Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Био-энергия с захватом и хранением углерода ( BECCS ) представляет собой процесс извлечения биоэнергии из биомассы и улавливания и хранения углерода , тем самым удаляя его из атмосферы . [1] Углерод в биомассе поступает из парникового газа двуокиси углерода (CO 2 ), который извлекается из атмосферы биомассой при ее росте. Энергия извлекается в полезных формах (электричество, тепло, биотопливо и т. Д.), Поскольку биомасса используется путем сжигания, ферментации, пиролиза или других методов преобразования. Часть углерода биомассы превращается в CO 2 илиbiochar, который затем может быть сохранен путем геологического поглощения или внесения в землю, соответственно, что позволяет удалять углекислый газ и превращать BECCS в технологию с отрицательными выбросами. [2]

Доклад МГЭИК Пятая Оценка по Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), указывает на потенциальный диапазон отрицательных выбросов от BECCS от 0 до 22 гига тонн в год. [3] По состоянию на 2019 год пять предприятий по всему миру активно использовали технологии BECCS и улавливали примерно 1,5 миллиона тонн CO 2 в год . [4] Широкое распространение BECCS сдерживается стоимостью и доступностью биомассы. [5] [6]

Отрицательное излучение [ править ]

Смотрите также: Углерод мойка и удаление двуокиси углерода
Схема потока углерода для различных энергетических систем.

Основная привлекательность BECCS заключается в ее способности приводить к отрицательным выбросам CO 2 . Улавливание углекислого газа из источников биоэнергии эффективно удаляет CO 2 из атмосферы. [7]

Биоэнергия получается из биомассы, которая является возобновляемым источником энергии и служит поглотителем углерода во время ее роста. Во время промышленных процессов сжигаемая или переработанная биомасса повторно выбрасывает CO 2 в атмосферу. Таким образом, процесс приводит к чистым нулевым выбросам CO 2 , хотя это может быть положительно или отрицательно изменено в зависимости от выбросов углерода, связанных с ростом, транспортировкой и переработкой биомассы, см. Ниже в разделе «Экологические соображения». [8] Технология улавливания и хранения углерода (CCS) служит для предотвращения выброса CO 2 в атмосферу и перенаправления его в места геологического хранения. [9] CO 2биомасса не только высвобождается из электростанций, работающих на биомассе, но и при производстве целлюлозы, используемой для изготовления бумаги, а также при производстве биотоплива, такого как биогаз и биоэтанол . Технология BECCS также может применяться в таких промышленных процессах. [10]

Технологии BECCS улавливают углекислый газ в геологических формациях полупостоянным образом, тогда как дерево накапливает углерод только в течение своей жизни. В отчете МГЭИК о технологии CCS прогнозируется, что более 99% углекислого газа, хранящегося в результате геологического связывания, вероятно, останется на месте более 1000 лет. В то время как другие типы поглотителей углерода, такие как океан, деревья и почва, могут быть связаны с риском возникновения неблагоприятных контуров обратной связи при повышенных температурах, технология BECCS, вероятно, обеспечит лучшую устойчивость за счет хранения CO 2 в геологических формациях. [11] [12]

Промышленные процессы выделяют слишком много CO 2, чтобы его могли поглощать обычные поглотители, такие как деревья и почва, для достижения целей по низкому уровню выбросов. [13] В дополнение к накопленным в настоящее время выбросам, в течение этого столетия будут значительные дополнительные выбросы, даже в самых амбициозных сценариях с низким уровнем выбросов. Поэтому BECCS была предложена в качестве технологии для обращения вспять тенденции выбросов и создания глобальной системы чистых отрицательных выбросов. [1] [14] [13] [15] [16] Это означает, что выбросы будут не только нулевыми, но и отрицательными, так что не только выбросы, но и абсолютное количество CO 2 в атмосфере будет уменьшено.

Заявление [ править ]

ИсточникИсточник CO 2Сектор
Производство этанолаФерментация биомассы, такой как сахарный тростник, пшеница или кукуруза, выделяет CO 2 в качестве побочного продукта.Промышленность
Целлюлозно-бумажные комбинаты
  • CO 2 производится в котлах-утилизаторах
  • CO 2 производится в печах для обжига извести
  • Для технологий газификации CO 2 образуется при газификации черного щелока и биомассы, такой как кора деревьев и древесина.
  • Огромные количества CO 2 также выделяются при сгорании синтез-газа , продукта газификации, в процессе комбинированного цикла .
Промышленность
Производство биогазаВ процессе облагораживания биогаза CO 2 отделяется от метана для производства газа более высокого качества.Промышленность
ЭлектростанцииПри сжигании биомассы или биотоплива в парогенераторах или газовых генераторах в качестве побочного продукта выделяется CO 2.Энергия
Тепловые электростанцииПри сжигании биотоплива для производства тепла в качестве побочного продукта выделяется CO 2 . Обычно используется для централизованного теплоснабженияЭнергия

Стоимость [ править ]

МГЭИК заявляет, что оценки стоимости BECCS колеблются от 60 до 250 долларов за тонну CO 2 . [17]

