В докладе The Global CCS Institute рассматривается проблема CCS как необходимая для достижения нулевых выбросов. В докладе обсуждается текущее состояние сегмента CCS, проблемы и возможности его развития. Основные цифры: на дату выпуска отчета работают 26 коммерческих объектов CCS, которые могут улавливать и постоянно хранить около 40 мегатонн CO2 в год. К 2050 году объем хранения должен вырасти более чем в 100 раз.
Необходимость CCS
В борьбе с изменением климата улавливание и хранение углерода (CCS) – это игра-чейнджер. Способность избегать углекислого газа (CO2), генерируемого различными источниками, и возможность масштабного снижения содержания CO2 в атмосфере с помощью технологий удаления CO2 делают его неотъемлемой частью решения.
Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) в Специальном докладе о глобальном потеплении на 1,5 градуса Цельсия подчеркнула важность достижения чистого нуля выбросов к середине века, чтобы избежать наихудших последствий изменения климата.
В Специальном докладе представлены четыре сценария ограничения глобального повышения температуры до 1,5 градуса Цельсия – все они требуют удаления CO2, а три предполагают широкое использование CCS. Сценарий, в котором не используется CCS, требует самых радикальных изменений в поведении человека.
Для достижения экономически эффективных чистых нулевых выбросов инвестиции в CCS могут помочь четырьмя основными способами:
* Достижение глубокой декарбонизации в отраслях, где трудно добиться отсутствия выделения СО2
Сложно декарбонизируемые области – производство цемента, чугуна, стали, некоторые сегмента химической промышленности. Несколько докладов, в том числе от Комиссии по энергетическому переходу и Международной энергетической комиссии Агентство (МЭА) приходит к выводу, что достижение чистого нуля выбросов в таких отраслях может быть невозможным и, в лучшем случае, более дорогостоящим без CCS. CCS-один из самых зрелых и экономически эффективных вариантов.
* Возможность масштабного получения низкоуглеродистого водорода
Водород, вероятно, будет играть важную роль в декарбонизации труднодоступных секторов. Он также может быть важным источником энергии для отопления жилых помещений и гибкой выработки электроэнергии.
Уголь или природный газ с CCS – самый дешевый способ получения низкоуглеродистого водорода. Он останется самым дешевым вариантом в регионах, где отсутствуют большие объемы доступной возобновляемой электроэнергии для электролизного производства водорода и имеются низкие цены на ископаемое топливо. Для декарбонизации труднодоступных секторов и достижения чистых нулевых выбросов производство водорода должно значительно вырасти – с 70 млн тонн в год (Mtpa) сегодня до 425-650 тонн в год к середине века.
* Обеспечение низкоуглеродистой диспетчеризуемой мощности
Декарбонизация производства электроэнергии имеет решающее значение для достижения чистого нулевого уровня выбросов. Оснащенные CCS электростанции поставляют диспетчеризируемую и низкоуглеродистую электроэнергию, а также услуги по стабилизации сетки, такие как резервная мощность, частотный контроль и контроль напряжения. Услуги по стабилизации сети не могут быть предоставлены солнечной фотоэлектрикой (PV) или ветрогенерацией.
CCS дополняет возобновляемые источники энергии, помогая сделать низкоуглеродистую сетку будущего устойчивой и надежной.
* Обеспечение отрицательных выбросов
Необходимо компенсировать остаточные выбросы в труднодоступных секторах. CCS обеспечивает основу для технологического удаления углекислого газа, включая биоэнергетику с CCS (BECCS) и прямой захват воздуха с накоплением углерода (DACCS). Хотя удаление углекислого газа не является серебряной пулей, каждый год, который проходит без значительного сокращения выбросов CO2, делает его все более необходимым.
Рис. 1. Варианты в специальном докладе МГЭИК о достижении 1,5 градусах Цельсия
Рис. 2 Мощность улавливания СО2 в 2020 и 2050 годах по видам топлива и секторам в сценарии устойчивого развития МЭА
Включает CO2, улавливаемый для использования (369 млн т в год) и хранения (5 266 млн т в год) в 2050 году
Сценарий устойчивого развития МЭА (SDS) описывает будущее, в котором будут достигнуты связанные с энергетикой цели устойчивого развития Организации Объединенных Наций (ООН) в области выбросов, доступа к энергии и качества воздуха.
Масса CO2, улавливаемого с помощью CCS, сегодня увеличивается примерно с 40 мегатонн CO2 в год до примерно 5,6 гигатонн (Гт) в 2050 году – более чем стократный рост (рис. 2).
Его вклад является значительным, на его долю приходится от 16 до 90 процентов сокращения выбросов в черной металлургии, цементе, химических производствах, преобразовании топлива и производстве электроэнергии (рис. 3). Универсальность и стратегическая важность CCS в будущем с нулевыми выбросами очевидны.
Жизненно важные для сокращения выбросов CO2 инвестиции в CCS также обеспечивают ряд экономических выгод:
• Создание и поддержание высокооплачиваемых рабочих мест;
• Поддержка экономического роста за счет новых чистых нулевых отраслей и инноваций;
• Создание условий для повторного использования инфраструктуры и отсрочки затрат на закрытие.
Критически важно, что CCS также облегчает ‘справедливый переход. Одна из главных проблем достижения справедливого перехода заключается в том, что потери рабочих мест в отраслях с высоким уровнем выбросов могут быть сосредоточены в одном месте, в то время как рабочие места в низкоуглеродистой промышленности создаются где-то еще. Даже там, где география не является препятствием, за массовыми потерями рабочих мест редко быстро следуют широкие возможности. CCS способствует справедливому переходу, позволяя отраслям вносить устойчивый вклад в местную экономику, двигаясь к чистому нулю.
