碳捕捉技术有哪些(碳捕捉技术相关问题)

近日,总部设在丹麦的船运公司Evergas和Ultragas成立了Dan-Unity CO2公司,这是第一家专门从事船舶碳捕获与封存(CCS)和碳捕集和利用(CCU)的航运公司。

根据与Icelandic Carbfix公司的合作伙伴关系,Dan-Unity CO2公司将从2025年开始提供CO2的运输和储存,旨在实现大规模CO2减排。

如前所述,二氧化碳可以安全地注入并储存在冰岛的火山基岩中,在两年内自然转化为石头,价格与传统储存相比具有竞争力。卡菲克斯估计,冰岛的二氧化碳储存量为2500亿吨,相当于全球55年的排放量。

“Carbfix技术通过模仿和加速自然的CO2矿物储存方式,为传统的碳捕获和储存解决方案提供了一种安全、永久和经济的替代方案。通过将二氧化碳溶解在水中并注入地下玄武岩地层,二氧化碳在不到两年的时间里变成了石头。”Carbfix公司的首席执行官 Edda Sif Pind Aradóttir说。

捕获的二氧化碳也将被用于替代能源形式,如CCU和Power-to-X,一旦船舶建成,它们可以将二氧化碳储存在冰岛或海上枯竭的油田,或用于Power-to-X工厂,Dan-Unity CO2解释道。

“目前技术和经验已经到位。捕获、运输和储存都是经过验证的概念;因此,要开始建造所需的船只,需要确保包括二氧化碳税在内的监管框架到位。”Evergas首席执行官Steffen Jacobsen表示。

仅一艘船每年就能输送45万吨二氧化碳,几乎相当于丹麦政府目前减排战略的全年总量。

那么,目前业界还有哪些碳捕获相关项目正在推进呢?

■ 全球首个海上碳捕获项目研究

2020年9月,日本川崎汽船与三菱造船、日本船级社宣布合作,在其运煤船上部署一个小规模二氧化碳捕获设备,这将是全球首次海上碳捕获。

这一名为“Carbon Capture on the Ocean”(CC-Ocean)的项目得到了日本国土交通省海事局的支持,作为其推进船舶资源技术研究开发支持项目的一部分。

在国土交通省的支持下,合作伙伴将共同在川崎汽船的一艘船上安装一个小型二氧化碳捕获示范设备,对设备进行运营测试并测量其性能。船用二氧化碳捕获示范设备将以陆上设备为基础,旨在捕获船舶的部分气体排放。

该项目的目的是验证捕获和储存船舶排放的二氧化碳的有效性,以及海上二氧化碳捕获设备的可操作性和安全性。示范测试旨在促进开发船舶环境所需的更紧凑的设备,同时也发展海上稳定连续运行所需的系统要求。

这个为期两年的项目在今年8月启动,将对示范设备进行HAZID(危害鉴定)评估,并在船上部署,由日本船级社检验。日本船级社表示:“这个在海上进行的示范试验是世界上首个此类试验,所获得的知识将用于未来技术和系统的开发,以从船舶设备和船舶废气中捕获二氧化碳。”

三菱造船将开始开发和建造一个小规模二氧化碳捕获示范工厂,并进行系统安全评估。2021年,三菱造船将在工厂测试示范设备的运行,部署在川崎汽船为日本东北电力公司运营的运煤船“Corona Utility”号上。2021年末,项目合作伙伴预计将在船上运行示范设备,并测量该系统在船用条件下的性能。

■ 深海碳捕集项目

2020年12月,一家澳大利亚公司组织了该国的国家科学机构和日本公司,共同制定一项计划,以捕集二氧化碳,并将其液化并运输到澳大利亚近海的某个地点,再注入海底。

在此之前,澳大利亚政府最近将碳捕集与封存列为五项优先发展技术之一,它将从一项旨在减少碳排放的180亿澳元(130亿美元)计划中获取资金。

领导该DeepC Store项目的TransbordersEnergy公司表示,希望捕获澳大利亚和亚太地区的液化天然气(LNG)工厂和其他工厂的碳排放。其首席执行官Daein Cha说,如果研究和工程设计工作如期进行,该项目可能会在2027年后开始注入二氧化碳。

Transborders希望利用其开发的用于小规模浮动LNG生产的技术,在澳大利亚附近建立一个浮动设施,该设施每年可在海底下注入150万吨二氧化碳。但该首席执行官没有透露DeepCStore的花费,但他说的基准是“北极光”项目,这是在挪威北海的Equinor领导的一个类似项目,预计将耗资69亿挪威克朗(7.88亿美元)。