Исследования Рау и др. (2018) подсчитали, что электрогеохимические методы сочетания электролиза соленой воды с выветриванием минералов с использованием электроэнергии, не получаемой из ископаемого топлива, могут в среднем увеличить как выработку энергии, так и удаление CO 2 более чем в 50 раз по сравнению с BECCS, при эквивалентном или даже более низкая стоимость, но для разработки таких методов необходимы дальнейшие исследования. [18]

Технология [ править ]

Основная статья: Улавливание и хранение углерода

Основная технология улавливания CO 2 из биотических источников обычно использует ту же технологию, что и улавливание диоксида углерода из традиционных источников ископаемого топлива. [ необходима цитата ] В целом, существуют три различных типа технологий: дожигание , дожигание и кислородное сжигание . [19]

Кислородное горение [ править ]

Смотрите также: Процесс сжигания кислородного топлива
Обзор кислородно-топливного сжигания для улавливания углерода из биомассы с указанием основных процессов и этапов; некоторая очистка также может потребоваться на стадии дегидратации. [20]

Кислородное сжигание было обычным процессом в стекольной, цементной и сталелитейной промышленности. Это также многообещающий технологический подход для CCS. Основное отличие кислородно-топливного сжигания от обычного сжигания воздуха состоит в том, что топливо сжигается в смеси O 2 и рециркулируемых дымовых газов. O 2 производится блоком разделения воздуха (ASU), который удаляет атмосферный N 2 из потока окислителя . За счет удаления N 2 перед технологическим процессом образуется дымовой газ с высокой концентрацией CO 2 и водяного пара, что устраняет необходимость в установке улавливания дожигания. Водяной пар можно удалить путем конденсации, в результате чего останется поток продукта с относительно высокой чистотой CO.2, который после последующей очистки и обезвоживания можно перекачивать в геологическое хранилище. [20]

Ключевые проблемы внедрения BECCS с использованием кислородного горения связаны с процессом горения. Для биомассы с высоким содержанием летучих веществ температура мельницы должна поддерживаться на низком уровне, чтобы снизить риск возгорания и взрыва. Кроме того, температура пламени ниже. Поэтому концентрацию кислорода нужно увеличить до 27-30%. [20]

Предварительное сжигание [ править ]

«Улавливание углерода перед сжиганием» описывает процессы, в которых улавливается CO 2 перед выработкой энергии. Это часто осуществляется в течение пяти рабочих этапов: генерации кислорода, генерации синтез - газа, СО 2 сепарации, СО 2 сжатия и выработки электроэнергии. Топливо сначала проходит процесс газификации, реагируя с кислородом с образованием потока CO и H 2 , который представляет собой синтез-газ. Затем продукты проходят через реактор конверсии водяного газа с образованием CO 2 и H 2 . Произведенный CO 2 будет улавливаться, а H 2 , который является чистым источником, будет использоваться для сжигания для выработки энергии. [21]Процесс газификации в сочетании с производством синтез-газа называется интегрированным комбинированным циклом газификации (IGCC). Блок разделения воздуха (ASU) может служить источником кислорода, но некоторые исследования показали, что с тем же дымовым газом газификация кислородом лишь немного лучше, чем газификация воздуха. Оба имеют тепловой КПД примерно 70% при использовании угля в качестве источника топлива. [20] Таким образом, использование ASU на самом деле не обязательно для предварительного сжигания.

Биомасса считается «не содержащей серы» топливом для улавливания перед сжиганием. Однако при сгорании биомассы есть и другие микроэлементы, такие как K и Na, которые могут накапливаться в системе и, в конечном итоге, вызывать разрушение механических частей. [20] Таким образом, необходимы дальнейшие разработки методов разделения этих микроэлементов. Кроме того, после процесса газификации CO 2 составляет от 13% до 15,3% по массе в потоке синтез-газа для источников биомассы, тогда как для угля он составляет всего 1,7% - 4,4%. [20] Это ограничивает преобразование CO в CO 2 при смене водяного газа и производительность H 2.соответственно уменьшится. Однако термический КПД улавливания перед сжиганием с использованием биомассы напоминает КПД угля, который составляет около 62% - 100%. Некоторые исследования показали, что использование сухой системы вместо подачи жидкого топлива из биомассы / воды было более термически эффективным и практичным для биомассы. [20]

Дожигание [ править ]

Помимо технологий предварительного сжигания и кислородного сжигания, дожигание является многообещающей технологией, которая может использоваться для извлечения выбросов CO 2 из топливных ресурсов биомассы. Во время процесса CO 2 отделяется от других газов в потоке дымовых газов после того, как топливо из биомассы сгорает и проходит процесс разделения. Поскольку ее можно переоборудовать на некоторые существующие электростанции, такие как паровые котлы или другие недавно построенные электростанции, технология дожигания считается лучшим вариантом, чем технология предварительного сжигания. Согласно информационным бюллетеням ПОТРЕБЛЕНИЕ БИОЭНЕРГИИ В США С ЗАХВАТОМ И ХРАНЕНИЕМ УГЛЕРОДАвыпущенный в марте 2018 года, ожидается, что эффективность технологии дожигания составит 95%, в то время как предварительное сжигание и кислородное сжигание улавливают CO2 с эффективностью 85% и 87,5% соответственно. [22]

