西安热工研究院总工程师许世森：中国CCS示范起步
许世森的日程表安排得很满，尽管如此，他还是尽可能地安排出足够的时间接受采访，透过媒体向公众传达一个声音：中国碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，CCS）的研发已经起步。尽管存在许多争议，但CCS至少目前依旧是学界所认可的减排二氧化碳的主流的、基本可行的方案。
“但至于是不是最好的，那倒未必。”许世森说。
许世森是中国CCS领军人物之一。他是西安热工研究院总工程师，隶属中国最大的发电企业中国华能集团公司。
这些日子，许世森正在为华能三个清洁燃煤电厂项目而忙碌。其中一个是毗邻北京CBD核心商圈的华能北京热电厂——我国首个燃煤电厂二氧化碳捕集工业示范项目。于2008年北京奥运开幕前一个月投入运行，一年多以来，已捕获二氧化碳3500余吨，全部得到工业利用。
如果说北京项目仅仅是牛刀小试，雄心勃勃的华能已经在中国CCS棋盘上早早占据了上海长三角这个战略要地。华能上海石洞口第二热电厂的项目自2008年10月启动，项目总投入1.3亿元人民币，设计年捕获二氧化碳10万吨（最高年捕获量可达16万吨）。据许世森介绍，2009年的最后一天，上海石洞口第二热电厂燃煤电厂二氧化碳捕集示范装置已经完成96小时的连续运行，这标志我国已经拥有全球最大的、正在运行的燃烧后二氧化碳捕集示范装置。
这是截至目前，中国仅有的投入运行的两个CCS项目，从3000吨到10万吨，显示了华能在CCS之路上的超前部署和果敢决断，也见证了中国在CCS研究与工业示范之路的开局。
“做CCS是要花大价钱的”
作为华能在中国投资筹建的两大CCS示范工程总工程师，许世森，这位研究二氧化碳捕集技术二十余年的学者，面对记者，他丝毫不避讳CCS目前存在的难题。
高碑店热电厂单台机组每年约排放130万吨二氧化碳，碳捕集示范系统仅捕集3000吨，显然，其捕集的二氧化碳并不多。北京项目，应该说是CCS从实验室里走到工业示范的第一步。
北京热电厂的CCS装置，在国际上不算最大，但却是中国至今为止运行时间最长的一个项目。“其实际目的，并不在减排。”许世森坦言，“相对于每年130万吨的二氧化碳排放量，碳捕集系统每年仅仅捕集其中的0.23%，其主要目的在于验证中国自主的二氧化碳捕集工艺和技术，获取第一手的数据。”
在此之前，全球通用的关于CCS的任何能源数据基本全部来自于国外，而北京项目作为全球运行时间最长、获取数据最充分的碳捕集系统，已经成为中国乃至全球最重要的数据来源之一，成为决策层与社会各界参考的主要依据。
“能源项目只有大规模的示范才能够获得充分验证和可靠的数据，如果走不出实验室、走不到工业示范这一步，实验室研究起到的推动作用会比较小。”许世森说。
而年捕集量最高可达16万吨的上海项目，则已经达到CCS半工业化规模。“目前华能已经具备了做年捕集百万吨以上装置的能力。”许世森说。
尽管目前投入运行的这两套碳捕集系统的规模不大，北京2800万元和上海1.3亿元的总体投入，注定了在目前的技术条件下，CCS还是一个昂贵的奢侈品。
投资高，耗能大，这成为目前CCS饱受争议甚至诟病的两大问题。
以30万千瓦规模的燃煤电站、一年捕集100万吨二氧化碳为例，以往的电站投资大致在每千瓦4000元，一旦加上CCS装置，其成本将变成每千瓦6000元。这意味着30万千瓦的电站的投资将增加6亿元之巨。
除了初期投入巨大，CCS的运行是以耗能为基础，这显然与“节能”之道相悖。目前火电厂发一度电大约排放一公斤二氧化碳，但是要对其进行捕集，其中要耗费大量的蒸汽和电，这样发一度电几乎要增加30%～50%的能耗，电价成本大概提高30%～50%。
“做CCS是要花大价钱的，而目前，技术创新和降低成本就成为我们研究和开发的主要目标。”许世森说。
而在中国已投入运行的两大CCS项目，目前为止，还不需要担心成本过高的问题。
高碑店热电厂每年捕获的3000吨二氧化碳可达到工业和食品级标准，可全部在市场销售，基本可以维持捕获装置持续运行。
