欧美水泥工业碳捕获与碳封存

　　最新研究进展

　　一、前言

　　自1994年《联合国气候变化框架公约》正式生效后，全球正式进入低碳减排时代。2015年12月通过的《巴黎协定》是继《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》之后，人类历史上应对气候变化的第三个里程碑式的国际法律文件，将为2020年后全球应对气候变化行动做出安排。我国“十三五”期间，单位国内生产总值二氧碳排放和单位国内生产总值能耗将分别下降18%和15%，非化石能源占一次能源消费比重将提高至15%，于2017年启动碳交易市场，逐步削减氢氟碳化物的生产和消费。还将推进交通运输低碳发展，加强标准化、现代化运输装备和节能环保运输工具推广应用。《“十三五”控制温室气体排放工作方案》提出要建立温室气体排放信息披露制度，定期公布我国低碳发展目标实现及政策行动进展情况，建立温室气体排放数据信息发布平台，研究建立国家应对气候变化公报制度，推动地方温室气体排放数据信息公开，推动建立企业温室气体排放信息披露制度，鼓励企业主动公开温室气体排放信息，国有企业、上市公司、纳入碳排放权交易市场的企业要率先公布温室气体排放信息和控排行动措施。国家将加快推动出台《碳排放权交易管理条例》及有关实施细则，强化全国碳排放交易法规的支撑，保证2017年全国碳排放权交易市场启动运行。

　　由欧洲联盟委员会（European Commission）和荷兰环境评估署(Netherlands Environmental Assessment Agency)组成的EDGAR最新公布了全球主要国家和地区二氧化碳排放统计估计，该统计分为二氧化碳排放总量和人均二氧化碳排放量，见表1^[1]。

　　科学家们预测，本世纪全球平均气温将上升２～4℃，可能引发干旱、洪水、冰川融化和海平面上升等多种自然灾难（又称厄尔尼诺现象）。CO₂排放量超限被公认为是全球变暖的主要因素。水泥行业是一个主要的工业温室气体排放源，约占全球人为温室气体排放的5%。国际能源署（The International Energy Agency, IEA）研究表明，按照现行的政策和预测市场需求，从目前的水平到2050年CO₂排放量减少一半，水泥行业需要将CO₂排放量从2.34Gt/a减少到1.55Gt/a^[2]。在减排方面，虽然采取了提高能源效率、使用替代燃料、替代原材料和降低水泥中熟料掺量等措施，但依然还有减排潜力。从中长期发展考虑，碳捕获和封存技术（Carbon Capture and Storage，国际上简称为CCS）将在实现全球CO₂减排中起着至关重要的作用。到现在为止，还没有在水泥回转窑使用任何碳捕获技术的工业应用，水泥工业碳捕获还处在理论研究与有限的工业试验阶段。

　　表1 全球主要国家二氧化碳排放量统计

　　图1为2100年全球气温由上升4℃降为上升2℃时，2030年和2050年美国水泥、钢铁和化工行业CO₂减排量和CCS在减排中贡献的份额^[3]。图2为可能的CCS流程模拟总图^[4]。

　　本动态将主要介绍碳排放相关的法律法规及欧盟几种不同类型的碳捕获和碳封存技术的最新研究进展。