Разработка современных технологий дожигания не была полностью завершена из-за нескольких проблем. Одной из основных проблем, связанных с использованием этой технологии для улавливания диоксида углерода, является паразитное потребление энергии. [23] Если мощность агрегата рассчитана на небольшую мощность, потери тепла в окружающую среду достаточно велики, чтобы вызвать множество негативных последствий. Другая проблема улавливания углерода после сжигания заключается в том, как поступать с компонентами смеси в дымовых газах из исходных материалов биомассы после сжигания. Смесь состоит из большого количества щелочных металлов, галогенов, кислотных элементов и переходных металлов, которые могут отрицательно повлиять на эффективность процесса. Таким образом, выбор конкретных растворителей и способы управления растворителем должны быть тщательно продуманы и реализованы.

Сырье для биомассы [ править ]

См. Также: биоэнергетика

Источники биомассы, используемые в BECCS, включают сельскохозяйственные остатки и отходы, остатки и отходы лесного хозяйства, промышленные и муниципальные отходы, а также энергетические культуры, специально выращенные для использования в качестве топлива. Текущие проекты BECCS улавливают CO 2 на заводах по переработке этанола и центрах переработки твердых бытовых отходов (ТБО).

Чтобы обеспечить возможность улавливания углерода на основе биомассы и нейтральный углеродный баланс, необходимо решить ряд проблем. Запасы биомассы требуют наличия воды и удобрений, которые сами по себе связаны с экологическими проблемами, такими как нарушение ресурсов, конфликты и утечка удобрений. Вторая серьезная проблема связана с логистикой: громоздкие продукты из биомассы требуют транспортировки в географические районы, которые позволяют улавливать их. [24]

Текущие проекты [ править ]

На сегодняшний день в мире реализовано 23 проекта BECCS, большинство из которых - в Северной Америке и Европе. [20] [25] На сегодняшний день в эксплуатации находится всего 6 проектов по улавливанию CO 2 на заводах по переработке этанола и центрах переработки ТБО.

5 проектов BECSS были отменены из-за сложности получения разрешения, а также их экономической целесообразности. В отмененных проектах включают: CCS проект White Rose в Селби, Великобритания может захватить около 2 MTCO 2 / года от электростанции Drax и хранение СО 2 в пестром песчанике. В рамках проекта кластера Руфиджи в Танзании планируется улавливать около 5,0-7,0 МтCO 2 в год и хранить CO 2 в солевом водоносном горизонте. Проект Greenville в Огайо, США имеет емкость захвата 1 MTCO 2 / год. В рамках проекта Wallula планировалось улавливать 0,75 MtCO 2 / год в Вашингтоне, США. Наконец, проект по очистке CO 2 в Кетцине, Германия.

На заводах по производству этанола [ править ]

Промышленное улавливание и хранение углерода в Иллинойсе (IL-CCS) - это одна из вех, ставшая первым промышленным проектом BECCS в начале 21 века. Расположенная в Декейтере, Иллинойс, США, IL-CCS улавливает CO 2 с завода по производству этанола Archer Daniels Midland (ADM). Уловленный CO 2 затем закачивается под глубокий солевой пласт на песчанике Маунт-Саймон. IL-CCS состоит из 2-х фаз. Первый из них - пилотный проект, который реализовывался с 11/2011 по 11/2014. Капитальные затраты этапа 1 составляют около 84 миллионов долларов США. За 3-летний период с помощью этой технологии удалось уловить и изолировать 1 миллион тонн CO 2 из установки ADM в водоносный горизонт. Нет утечки CO 2из зоны закачки в этот период. Проект все еще отслеживается для использования в будущем. Успех этапа 1 послужил стимулом для развертывания этапа 2, в результате чего IL-CCS (и BECCS) стали доступны в промышленных масштабах. Фаза 2 находится в эксплуатации с 11/2017 и также использует ту же зону нагнетания на песчанике Маунт Саймон, что и фаза 1. Капитальные затраты на вторую фазу составляют около 208 миллионов долларов США, включая 141 миллион долларов США из фонда Министерства энергетики. Фаза 2 имеет емкость захвата примерно в 3 раза больше, чем пилотный проект (фаза 1). Ежегодно IL-CCS может улавливать более 1 миллиона тонн CO 2 . IL-CCS, обладая самой большой емкостью улавливания, в настоящее время является крупнейшим проектом BECCS в мире. [26] [27] [28]

Помимо проекта IL-CCS, существует еще около трех проектов по улавливанию CO 2 с завода по производству этанола в меньших масштабах. Например, Arkalon в Канзасе, США может улавливать 0,18-0,29 MtCO 2 / год, OCAP в Нидерландах может улавливать около 0,1-0,3 MtCO 2 / год, а Husky Energy в Канаде может улавливать 0,09-0,1 MtCO 2 / год.

