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日本二氧化碳海底封存技术迈向商业化

发布日期:2019-05-04 07:39           浏览次数:

  《日本经济新闻》4月29日报道称,对火力发电站排放的大量二氧化碳进行回收并埋藏于海底的技术开发取得了进展。由于可遏制全球变暖,美国等国开始在内陆地区引入相关设备,四面环海、国土面积狭小的日本则主要采用海底储存方式。东芝最早将于2020年夏季在三川发电站(福冈县大牟田市)启动日分离回收500吨二氧化碳的大规模实证试验。目前正在为实现商业利用积累数据,不过海底储存方式的设备维护十分困难,如何抑制成本也成为课题。

  东芝将进行实证试验的是被称为“碳捕集与封存(CCS)”技术。具体方式是使发电站排放的废气通过胺液,仅分离和回收二氧化碳。在海外,以北美的内陆地区为中心,碳捕集与封存设备被投入使用。这种方式是通过管道运输二氧化碳。

  海底储存方式由于成本较高,在海外仅在挪威海域设有一个储存点。地震多发国日本由于缺少适合作为陆地储存点的广阔土地,政府制定了采用海底储存方式的战略。在北海道海域启动的首个实证试验计划持续到2020年度前后。

  东芝最早2020年夏季启动实证试验的二氧化碳回收量是北海道海域的近2倍。日均二氧化碳分离回收量达日本国内最高的500吨。此次将首次通过船舶运输二氧化碳而不是管道,预计2021年度之后推向实用化。

  东芝已经在三川发电站的用地内设置了高60米的专用设备。分别是“吸收塔”和“再生塔”,将通过这些设备分离和回收二氧化碳。

  通过导管将发电时排放的废气传输到2座设备中,使废气通过胺液,仅提取出二氧化碳。目前的构想是,把回收的二氧化碳液化后装入罐中,通过船舶运往海上。在目的地接上与海底连接的管道,输送二氧化碳。

  三川发电站的日发电量为5万千瓦,可供8万户家庭使用,日二氧化碳排放量约为1000吨。如果能够通过碳捕集与封存技术回收一半的二氧化碳,将为遏制全球变暖做出贡献。

  东芝从2009年开始,通过在三川发电站用地内设置的小型设备开展试验,日回收约10吨二氧化碳。发现废气中含有的杂质使得胺液的寿命缩短,二氧化碳的吸收效率随着外部气温的变化而变化等。东芝将把这些数据活用于明年夏季启动的实证试验中。

  关于海底储存方式,日本CCS调查公司正在北海道海域进行实证试验。不过由于储存点距离沿岸较近,因此采用通过管道向海底输送二氧化碳的机制。

  和使用管道的陆地储存方式相比,海底储存方式需要克服海底严酷环境,设备的维护管理十分困难,成本较高。其中,由于船舶可降低远距离运输的成本,碳捕集与封存设备设置地点的选择范围出现扩大。和一旦建设后难以改变设计的管道相比,船舶可灵活改变二氧化碳的运输量。

  探讨运输技术的东京大学特任教授尾崎雅彦表示,“如果逐步降低对煤电的依赖程度,可以调整运输量的船舶方式就很适合”。

  据日本环境省介绍,日本2017年度换算为二氧化碳的温室气体排放量接近13亿吨。发电站和炼油厂的排放量约占4成。日本政府提出了2050年之前温室气体减排8成,本世纪后半期实质上减为零的目标。要实现目标,大幅减少发电站的二氧化碳排放是一大课题。

  海外也有只允许建设具有碳捕集与封存设备的火力发电站的事例。日本因继续进行火力发电而遭到国际社会的强烈批评,但如果碳捕集与封存达到实用水平,就有望获得国际社会的理解。

  不过,要实现海底存储方式也存在课题。在削减成本方面,尾崎教授表示,“需要建立一次运输大量二氧化碳并封入海底的机制”,目前正在进行相关探讨。为了降低分离和回收成本,提高胺液的吸附性能也是选项之一。

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