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生物能源與碳捕獲和儲(chǔ)存

生物能源與碳捕獲和儲(chǔ)存(BECCS)是一種溫室氣體減排技術(shù)。 結(jié)合碳捕獲和儲(chǔ)存(CCS)和生物量的使用,它能夠創(chuàng)造負(fù)碳排放。據(jù)政府間氣候變化專業(yè)委員會(huì)第四次評(píng)估報(bào)告指出,生物能源與碳捕獲和儲(chǔ)存(BECCS)是一個(gè)實(shí)現(xiàn)低,大氣中二氧化碳濃度目標(biāo)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。英國皇家學(xué)會(huì)也已經(jīng)估計(jì)這個(gè)技術(shù)將能減少百萬分率50 至150的二氧化碳濃度?! ∩锬茉磁c碳捕獲和儲(chǔ)存(BECCS)的概念是把碳收集及儲(chǔ)存(CCS)這個(gè)技術(shù)安裝在生物加工行業(yè)或生物燃料的發(fā)電廠。它是一種生物能源與碳儲(chǔ)存(BECS)的技術(shù),其中也包括了炭和生物埋葬這里兩個(gè)技術(shù)。

  負(fù)排放

  不同能源系統(tǒng)的碳流動(dòng)示意圖.生物能源與碳捕獲和儲(chǔ)存(BECCS)的主要吸引力在于它能夠?qū)е露趸?span id="5ei1bzp" class='hrefStyle'>碳排放量的負(fù)。從生物質(zhì)能源捕獲二氧化碳能夠有效地從大氣中清除二氧化碳。生物質(zhì)能源是來自生物質(zhì)而它不但是一種可再生能源,它也能夠在生長過程時(shí)作為碳匯。在工業(yè)過程中,被燃燒或處理的生物質(zhì)會(huì)把二氧化碳再排放到大氣中,導(dǎo)致二氧化碳的凈零排放。雖然如此,與生物量增長,運(yùn)輸和處理或環(huán)境因素(請(qǐng)往下參考)相關(guān)的碳排放量,積極或消極的排放量也會(huì)有可能性的發(fā)生。 碳捕獲和儲(chǔ)存(CCS)這個(gè)技術(shù)能夠攔截二氧化碳釋放到大氣中,并把它重定向到地質(zhì)儲(chǔ)存地點(diǎn)。

  與生物起源的二氧化碳不僅是來自生物燃料的發(fā)電廠釋放,而且在對(duì)木漿生產(chǎn)用來制造紙張和如沼氣和生物乙醇生產(chǎn)生物燃料的過程中也會(huì)釋放。該BECCS技術(shù)也可以聘用在這些工業(yè)過程。

  有人辯稱,通過BECCS技術(shù),二氧化碳會(huì)在地質(zhì)結(jié)構(gòu)被困很長一段時(shí)間,而時(shí)間,例如一棵樹只存儲(chǔ)在其一生中的碳。在其關(guān)于CCS的技術(shù)報(bào)告,IPCC預(yù)測超過99%以地質(zhì)封存存儲(chǔ)的二氧化碳很有可能會(huì)在原處逗留超過1000年。相對(duì)于其它類型的碳匯,如海洋,樹木和土壤,BECCS技術(shù)比較可以提供更好的耐久性。

  二氧化碳的數(shù)量已經(jīng)發(fā)布至今太多可以采用如樹木和土壤吸收匯的常規(guī),以達(dá)到低排放目標(biāo)的介段。 在目前累積排放量之上,本世紀(jì)內(nèi)也會(huì)有將大量增加的排放量,即使是在最雄心勃勃的低排放情景。因此,BECCS被建議作為一項(xiàng)能扭轉(zhuǎn)排放趨勢并創(chuàng)建一個(gè)凈負(fù)排放的全球體系的技術(shù)。 這意味著,排放量不僅會(huì)為零,它會(huì)是消極的。最終,排放不僅會(huì)有所減少,大氣中二氧化碳的絕對(duì)數(shù)量也將有所下降。

  

 

  

 