В центрах переработки ТБО [ править ]

Помимо улавливания CO 2 на заводах по производству этанола, в настоящее время в Европе существуют 2 модели, предназначенные для улавливания CO 2 при переработке твердых бытовых отходов. Завод Клеметсруд в Осло, Норвегия, использует биогенные твердые бытовые отходы для производства 175 ГВтч и улавливания 315 тыс. Тонн CO 2 ежегодно. В нем используется технология абсорбции с использованием растворителя Aker Solution Advanced Amine в качестве устройства улавливания CO 2 . Аналогичным образом, ARV Duiven в Нидерландах использует ту же технологию, но улавливает меньше CO 2, чем предыдущая модель. ARV Duiven производит около 126 ГВтч и улавливает только 50 тыс. Тонн CO 2 в год.

Техноэкономика BECCS и проекта TESBiC [ править ]

Крупнейшая и наиболее подробная технико-экономическая оценка BECCS была проведена cmcl Innovations и группой TESBiC [29] (Технико-экономическое исследование биомассы для CCS) в 2012 году. Этот проект рекомендовал наиболее многообещающий набор технологий производства энергии на биомассе. в сочетании с улавливанием и хранением углерода (CCS). По результатам проекта была разработана подробная «дорожная карта по УХУ биомассы» для Великобритании.

Проблемы [ править ]

Соображения по охране окружающей среды [ править ]

См. Также: Вопросы, связанные с биотопливом.

Некоторые соображения по охране окружающей среды и другие проблемы, связанные с повсеместным внедрением BECCS, аналогичны таковым в CCS. Тем не менее, большая часть критики CCS состоит в том, что это может усилить зависимость от истощаемых ископаемых видов топлива и экологически агрессивной добычи угля. Это не относится к BECCS, поскольку он основан на возобновляемой биомассе. Однако есть и другие соображения, связанные с BECCS, и эти опасения связаны с возможным увеличением использования биотоплива . Производство биомассы подвержено ряду ограничений устойчивости, таких как нехватка пахотных земель и пресной воды, потеря биоразнообразия , конкуренция с производством продуктов питания, обезлесение и нехватка фосфора. [30]Важно убедиться, что биомасса используется таким образом, чтобы получить максимальную пользу как для энергии, так и для климата. Были высказаны критические замечания по поводу некоторых предлагаемых сценариев развертывания BECCS, в которых будет очень сильная зависимость от увеличения поступления биомассы. [31]

Для работы BECCS в промышленных масштабах потребуются большие площади земли. Чтобы удалить 10 миллиардов тонн CO 2 , потребуется более 300 миллионов гектаров земли (больше, чем в Индии). [17] В результате BECCS рискует использовать землю, которая могла бы лучше подходить для сельского хозяйства и производства продуктов питания, особенно в развивающихся странах.

Эти системы могут иметь другие отрицательные побочные эффекты. Однако в настоящее время нет необходимости расширять использование биотоплива в энергетике или промышленности, чтобы обеспечить развертывание BECCS. Уже сегодня существуют значительные выбросы из точечных источников CO 2 , получаемого из биомассы , который может быть использован для BECCS. Хотя в возможных сценариях расширения биоэнергетических систем в будущем это может стать важным соображением.

Для увеличения масштабов BECCS потребуются устойчивые поставки биомассы, которые не ставят под угрозу нашу земельную, водную и продовольственную безопасность. Использование биоэнергетических культур в качестве сырья не только вызовет проблемы с устойчивостью, но также потребует использования большего количества удобрений, что приведет к загрязнению почвы и воды . [ необходима цитата ] Более того, урожайность сельскохозяйственных культур обычно зависит от климатических условий, то есть поставку этого био-сырья трудно контролировать. Сектор биоэнергетики также должен расширяться, чтобы соответствовать уровню предложения биомассы. Расширение биоэнергетики потребует соответственно технического и экономического развития.

Технические проблемы [ править ]

Смотрите также: Система отопления на биомассе

Проблема применения технологии BECCS, как и других технологий улавливания и хранения углерода, состоит в том, чтобы найти подходящие географические места для строительства завода по сжиганию и улавливания захваченного CO 2 . Если источники биомассы не находятся рядом с блоком сжигания, при транспортировке биомассы выделяется CO 2, компенсируя количество CO 2, захваченное BECCS. BECCS также сталкивается с техническими проблемами по поводу эффективности сжигания биомассы. Хотя каждый тип биомассы имеет разную теплотворную способность, биомасса в целом является топливом низкого качества. Термическое преобразование биомассы обычно имеет эффективность 20-27%. [32] Для сравнения, угольные электростанции имеют КПД около 37%. [33]

BECCS также сталкивается с вопросом, действительно ли процесс является положительным по энергии. Низкая эффективность преобразования энергии, энергоемкая подача биомассы в сочетании с энергией, необходимой для питания блока улавливания и хранения CO 2, налагают штраф на систему. Это может привести к низкой эффективности выработки электроэнергии. [34]

Возможные решения [ править ]

Альтернативные источники биомассы [ править ]

Сельскохозяйственные и лесные отходы [ править ]

В мировом масштабе ежегодно образуется 14 Гт остатков лесного хозяйства и 4,4 Гт остатков от растениеводства (в основном ячмень, пшеница, кукуруза, сахарный тростник и рис). Это значительное количество биомассы, которое можно сжигать для выработки 26 ЭДж / год и достижения 2,8 Гт отрицательных выбросов CO 2 с помощью BECCS. Использование остатков для улавливания углерода принесет сельским общинам социальные и экономические выгоды. Использование отходов растениеводства и лесного хозяйства - это способ избежать экологических и социальных проблем, связанных с BECCS. [35]