该数字不包括为运输所进行的捕获和液化二氧化碳的建筑设施费用。

Transborders公司已与英联邦科学与工业研究组织(CSIRO),三井O.S.K.Lines,九州电力公司,大阪燃气公司,东京燃气公司的澳大利亚分公司,工程公司Add Energy和承包商TechnipFMC签署了初步协议。

■ DecarbonICE技术解决方案

丹麦海事发展中心所开展的DecarbonICE技术解决方案的概念基于捕获和封存两个部分。船舶废气中的二氧化碳和其他温室气体(GHG)在船上通过低温过程被捕获并变成干冰。在正常的船舶作业过程中,利用成熟的海上技术将干冰运输到海底沉积物中。在该项目中,二氧化碳将以液态二氧化碳和二氧化碳水合物的形式安全、永久地储存。

DecarbonICE方案可以用于新建的船舶,也可用于现有船舶的改造,为向IMO目标过渡提供了新的选项。该方案得到了日本船东日本邮船(NYK Line)、新加坡油轮船东Teekay、新加坡环球航运集团(BW Group)、爱尔兰船东阿德莫尔(Ardmore)、俄罗斯最大航运公司Sovcomflot、巴西淡水河谷公司(Vale)以及挪威独立油轮船东和运营商Knutsen OAS等船东和租船人的支持。据悉,该方案正在经历从概念阶段到监管审批的过渡,据称有潜力将航运温室气体排放量减少约90%。此外,据该公司称,与未来的碳中性燃料(如生物燃料和电力燃料)相结合,该脱碳技术可以创造负碳运输的可能,从而以比岸上碳捕获低得多的成本为大气碳减排做出贡献。

■ 脱碳塔

挪威绿色船舶系统制造商Teco 2030也推出了堪称洗涤塔2.0的下一代船舶废气清洁系统,该装置能够有效减少各类废气排放,还配备了碳捕获和储存功能。这款产品被命名为“未来漏斗”(Teco 2030 Future Funnel)。据了解这款模块化的废气净化系统适用于所有类型的化石燃料,符合IMO有关硫氧化物排放的现有法规,而且还为将来应对颗粒物、黑碳、氮氧化物以及二氧化碳排放监管要求做好了准备。“未来漏斗”优势明显:同时符合0.1%和0.5%限硫法规要求,硫氧化物减排率高达99.9%;干、湿运行皆可;维护成本低,易于操作;可以在航行中进行安装,仅需短暂停靠即可进行海底门和舷外安装,从而减少停工时间;具有开环、混合和混合就绪系统;适用于所有类型的船舶和发动机,仅需微小改动;资本支出和运营支出低。此外,芬兰知名脱硫塔制造商瓦锡兰最近也强调了在废气排放点进行碳捕获的潜力,就像目前利用洗涤塔去除硫氧化物那样。瓦锡兰的初步发现表明,在船上进行碳捕获和封存“在技术上是可行的”,他们将在挪威莫斯地区安装一个1兆瓦的试点装置来测试这一理论。

■ 通用绿色转化器(回收利用捕获气体)

由沙特阿美能源风险投资公司(Saudi Aramco Energy Ventures)资助,并获得了欧盟的资金支持的初创企业Daphne Technology将目光聚焦在解决各种燃料所产生的二氧化碳,其目标是在2021年底之前安装世界首个实现循环经济的干式废气清洁系统。

目前,该公司正在开展多个试点项目,其中一个期间项目是可以安装在船舶上的通用绿色转化器,即插即用,该项目旨在消除船舶废气中的有毒污染物和GHG排放物,包括99%的硫氧化物(SOx)和颗粒物(PM),以及85%的氮氧化物(NOx)。据介绍,该装置还有望将使用LNG双燃料发动机的船舶的甲烷泄漏减少约80%,还能够转化未来船舶应用氨燃料导致的氨泄漏。与市场上其他可用的单一污染物技术相比,该多污染物减排技术在减少空气和海洋污染方面更加有效。该技术安装简单、快捷、便宜。且是独立并可扩展,与船舶引擎的大小成比例。可安装于现有船舶,也可应用于新造船。据称使用该技术的船舶可以满足甚至超过当局以及IMO的排放法规。此外,该技术涉及到高能电子,它能分解烟囱中的分子,因此排放出来的物质可以被捕获、存储并且再利用作肥料生产。

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