  將達(dá)到2100年350ppm和450ppm目標(biāo)的預(yù)計(jì)成本。 265ppm是工業(yè)化前大氣二氧化碳的濃度。

  應(yīng)用

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來源 二氧化碳的來源 扇區(qū)
發(fā)電廠 以蒸汽或燃?xì)鈩?dòng)力發(fā)電機(jī)所燃燒生物質(zhì)或生物燃料而釋放的二氧化碳作為副產(chǎn)品 能源
火電 為了發(fā)熱而燃燒生物燃料會(huì)釋放二氧化碳作為副產(chǎn)品。 通常用于區(qū)域供熱。 能源
紙漿和造紙廠
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  • 從回收鍋爐所生產(chǎn)的二氧化碳
  • 從石灰窯所生產(chǎn)的二氧化碳
  • 對(duì)于氣化技術(shù),二氧化碳是在氣化黑液和如樹皮和木質(zhì)的生物質(zhì)的過程中生產(chǎn)的。
  • 在燃燒一種氣化后的化學(xué)氣體叫合成氣時(shí),大量的二氧化碳會(huì)在一個(gè)叫聯(lián)合循環(huán)過程的過程中釋放。
工業(yè)
乙醇生產(chǎn) 發(fā)酵如甘蔗,小麥或玉米的生物質(zhì)會(huì)釋放二氧化碳作為副產(chǎn)品。 工業(yè)
沼氣生產(chǎn) 為了產(chǎn)生更高質(zhì)量的氣體,二氧化碳通過沼氣升級(jí)過程從甲烷分離。 工業(yè)

  技術(shù)

  生物源的二氧化碳捕獲的主要技術(shù)來源是跟一般從傳統(tǒng)的礦物資源捕獲二氧化碳的技術(shù)大致相同。從廣義上講,三種不同類型的技術(shù)存在著: 燃燒后 , 燃燒前 ,和氧氣燃料燃燒。

  政策

  根據(jù)目前的京都議定書達(dá)成的協(xié)議,碳捕獲和儲(chǔ)存項(xiàng)目不適用作為清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)或聯(lián)合履行機(jī)制(JI)項(xiàng)目的減排的工具。 因?yàn)槟壳皼]有執(zhí)行CSS技術(shù)的財(cái)務(wù)動(dòng)機(jī),使用認(rèn)識(shí)到它能作為排放減少工具這一點(diǎn)是很至關(guān)重要。目前已經(jīng)有越來越多的支持要把化石CCS和BECCS列入議定書,而且關(guān)于如何才能實(shí)施這個(gè)計(jì)劃,包括BECCS的會(huì)計(jì)研究,也已完成。

  環(huán)境因素

  關(guān)于BECCS廣泛實(shí)施的環(huán)境和其它有關(guān)的考慮,其中一些是跟CSS有所相同的。但是大部分對(duì)CCS的批評(píng)是,它可能會(huì)加強(qiáng)對(duì)耗竭的礦物燃料和環(huán)境侵入煤礦的依賴而因?yàn)锽ECCS依賴于可再生生物量,它沒有這種批評(píng)。然而,關(guān)切增加使用生物燃料的問題可能是BECCS其中一個(gè)考慮。 生物質(zhì)生產(chǎn)是受限制的可持續(xù)性范圍,如:稀缺的耕地和淡水,生物多樣性的喪失,競爭與糧食生產(chǎn),森林砍伐和稀缺的磷[17]而最重要的是要確保使用生物質(zhì)的方法能使能源和氣候的效益最大化。

  有人批評(píng)一些被建議BECCS部署的情景會(huì)造成嚴(yán)重增加使用生物質(zhì)能的依賴。[18]雖然這些系統(tǒng)可能有其他的副作用,但是目前有沒必要目前有沒必要擴(kuò)大在能源和工業(yè)應(yīng)用生物燃料以便BECCS部署的使用。如今,已經(jīng)有相當(dāng)大的排放點(diǎn)源的生物量產(chǎn)生二氧化碳可以為BECCS利用。雖然如此,在未來可能出現(xiàn)的生物能源系統(tǒng)倍增情況下,這可能是一個(gè)重要的考慮因素。 BECCS過程允許二氧化碳直接從大氣中收集和儲(chǔ)存而不是從化石的來源。這意味著,如果從存儲(chǔ)有任何的排放,只要再應(yīng)用BECCS的過程就能把它重新收集和存儲(chǔ)。這是不可能單單用CSS就能達(dá)成的,因?yàn)楸慌欧诺酱髿庵械难趸疾荒芸緾CS燃燒更多的化石燃料而重新存儲(chǔ)。 


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