Твердые бытовые отходы [ править ]

Твердые бытовые отходы (ТБО) - один из недавно разработанных источников биомассы. [ необходима цитата ] Два действующих завода BECCS используют ТБО в качестве сырья. Отходы, собранные в повседневной жизни, перерабатываются путем сжигания отходов. Отходы проходят высокотемпературную термическую обработку, а тепло, выделяемое при сжигании органической части отходов, используется для выработки электроэнергии. CO 2, выделяемый в результате этого процесса, улавливается путем абсорбции с помощью MEA . [ требуется пояснение ] На каждый 1 кг сжигаемых отходов достигается 0,7 кг отрицательных выбросов CO 2 . Утилизация твердых отходов также имеет другие преимущества для окружающей среды.[35]

Совместное сжигание угля с биомассой [ править ]

См. Также: Cofiring

По состоянию на 2017 год в мире насчитывалось около 250 заводов по совместному сжиганию, в том числе 40 в США. [36] Исследования показали, что смешивая уголь с биомассой, мы можем уменьшить количество выделяемого CO2. Концентрация CO2 в дымовых газах - важный ключ для определения эффективности технологии улавливания CO2. Концентрация CO2 в дымовых газах электростанции с совместным сжиганием примерно такая же, как у угольной электростанции, около 15% [1]. [35] [ необходима страница ] Это означает, что мы можем уменьшить нашу зависимость от ископаемого топлива.

Несмотря на то, что совместное сжигание будет иметь некоторые потери энергии, оно все же обеспечивает более высокую чистую эффективность, чем установки сжигания биомассы. Совместное сжигание биомассы с углем приведет к большему производству энергии с меньшими затратами материалов. В настоящее время [ когда? ] современная угольная электростанция мощностью 500 МВт может потреблять до 15% биомассы без изменения компонентов парового котла. [35] [ необходима страница ] Этот многообещающий потенциал позволяет электростанции с совместным сжиганием стать более благоприятной [ неопределенной ], чем специализированная биоэлектроэнергия.

Подсчитано, что, заменив 25% угля биомассой на существующих электростанциях в Китае и США, мы сможем сократить выбросы на 1 Гт в год. [ необходима цитата ] Количество отрицательного выбрасываемого СО2 зависит от состава угля и биомассы. 10% биомассы может сократить 0,5 Гт CO2 в год, а при 16% биомассы можно достичь нулевых выбросов. [ необходима цитата ] Прямое совместное сжигание (20% биомассы) дает нам отрицательный выброс -26 кг CO2 / МВтч (от 93 кг CO2 / МВтч). [ необходима цитата ]

Совместное сжигание биомассы с углем имеет эффективность, близкую к эффективности сжигания угля. [33] Совместное сжигание можно легко применить к существующей угольной электростанции при низких затратах. [ Требуется цитата ] Внедрение электростанции совместного сжигания в глобальном масштабе все еще остается проблемой. Ресурсы биомассы должны строго соответствовать критериям устойчивости, и проект совместного сжигания потребует экономической и политической поддержки со стороны правительств.

Несмотря на то, что совместное сжигание может внести непосредственный вклад в решение проблем глобального потепления и изменения климата, совместное сжигание по-прежнему сопряжено с некоторыми проблемами, которые необходимо учитывать. Из-за содержания влаги в биомассе это влияет на теплотворную способность камеры сгорания. Кроме того, высоколетучая биомасса будет сильно влиять на скорость реакции и температуру реактора; особенно это может привести к взрыву топки. [ необходима цитата ]

Вместо совместного сжигания может быть предпочтительным полное преобразование с угля в биомассу одного или нескольких генерирующих блоков на установке. [37]

Политика [ править ]

Согласно действующему соглашению Киотского протокола , проекты по улавливанию и хранению углерода не применимы в качестве инструмента сокращения выбросов, который будет использоваться для проектов Механизма чистого развития (МЧР) или для проектов Совместного Осуществления (СО). [38] Признание технологий УХУ в качестве инструмента сокращения выбросов жизненно важно для внедрения таких установок, поскольку нет другой финансовой мотивации для внедрения таких систем. Растет поддержка включения ископаемых CCS и BECCS в протокол. Также были проведены бухгалтерские исследования того, как это можно реализовать, включая BECCS. [39]

Европейский Союз [ править ]

Существуют некоторые будущие политики, которые создают стимулы для использования биоэнергетики, такие как Директива по возобновляемым источникам энергии (RED) и Директива по качеству топлива (FQD), которые требуют, чтобы к 2020 году 20% общего потребления энергии основывались на биомассе, биожидкостях и биогазе [40].

