碳捕获和存储技术作为应对全球气候变暖的一种措施正在逐步受到科学界和企业的关注。然而这项技术的发展还会受到环境、经济和社会诸多因素的影响。
1、环境风险评估与风险缓解与补救CO2作为一种带有窒息特性的酸性物质,其捕获和存储会对人类健康和安全、对自然和环境造成一定的风险。这些风险主要与从工程系统(如捕获和运输管道)或地质存储点的可能泄漏有关。
具体说,碳捕获和存储对当地健康、安全和环境的危害来源于三方面:
(1)浅层地下和近表面环境处气态CO2高浓度产生的直接效应。
(2)溶解的CO2对地下水化学的影响。
(3)CO2注入替代流体所造成的效应。因此可能潜在风险包括: CO2逃逸到大气层对人体健康与安全的潜在危害、CO2泄漏和盐水取代对地下水的危害、对陆地和海洋生态系统的危害、诱发地震、引起地面沉降或升高。
对地质存储风险的有效缓解由下列4个相互有关联的活动组成:仔细地选择厂址,包括性能和风险评价以及考虑社会经济和环境因素;实施监测,保证存储项目按预定计划执行,并对发生泄漏的事件作出早期报警;在管理上实施有效的监管;实施补救措施,排除和限制泄漏的起因和后果。地质存储项目必须挑选场址,很好运行,以避免发生泄漏。
然而,在某些场合下,泄漏还是会发生的,需要采取补救措施,以终止泄漏或阻止对人类或生态系统造成的危害。此外,有效的补救措施还包括可以向公众提供更进一步的保障,地质存储将是安全和有效的。
2、公众意识碳捕获和存储作为一项新兴技术,除在化石能源生产和研究的企业和机构外,对其可以作为一种潜在的减排选择方式还了解不多。因此,这项技术的扩散将会给普通公众带来更大的影响。
如有关分离厂和输运管道的建设和运营,作为化石燃料和能源服务的长期选择,以及这些服务对消费者产生的价格等都需要开展特别的知识普及。因此政府需要在提高公众对这项技术优、缺点的知晓方面扮演一个重要角色,需要将公众意识普及与技术开发放在同等重要的地位给予考虑,以保证公众意识的提高和合理的应对。
3、经济评估在碳捕获和存储的3个环节即捕获分离、运输、存储中,捕获分离的成本在总碳捕获和存储成本中占的比例最大,具体见下表。基于2002年的燃料、特殊技术和各国环境,如果将碳捕获和存储技术用于电力生产,每千度电的费用估计会增加约0. 01~0. 05美元。
随着技术开发的进步,规模经济的扩大等,未来碳捕获和存储技术的费用将会降低。根据预测,在未来10年,捕获的费用将可能下降20% ~30%。
更多的新技术目前尚在研究和示范阶段,只有这些技术的成熟运用将可望有更多的降价空间。运输和存储的费用也将随着技术的进一步成熟和规模化的增加而逐渐下降。
能源和经济模型表明,只有当总成本降到25~30美元/tCO2时,CCS技术才可能大规模适用。
4、市场障碍除了上面谈到的经济因素外,市场障碍也不容回避,这包括从事风险的组织机构和部门、技术不确定性和市场的不确定性几个因素。从组织机构讲,要求能源企业、油气海运企业、产油企业和政府在20~30年内都需要通力合作,还需要大量的前期资本投入,这就需要建立一种机制在利益相关者之间能均衡分摊风险,以使项目顺利进展。
在不确定性方面,捕获和存储的经济性对技术和系统关键要素成本的不确定性非常脆弱,所以除非能充分判断出效益的回报,一般情况下企业是不愿意承担这种风险的。另外,对市场的油、气和煤的价格也是非常敏感的。
如果投资一座能运行20年的工厂,其成本效益将决定于多长时间的资本回收。因此,在市场化运作方面要综合考虑这些因素,加强合作和风险分摊。
5、法律地位目前一些国家已有的法律规定已直接涉及到在沿海的地质存储。如一些国家沿袭的方式是由政府来考虑与CO2存储相关的长期责任,如地下采矿作业等。
还有一些国家,特别是美国,要考虑涉及到的与地上财产拥有者所属的财产权。另外,一些国际公约(如《联合国海洋法公约》、《伦敦公约》等)也涉及到CO2注入海洋会引起环境变化等,但所有这些已经起草完的公约都没有