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    推动CCUS项目环境友好发展

    栏目:专家人物  点击次数:347  更新时间:[2016-06-29]   作者:admin

      国际上通常称:二氧化碳捕集与封存,CCS

      CCUS是一种将二氧化碳从工业或相关能源产业的排放源中分离出来,封存在地质构造中或加以利用,长期与大气隔绝的过程,是以减少人为二氧化碳排放为目的的技术体系。

      通过CCUS技术有望实现化石能源使用的近零排放,减排潜力巨大。但同时,该技术也存在高成本、高能耗、长期环境安全性不确定等问题。

      针对这一情况,环境保护部近日印发了《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》(以下简称《指南》),规定了CCUS项目环境风险评估的原则、内容以及框架性程序、方法和要求。

      《指南》出台的背景?

      环境保护部环境规划院,张战胜:

      联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次报告的各种情景显示,将全球平均温度上升限制在2℃是可能的,要实现温室气体减排,CCUS是其中的重要减排技术,因此受到国际社会的高度重视。

      CCUS技术在我们国内的发展和推广也是备受重视。虽然减排效果非常显著,但环境安全性存在很大的不确定性。

      CCUS项目有什么意义,目前国内外发展情况如何

      中国科学院武汉岩土力学研究所,李琦:

      谈到CCUS或者国际上更通用的称呼CCS对应对气候变化的重要性,我想直接引用IPCC第五次综合评估报告结论中的一句话:“如果没有CCS,绝大多数气候模式都不能实现减排目标。更为关键地是,没有CCS,减排成本将会成倍增加,估计增幅平均高达138%。”

      近10年来,CCUS技术发展迅猛,已被证明可行并在世界各地得到了利用。根据全球碳捕集与封存研究院(GCCSI)的最新报告,2016—2017会有7个大规模CCUS项目在不同的国家陆续投入运营,而且横跨了很多工业部门。这将使全球大规模CCUS项目总数增加到22个。过去的10年,中国政府也先后资助吉林油田、神华集团、胜利油田和延长油田等开展CCUS技术在中国的示范。特别指出,神华集团鄂尔多斯咸水层封存项目作为亚洲第一个全流程CCUS项目,积累了大量经验。

      神华CCUS项目现场全貌

      神华CCUS项目的二氧化碳注入井—中神注1井

      项目还处于示范阶段,《指南》出台的意义是什么?

      环境保护部环境规划院,张战胜:

      近年来我国CCUS 示范项目发展很快,从项目数量和封存规模来看,已成为继美国之后的第二大国家。

      《指南》作为发展中国家第一个CCUS环境风险评估技术文件,不仅填补了发展中国家在这一领域的空白,而且也展现了中国在应对气候变化方面负责任的大国形象。

      《指南》的出台是指导我国CCUS 项目环境风险评估工作的需要;也是规范我国CCUS 环境风险管理的需要;同时还是引导CCUS 健康发展的需要。

      CCUS项目会有什么样的环境风险?

      中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,张森琦:

      CCUS工程同其他化工系统一样,不可避免地会出现“跑”、“冒”、“滴”、“漏”等现象。对于捕集环节,主要的风险是由于吸收剂的使用和存储、二氧化碳的存贮等带来的。对于运输环节,主要的风险是运输过程中由于二氧化碳或者其他风险物质泄漏导致的。对于地质利用与封存环节,主要的风险是注入与封存过程中由于二氧化碳或其他风险物质泄漏导致的。

      注入的二氧化碳如果泄漏到浅层含水层,将会影响浅层含水层的水质和水环境,造成水质偏酸,加速溶解地层中的碳酸盐矿物质,释放出铁、锰等金属元素和其他有机物质。一旦二氧化碳突破水力圈闭,将会向上部沿着优势通道进入浅层土壤环境,造成土壤酸化,降低土壤氮素及钾含量等,而土壤物化性质的改变,又影响了土壤生物。高浓度的二氧化碳气体取代了土壤中原有的氧气,造成植物根系缺氧减产,土壤小动物和微生物群落发生改变。当二氧化碳进入包气带和大气环境中,空气中的二氧化碳浓度大于7%时,会立刻危害到人们的生活和健康。

      二氧化碳地质封存的二氧化碳泄漏源、通道和可能的受体|制图:李琦

      发达国家CCUS项目的环境风险评估和管理是什么情况?

      中国科学院武汉岩土力学研究所,李琦:

      美国、欧盟、澳大利亚等都针对CCUS技术的环境影响与环境风险从国家层面制定了环境管理相关规定。总体上来看,西方国家在CCUS的环境管理方面,无论立法还是实践和探索都走在了前面。而且,国际上CCUS环境风险评估,在相关指南和规定的指导下,多数选择了以定性为主的评价方法,并积极研发相关的定量评价方法和工具。

      能介绍下国内外CCUS项目环境风险评估方法的情况吗?