Соединенное Королевство [ править ]

В 2018 году Комитет по изменению климата рекомендовал, чтобы авиационное биотопливо обеспечивало до 10% от общего спроса на авиационное топливо к 2050 году и чтобы все авиационное биотопливо производилось с использованием CCS, как только технология станет доступной. [41]

Соединенные Штаты [ править ]

В феврале 2018 года Конгресс США значительно увеличил и продлил налоговый кредит по разделу 45Q на связывание оксидов углерода . Это было главным приоритетом сторонников улавливания и секвестрации углерода (CCS) в течение нескольких лет. Он увеличил налоговый кредит от 25,70 до 50 долларов за тонну CO 2 для безопасного геологического хранения и от 15,30 до 35 долларов налогового кредита за тонну CO 2, используемого для увеличения нефтеотдачи. [42]

Общественное мнение [ править ]

Ограниченные исследования изучили общественное восприятие BECCS. [ необходима цитата ] Большинство из этих исследований проводится в развитых странах северного полушария и поэтому могут не отражать мировую точку зрения.

В исследовании 2018 года, в котором участвовали респонденты онлайн-панели из Великобритании, США, Австралии и Новой Зеландии, респонденты показали незначительную предварительную осведомленность о технологиях BECCS. Оценка восприятия респондентами предполагает, что общественность связывает BECCS с балансом как положительных, так и отрицательных атрибутов. В четырех странах 45% респондентов указали, что поддержат мелкомасштабные испытания BECCS, тогда как только 21% были против. BECCS был умеренно предпочтительным среди других методов удаления углекислого газа, таких как прямой захват воздуха или усиленное выветривание , и намного предпочтительнее методов управления солнечным излучением . [43]

Перспективы на будущее [ править ]

Соединенное Королевство [ править ]

В феврале 2019 года пилотная установка BECCS была введена в эксплуатацию на электростанции Drax в Северном Йоркшире , Англия . Цель состоит в том, чтобы улавливать одну тонну CO2 в день в результате сжигания древесины. [44]

Соединенные Штаты [ править ]

В проекте моделирования AMPERE 2014 года, основанном на 8 различных моделях комплексной оценки , прогнозируется будущее развертывание BECCS, чтобы помочь удовлетворить бюджет выбросов США для будущего сценария 2 ° C в Парижском соглашении. В середине 21 века масштабы развертывания BECCS колеблются от 0 до 1100 Мт CO 2 в год. К концу столетия объем выбросов составит от 720 до 7500 Мт CO 2 в год, в то время как большинство моделей предсказывают масштаб в пределах от 1000 до 3000 Мт к 2100 году [45].Исследовательская группа из Стэнфордского университета смоделировала технический потенциал BECCS в США в 2020 году. Согласно их расчетам, около одной трети потенциального производства биомассы в целом находится достаточно близко к месту геологического хранения, что приводит к способность улавливать CO 2 от 110 до 120 млн т. [46]

См. Также [ править ]

  • Биосеквестрация
  • Удаление углекислого газа
  • Углерод отрицательный
  • Сценарии смягчения последствий изменения климата
  • Климатическая инженерия
  • Список новых технологий
  • Низкоуглеродная экономика
  • Программа ООН по окружающей среде
  • Virgin Earth Challenge

