式。目前的实验室研究表明,水泥性能与奥氧燃料生产保持不变。氧气窑将代表熟料生产中的重大转变。然而,用氧气技术的水泥厂改造似乎可行,具有一定的努力(例如改装燃烧器/冷却器等,实施空气分离/ CO2纯化)。然而,试点植物的规划仍然需要一些细节。捕获二氧化碳(CO2)首先与由燃烧或加工产生的其他气体分离。然后压缩和净化以使其更容易运输和存储或重复使用。

如果捕捉到有限公司的重要部分2排放在技术上是可能的,但仍然需要解决如何处理二氧化碳的问题2那是被捕获的。设想了三种可能的场景:

碳捕获利用(CCU)

被捕后有限公司2可用于一系列过程和行业,如碳酸饮料的生产。然而,这提供了赋予CO的体积非常有限的潜力2水泥行业发出,而且只有这项公司只有少量的事实2可以通过这些行业和过程使用。

碳捕获维持价格

CO.2也可以用作目前正在开发的一系列过程中的原材料,包括:

  • 建筑材料转换有限公司2使用酶催化剂进入碳酸盐和碳酸盐
  • 碳酸盐聚合物(生物塑料)
  • 溶剂制造的原料
  • 甲醇合成融合有限公司2和H2一代

碳捕获和储存

碳捕获和储存或CCS是捕获有限公司的常用项2被运输到地下储存设施并永久地存储在适当的地质形成中。这被视为最后的度假胜地,并使用co使用或创造价值2是首选的。但是,可能的数量2来自碳捕获是巨大的,如果利用和储度能力可以吸收这些数量,则尚不清楚。

潜在的储蓄

水泥行业的碳捕集技术还处于研发阶段。在电力部门,它目前正在一系列试点和示范工厂进行测试。然而,CCS的潜力看起来很有希望。为了达到80%的二氧化碳减排2到2050年,考虑到所有其他措施,在没有任何其他突破性技术的情况下,85%的熟料生产必须配备碳捕集技术,这相当于所有工厂的59%,因为碳捕集将被部署在更大的工厂。

挑战

成本和竞争力

建设配备碳捕获技术和改造现有植物的新工厂将涉及大量资本支出,并显着提高运营成本。通过当今的知识状态和基于目前的情况,在碳捕获的植物中生产的水泥似乎与在非碳捕获的植物中生产的水泥具有竞争力。在某些条件下,就像CO2重用,放弃用于NOx排放的二级减排技术或增加替代燃料使用(在奥克福尔的情况下),碳捕获植物可能成为经济。

目前难以确定每种植物所需的确切资本支出,但估计在新的100万吨/年工厂,约合1000万欧元,估计约为330-360亿欧元,以进行约1亿元,以便改造奥克索福利技术和100欧元 -3 000万元改造现有燃烧技术植物2。据估计,配备燃烧后碳捕获技术的工厂的运营成本是传统水泥厂的成本,而Opthfuel使用将产生25%的运营成本。然后将额外的成本进行压缩,运输,注射和储存。但是,预计CCS的成本将在未来落下技术和科学的进步,但随着投资和运营成本的增加,也将保持大幅度。

最后,只有在国际政治框架有效限制碳泄漏风险(将水泥生产转移到约束较少的国家或地区)的情况下,碳捕集技术才能应用于水泥行业。

完整的CCS链

捕获技术只有在提供完整的CCS链,包括运输基础架构,可访问合适的存储站点,合适的CO的法律框架2运输,存储,监控,验证和许可程序。3.

CO.2运输

捕获的有限公司2被压缩成液体,然后由管道或公路油轮运输并运输以储存在地下深处。CO.2已经被用于商业目的。管道确保了更低的排放,但迄今为止,还没有专门用于运输CO的管道网络2。如果是CO.2将通过道路或铁路油轮运输,该运输的环境影响也必须考虑到。工业化地区的水泥窑可以比非工业化地区的植物更容易地连接到网格。然而,鉴于与运输水泥或熟料有关的成本和排放,少数大型工厂的集中产量不是来自经济或环境的可行选择。

存储

CO.2可以储存在耗尽的天然气和油田中,在深盐含水层形成,或注射到油田下降以增加回收的油量,称为增强的溢油(EOR)的方法。储存网站通常在地球表面下几公里。4.

显然,储存部位保留注入CO的能力2对任何CCS项目的成功至关重要。因此,必须非常仔细地选择和监控存储站点以确保永久存储的最高置信度。这意味着只有仅特定的位置,不一定紧邻水泥厂,可以考虑碳储存。

额外的能量需求

水泥行业采用CCS技术意味着电力消耗将显著增加5.。对于CCS从排放角度来看,必须通过低或净零碳发电提供额外的电源要求。

接受和法律框架

公众对CCS的认识目前很低,公众尚未有机会在CCS和其在缓解气候变化方面的作用形成任何牢固的意见。需要欧洲,国家,区域和实际上是当地的支持,以推动CC超出研究阶段。CCS还需要支持存储站点附近的本地社区,以避免“不在我的后院”方案中。

政策建议

碳捕集是目前最有希望减少二氧化碳排放的新技术之一2水泥行业的排放和肯定的单一解决方案将产生最大的影响。然而,为了能够在中短期部署CCS解决方案,需要在几个层面上提供政策支持,包括:

  • 需要支持和资助与CCS有关的所有方面的研究和开发,以加速水泥生产中的温室气体减排。
  • 新研究融资,以制定使用捕获的碳排放的替代方式。
  • 需要确定和开发储存地点,并制定运输解决方案,例如建立专门的管道网络。
  • 通过协调一致的信息活动和与所有利益攸关方进行对话,需要达到公众接受CC。

此外,如模型所示,这种策略的实施对于使水泥行业部署CCS是必不可少的,从而减少超过32%的排放可以通过更传统的方式实现。

1全球CCS 研究所:大型集成CCS项目www.globalccsinstitute.com/projects/browse.

2资料来源:ecra:https://ecra-online.org/research/ccs/

3.资料来源:欧洲水泥研究学院(ecra)

4.来源:shell.

5.资料来源:WBCSD / CSI-ECRA,2009