      中国科学院武汉岩土力学研究所,李琦:

      在CCUS技术研发初期,对CCUS的环境风险评价主要是专家基于对自然或类似工程的了解,来判断识别CCUS的环境风险,这些类似工程包括二氧化碳驱油,酸气回注、地下工业废物或核废物处置、天然气地下储存以及地下天然二氧化碳气藏的开发等。

      CCUS环境风险评估方法包括定性方法和定量方法。西方国家在实践过程中,把类似工程的一些环境风险评估的整体框架和评估方法应用到CCUS技术中。例如二氧化碳管道运输环境风险评价可以直接利用EFFECTS、RISKCURVES等定量风险评价方法。

      随着CCUS工程的应用发展,对CCUS的认识不断加深,一些定性、定量、或定性与定量结合的方法也陆续开始被开发出来并成功应用在CCUS环境风险评估上,例如美国环保署针对CCS开发的环境风险定性评价框架。

      《指南》出台前,国内尚无可借鉴或由相关部门制定的CCUS的环境风险评价规范或指南。国内已经开展的CCUS示范项目多是采取一般建设项目的环评来报批或备案。

      《指南》的使用过程应该注意哪些事项?

      中国科学院武汉岩土力学研究所,李琦:

      《指南》在使用过程中,不同类型的CCUS项目,实际上的环境风险评估流程和主要操作步骤都是一样的,不同之处在于,不同类型的CCUS项目在捕集、运输、地质利用和封存环节上,需要确定的风险源和风险受体会有不同。

      环境风险评估首先要收集环境风险评估所需要的材料和评估参数,包括同类项目的相关资料,为各个技术环节以及整个系统的环境风险评估提供可靠的数据来源。

      各级环保部门在指南使用中应该发挥什么样的作用?

      环境保护部环境工程评估中心,陈帆:

      目前,我国已规划了12个CCUS示范项目,涉及发电、煤化工、天然气生产等产业,主要分布在山西、陕西、黑龙江、吉林、内蒙古、山东、江苏、广东等省份,项目布局分散,实施进度各异。

      随着规划内示范项目的逐步开展,各级环境保护部门,应加强对CCUS项目的环境管理。

      同时,国家环境保护主管部门应尽快组织下级环境保护主管部门、CCUS示范项目建设单位、环评单位针对《指南》开展培训。《指南》在使用过程中主管部门要及时应对企业在《指南》使用过程中出现的各种问题,例如:捕集的二氧化碳中的杂质比例问题等,对相关细节及时给与明确的解读和指导。

      《指南》存在哪些方面的不足?下一步还需要开展哪些工作?

      环境保护部环境工程评估中心,陈帆:

      《指南》规范了CCUS项目环境风险的评估流程,评估内容和风险管理方法,初步解决了针对CCUS项目的环境风险如何评、评什么的问题。然而,《指南》只是指导CCUS项目科学化环境管理的第一步。CCUS试验示范项目环境保护工作还有许多任务。

      首先,受到当前CCUS环境风险及其预测评价的研究水平的限制,《指南》未能明确二氧化碳泄漏的判定标准及泄漏量的确定方法,无法对其环境影响进行定量预测和评价,使项目环境风险评估的结论受技术人员主观认识和知识水平的影响较大,一定程度上将影响项目决策的科学性。需要解决如何进一步降低风险矩阵法由于评价过程中专家打分法带来的评价结果的不确定性。

      其次,从源头预防CCUS项目对人群健康的影响是环境风险评估的重要内容,《指南》在这方面内容相对薄弱,对人群健康环境风险评估的技术方法和风险判别的评价标准是未来需要持续研究的课题。

      第三,对于评估范围的界定上存在困难,尤其是对于地质利用与封存环节的空间范围的界定上。目前如何给出一个明确的空间范围,这仍是一个世界难题,需要持续的研究投入。

      第四,需要逐步细化不同类型的捕集技术和地质利用技术的风险源和风险受体研究,部署并开展超高二氧化碳浓度对生态环境影响的阈值研究。进一步考虑对二氧化碳泄漏不确定性分析和危险性水平的分级研究,明确不同种类的环境本底值的确定方法等。

      这一切都需要我们在《指南》试行过程中不断积累使用经验,适应不断更新的CCUS技术的发展,并及时修订和完善,最终形成CCUS项目环境风险评价技术导则,以引导中国CCUS的健康发展和技术创新。

      原标题:专家解读|推动CCUS项目环境友好发展

      来源:微言环保