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Оберштайнер, М. (2001). «Управление климатическими рисками». Наука . 294 (5543): 786–7. DOI : 10.1126 / science.294.5543.786b . PMID  11681318 . S2CID  34722068 .
  2. ^ Национальные академии наук, инженерия (2018-10-24). Технологии отрицательных выбросов и надежное улавливание: повестка дня исследований . DOI : 10.17226 / 25259 . ISBN 978-0-309-48452-7. PMID  31120708 .
  3. ^ Смит, Пит; Портер, Джон Р. (июль 2018 г.). «Биоэнергетика в оценках МГЭИК» . GCB Bioenergy . 10 (7): 428–431. DOI : 10.1111 / gcbb.12514 .
  4. ^ "Перспектива BECCS 2019" (PDF) .
  5. ^ Родс, Джеймс С .; Кейт, Дэвид В. (2008). «Биомасса с улавливанием: отрицательные выбросы в рамках социальных и экологических ограничений: редакторский комментарий» . Изменение климата . 87 (3–4): 321–8. DOI : 10.1007 / s10584-007-9387-4 .
  6. ^ Grantham 2019 , стр. 10
  7. ^ Прочтите, Питер; Лермит, Джонатан (2005). «Биоэнергетика с хранением углерода (BECS): последовательный подход к решению угрозы резкого изменения климата». Энергия . 30 (14): 2654. DOI : 10.1016 / j.energy.2004.07.003 .
  8. ^ г. Кассман, Кеннет; Лиска, Адам Дж. (2007). «Еда и топливо для всех: реалистично или глупо?» . Биотопливо, биопродукты и биопереработка . 1 : 18–23. DOI : 10.1002 / bbb.3 .
  9. ^ Мёллерстен, Кеннет; Ян, Цзиньюэ; р. Морейра, Хосе (2003). «Потенциальные рыночные ниши для энергии биомассы с улавливанием и хранением СО2 - Возможности энергоснабжения с отрицательными выбросами СО2». Биомасса и биоэнергетика . 25 (3): 273. DOI : 10.1016 / S0961-9534 (03) 00013-8 .
  10. ^ Möllersten, K .; Yan, J .; Вестермарк, М. (2003). «Потенциальная и экономическая эффективность сокращения выбросов CO2 за счет энергетических мер на шведских целлюлозно-бумажных комбинатах». Энергия . 28 (7): 691. DOI : 10.1016 / S0360-5442 (03) 00002-1 .
  11. ^ «Глобальный статус проектов BECCS 2010» . Biorecro AB, Глобальный институт CCS. 2010. Архивировано из оригинала на 2014-05-09 . Проверено 9 декабря 2011 .
  12. ^ IPCC, (2005) «Глава 5: Подземное геологическое хранилище» Специальный отчет IPCC по улавливанию и хранению диоксида углерода. Подготовлено Рабочей группой III Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Метц, Б., О. Дэвидсон, Х. К. Де Конинк, М. Лоос и Л. А. Мейер (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, стр 195-276.
  13. ^ a b Заяц, Билл; Майнсхаузен, Мальте (2006). «Насколько сильно мы стремимся к потеплению и чего можно избежать?». Изменение климата . 75 (1–2): 111–149. DOI : 10.1007 / s10584-005-9027-9 . S2CID 154192106 . 
  14. ^ Фишер, Брайан; Накиченович, Небойша; Альфсен, Кнут; Морло, Ян Корфи; де ла Шесне, Франсиско; Уркад, Жан-Шарль; Цзян, Кэцзюнь; Кайнума, Микико; Ла Ровере, Эмилио (2007-11-12). «Вопросы, связанные со смягчением последствий в долгосрочном контексте» (PDF) . В Меце, Берт (ред.). Изменение климата 2007: смягчение последствий изменения климата . Вклад Рабочей группы III в Четвертый оценочный доклад МГЭИК. С. 169–250. ISBN  978-0-521-88011-4.
  15. ↑ Азар, Кристиан; Линдгрен, Кристиан; Ларсон, Эрик; Мёллерстен, Кеннет (2006). «Улавливание и хранение углерода из ископаемого топлива и биомассы - затраты и потенциальная роль в стабилизации атмосферы». Изменение климата . 74 (1–3): 47–79. DOI : 10.1007 / s10584-005-3484-7 . S2CID 4850415 . 
  16. ^ Lindfeldt, Erik G .; Вестермарк, Матс О. (2008). «Системное исследование улавливания углекислого газа (CO2) при производстве моторного топлива на биотопливе». Энергия . 33 (2): 352. DOI : 10.1016 / j.energy.2007.09.005 .
  17. ^ a b «Извлечение углерода из природы может помочь климату, но будет дорогостоящим: ООН» Reuters . 2017-03-26 . Проверено 2 мая 2017 .
  18. ^ Рау, GH, Willauer, HD, и Рен, ZJ (2018). Глобальный потенциал преобразования возобновляемой электроэнергии в водород с отрицательным выбросом CO 2. Nature Climate Change, 8 (7), 621. https://doi.org/10.1038/s41558-018-0203-0
  19. ^ IPCC, (2005) «Глава 3: Улавливание CO 2 » Специальный отчет МГЭИК по улавливанию и хранению диоксида углерода. Подготовлено Рабочей группой III Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Метц, Б., О. Дэвидсон, Х. К. Де Конинк, М. Лоос и Л. А. Мейер (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, стр. 105-178.
  20. ^ Б с д е е г ч Gough, Клер (2018). Энергия биомассы с улавливанием и хранением углерода (BECCS): устранение отрицательных выбросов . Великобритания: ISBN компании John Wiley & Sons Ltd. 9781119237686.
  21. ^ Янсен, Даниэль (27 июля 2015 г.). «Улавливание CO2 перед сжиганием» . Международный журнал борьбы с парниковыми газами . 40 : 167–187. DOI : 10.1016 / j.ijggc.2015.05.028 .
  22. ^ Thangaraj, P; Окое, С; Гордон, Б; Зильберман, Д; Хохман, Г. (12 марта 2018 г.). «ИНФОРМАЦИЯ: БИОЭНЕРГИЯ С ЗАХВАТОМ И ХРАНЕНИЕМ УГЛЕРОДА». Cite journal requires |journal= (help)