而上海的石洞口项目捕集的二氧化碳也将全部利用。“上海及长三角地区每年消纳10万吨二氧化碳没有问题。”许世森透露，“尽管刚刚开始正式运营，已经有二氧化碳经销商找上门来预定。”但是，即便是整个长三角地区，每年对二氧化碳的利用量也仅仅在十几万吨。仅石洞口一个电厂所捕获的二氧化碳就已经接近了这个中国最发达地区的二氧化碳消纳总量的上限。那么，越来越多的被捕集的二氧化碳，应该怎么办？
利用二氧化碳提高石油采收率（EOR），可获得较好的回报，这已被证明是一条中等规模利用二氧化碳的有效途径。
“下一步我们计划和石油公司合作，开展二氧化碳驱油示范项目，虽然这既减排了二氧化碳，也能多产石油，有较好的经济效益，但两大行业的合作还需要国家层面的组织协调。”许世森说。不过，即使将二氧化碳驱油与二氧化碳商业利用加在一起，也只能埋存部分二氧化碳。
实际上，高碑店和石洞口两项目示范了CCS技术的前半部分——碳捕获和利用，对于封存技术则尚未涉及。“最终的做法还是要进行大规模封存。”许世森认为下一步面临的最大问题是：地质封存技术尚不成熟，而二氧化碳的大规模封存又没有经济驱动力。
战略性技术储备
面对如此高昂的成本，CCS之路是否能走得下去？将走到何种阶段？对此业界观点不一。许世森认为：在中国这样一个富煤国家，在未来很长时间内，以煤炭为主的能源结构不会改变。二氧化碳排放问题不可避免地将成为制约中国未来可持续发展的瓶颈。因此，除了发展可再生能源外，CCS将成为二氧化碳减排的主要技术方向。
许世森用“潜在的巨大市场”来描述CCS发展前景。的确，目前在中国的8亿千瓦的电力装机中，火电装机的比例达到了3/4。中国似乎是这项技术的最大消费者。业界人士也相信，欧洲国家有很多应对气候变化的方法，他们之所以在本国投入巨资发展CCS技术，他们的理由是“中国需要，中国有很多的煤电厂”。
显然，中国不能容许在未来的某一天被CCS绑死。尽管，目前中国的国情决定了我们在CCS应用和推广要采取比较谨慎的态度，但大力开发CCS技术是具有战略意义的。中国绝不能被西方牵着鼻子走。对于已经吃了很多亏的中国而言，更现实的想法是通过实际行动，不在这轮技术浪潮中失去话语权。
“打个比方，20年前，搞脱硫和脱硝被许多人认为是高成本、‘多此一举’，但环境污染和修复环境的巨大代价使人们很快认识到，必须脱硫脱硝，此时，我们才发现自己没有技术。”许世森说，“今天的CCS不能像当年搞的脱硫脱硝一样。”
他说：“我们无法判断未来何时会大规模进行二氧化碳捕集和封存，但是总会有这一天。我更愿意把CCS看成是一项战略性技术，是我国必须储备的战略性技术。”
努力的方向
作为CCS技术的实践者，许世森的主要目标，就是降低这些高昂的成本，以尽量破除CCS技术全面应用的主要障碍。
值得一提的是，华能的技术——燃烧后捕集或者燃烧前捕集（从烟道气或者燃烧前的合成气中获得二氧化碳，然后进行脱除），拥有完全自主知识产权。相对于全球已发表的研究报告的数据，华能CCS技术能量损耗率最低。“我们现在捕集一吨二氧化碳的成本已经能够控制在30美元以下，而国际上的通常水平是每吨50～80美元。”许世森说。
更重要的是，依旧存在CCS技术成本更大幅度降低的可能。对此许世森有着乐观的估计：随着未来技术成熟度提高和设备的规模化生产，CCS成本还将进一步降低。
“中国的第一套脱硫装置的成本是每千瓦1000元，现在降到了150元。十年的发展，十倍的降幅。如果我们十年后回头看看CCS，也应该会有类似的感受。”许世森说。
其实，对于技术的发展，许世森并不担忧。相反，他认为中国在CCS技术开发方面需要国家在政策和资金上的支持，以及部门间的协作。
目前CCS在中国的发展态势是，CCS技术赞成派在极力推动项目的进展，大部分火力发电厂试图反对这种技术的可行性，政府鼓励技术的研发与合作。
据介绍，CCS将有可能被纳入国家“十二五”科技规划，许世森相信：“CCS将是很长一段时间的研究热点，也是未来降低碳排放的技术制高点。”
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