  23. ^ Эдстрем, Элин; Оберг, Кристофер. «Обзор биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода (BECCS) и возможности внедрения маломасштабной установки». Cite journal requires |journal= (help)
  24. ↑ Бак, Холли Джин. После геоинжиниринга: климатическая трагедия, ремонт, восстановление . Лондон. С. 62–63. ISBN 9781788730365.
  25. ^ «Биомасса с улавливанием и хранением углерода» (PDF) . ieaghg.org . Проверено 6 декабря 2018 .
  26. ^ «Министерство энергетики объявляет о достижении важной вехи для промышленного проекта CCS в Иллинойсе» (пресс-релиз). Министерство энергетики США . Проверено 25 ноября 2018 .
  27. Рианна Бриско, Тони (23 ноября 2017 г.). «Завод Decatur находится в авангарде системы трубопроводов для выбросов углерода под землей, но затраты вызывают вопросы» . Чикаго Трибьюн . Проверено 5 ноября 2019 .
  28. ^ "Арчер Дэниэлс Мидленд Компани" . Министерство энергетики США, Управление ископаемой энергии . Проверено 5 ноября 2019 .
  29. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2012-11-06 . Проверено 18 января 2013 .CS1 maint: archived copy as title (link)[ требуется полная ссылка ]
  30. ^ Игнаси, С .: (2007) «Споры о биотопливе» , Конференция Организации Объединенных Наций по торговле и развитию, 12
  31. ^ «Углеродно-отрицательная биоэнергетика для сокращения глобального потепления может привести к вырубке лесов: интервью на BECS с Лоренсом Радемакерсом из Biopact» . Монгабай . 6 ноября 2007 . Проверено 19 августа 2018 .
  32. ↑ Бакстер, Ларри (июль 2005 г.). «Совместное сжигание биомассы и угля: возможность получения доступной возобновляемой энергии». Топливо . 84 (10): 1295–1302. CiteSeerX 10.1.1.471.1281 . DOI : 10.1016 / j.fuel.2004.09.023 . ISSN 0016-2361 .  
  33. ^ a b «Модернизация CCS: анализ парка глобально установленных угольных электростанций» . Энергетические документы МЭА . 2012-03-29. DOI : 10,1787 / 5k9crztg40g1-ен . ISSN 2079-2581 . 
  34. ^ Буй, Май; Фахарди, Матильда; Мак Доуэлл, Найл (июнь 2017 г.). «Оценка эффективности биоэнергетики с CCS (BECCS): повышение эффективности и сокращение выбросов». Прикладная энергия . 195 : 289–302. DOI : 10.1016 / j.apenergy.2017.03.063 . hdl : 10044/1/49332 . ISSN 0306-2619 . 
  35. ^ a b c d Лей, Насим; Webley, Paul A .; Кук, Питер Дж. (Июль 2017 г.). «Структура устойчивого развития биоэнергетики с технологиями улавливания и хранения углерода (BECCS)» . Энергетические процедуры . 114 : 6044–6056. DOI : 10.1016 / j.egypro.2017.03.1741 . ISSN 1876-6102 . 
  36. ^ "Проекты | Биоэнергетика Задача 32" . demoplants21.bioenergy2020.eu . IEA Bioenergy . Проверено 22 апреля 2020 .
  37. ^ «Как отключить угольную электростанцию» . Дракс . 2018-08-22 . Проверено 11 июня 2019 .
  38. ^ Схема торговли выбросами (EU ETS) от ec.europa.eu
  39. ^ Грёнквист, Стефан; Мёллерстен, Кеннет; Пингоуд, Ким (2006). «Равные возможности для биомассы в учете парниковых газов при улавливании и хранении СО2: шаг к более экономичным режимам смягчения последствий изменения климата». Стратегии смягчения последствий и адаптации к глобальным изменениям . 11 (5-6): 1083. DOI : 10.1007 / s11027-006-9034-9 . S2CID 154172898 . 
  40. ^ «Директива по возобновляемым источникам энергии» . Европейская комиссия. 2014-07-16 . Проверено 8 декабря 2018 .
  41. ^ UKCCC Bio 2018 , стр. 159
  42. ^ «[USC04] 26 USC 45Q: Кредит на связывание оксида углерода» . uscode.house.gov . Проверено 8 декабря 2018 .
  43. ^ Карлайл, Дэниел П .; Feetham, Pamela M .; Райт, Малькольм Дж .; Тигл, Дэймон АХ (2020-04-12). «Общественность остается неинформированной и с осторожностью относится к климатической инженерии». Изменение климата . 160 (2): 303–322. DOI : 10.1007 / s10584-020-02706-5 . ISSN 1573-1480 . S2CID 215731777 .  
  44. ^ Харрабин, Роджер (8 февраля 2019 г.). «Проект по улавливанию углерода в Великобритании начинается» . BBC News . Проверено 9 февраля 2019 .
  45. ^ Hausfather, Зик (12 марта 2018). «Новые карты указывают на потенциал BECCS в США» . CarbonBrief .
  46. ^ Baik, Ejeong (27 марта 2018). «Геопространственный анализ краткосрочного потенциала углеродно-отрицательной биоэнергетики в Соединенных Штатах» . PNAS . 115 (13): 3290–3295. DOI : 10.1073 / pnas.1720338115 . PMC 5879697 . PMID 29531081 .  

Источники [ править ]

  • Комитет Великобритании по изменению климата (2018). Биомасса в низкоуглеродной экономике (PDF) .
  • ФАЖАРДИ, МАТИЛЬДА; КЁБЕРЛЕ, АЛЕКСАНДРА; МАК ДОУЭЛЛ, НИАЛЛ; ФАНТУЦЗИ, АНДРЕА (2019). «Внедрение BECCS: проверка реальности» (PDF) . Имперский колледж Лондонского института Грэнтэма.

Внешние ссылки [ править ]

  • Биорекро
  • Программа МЭА по парниковым газам
  • Институт Грэнтэма в Имперском колледже в Лондоне
  • The Natural Step Intl.
  • Tyndall Center
  • ЮНИДО
  • Организация ресурсов с нулевым выбросом (ZERO)