Время на то, чтобы достичь чистого нуля выбросов и предельного повышения температуры до 1,5 градусов (°C), истекает. Хотя кризис КОВИД-19 привел к беспрецедентному сокращению спроса на энергию и выбросы, долгосрочная картина для CCS не изменилась. Чтобы иметь наибольшие шансы на достижение чистого нуля выбросов, необходимо, чтобы широкое использование CCS происходило быстро. Сейчас самое время ускорить инвестиции в CCS.
Рис. 3. Вклад CCUS в сокращение секторальных выбросов CO2 до 2070 года в области устойчивого развития, сценарий МЭА
Трансформация топлива охватывает такие отрасли, как нефтепереработка, производство биотоплива, а также коммерческое производство водорода и аммиака
Глобальные объекты CCS
Обновление и тенденции, назревающие потребности отрасли CCS, обновленная система классификации
Глобальный институт CCS ввел обновленную классификационную систему в 2020 году, чтобы лучше отразить развитие отрасли CCS. До этого Глобального отчета о состоянии CCS 2020 года мы определили две категории объектов, основываясь на их годовой мощности улавливания CO2:
1. Крупномасштабные объекты CCS:
• Установки, улавливающие CO2 из промышленных источников мощностью 400 ктпа и более;
• Установки, улавливающие CO2 при производстве электроэнергии мощностью 800 ктпа или более;
• Проекты транспортной инфраструктуры и хабов хранения CO2 мощностью 400 ктпа и более;
2. Экспериментальные и демонстрационные установки:
• Объекты, улавливающие CO2 из промышленных источников или генерирующие электроэнергию, которые не соответствуют пороговым значениям мощности крупномасштабных объектов CCS.
Цель Института, когда впервые была создана ежегодная система категорий улавливания CO2, состояла в том, чтобы разработать объекты, достаточно большие для демонстрации CCS в коммерчески значимом масштабе – достаточно большие, чтобы применить уроки коммерческого развертывания, но без значительного риска масштабирования.
За последний год или около того эта система классификации стала менее полезной. Поскольку меньшие мощности улавливания могут быть коммерчески жизнеспособными – концентраторы CCS теперь предлагают экономию масштаба при транспортировке и хранении для нескольких меньших источников CO2 – мощность улавливания больше не является лучшим способом классификации объектов. Демонстрация новых технологий остается столь же важной, как и в любой другой отрасли, но в настоящее время основной задачей является внедрение коммерчески доступных, зрелых технологий CCS для достижения амбициозных климатических целей.
Новая система классификации объектов CCS
Начиная с этого Глобального отчета о состоянии CCS 2020 года и далее объекты CCS будут классифицироваться как:
1. Коммерческие объекты CCS:
• CO2, улавливаемый для постоянного хранения в рамках текущей коммерческой деятельности;
• Хранение может осуществляться третьей стороной или владельцем объекта захвата;
• Как правило, объекты имеют экономическую жизнь, аналогичную принимающей установке, чей CO2 они улавливают.
• Должны поддерживать коммерческую прибыль во время эксплуатации и/или соответствовать нормативным требованиям.
2. Экспериментальные и демонстрационные установки:
• CO2, улавливаемый для тестирования, разработки или демонстрации технологий или процессов CCS;
• Захваченный CO2 может храниться или не храниться постоянно;
• Как правило, короткий срок службы по сравнению с крупными коммерческими объектами – определяется временем, необходимым для завершения испытаний и процессов разработки или достижения демонстрационных этапов;
• Не ожидается, что процесс будет поддерживать коммерческую отдачу во время эксплуатации.
Результаты применения системы классификации института
Новая система классификации привела к следующим изменениям:
• Шесть объектов, ранее классифицированных как экспериментальные и демонстрационные, теперь классифицируются как коммерческие;
• Brevik Norcem и Fortum Oslo Varme теперь являются двумя отдельными коммерческими объектами CCS (они были сгруппированы как один крупномасштабный объект, являющийся частью проекта Norway Full Chain);
• Occidental Petroleum Corporation и White Energy’s Plainview and Hereford Ethanol увеличили добычу нефти (enhanced oil recovery, EOR) на объектах, которые в настоящее время классифицируются как два отдельных коммерческих объекта, ранее они объекты CCS были сгруппированы как одно целое;
• Шесть проектов транспортировки и хранения CO2, ранее классифицированных как крупномасштабные объекты CCS, будут перечислены отдельно в новом документе раздела «Концентраторы» в нашей базе данных CO2RE, создание которой запланировано на 2021 год. До тех пор эти центры будут отделены от объектов под названием «Хранилища CO2».
Любая ссылка на новые объекты или рост прокачки в трубопроводе для CCS относится исключительно к объектам, которые были добавлены в нашу базу данных, а не к существующим объектам, которые были реклассифицированы.
Рост мощностей CCS в 2020 году
На рис. 4 показано развитие коммерческих мощностей CCS за последнее десятилетие. Общий объем производственных мощностей снизился в годовом исчислении в период с 2011 по 2017 год, вероятно, из-за таких факторов, как ориентация государственного и частного секторов на краткосрочное восстановление после глобального финансового кризиса. Однако в течение последних трех лет наблюдается сильный рост.
Одним из главных факторов, стимулирующих рост CCS, является признание того, что достижение чистого нуля выбросов парниковых газов (ПГ) становится все более актуальным. Это было введено в действие Парижским соглашением 2015 года, которое установило четкую цель – ограничить глобальное потепление менее чем двумя градусами Цельсия. С тех пор амбиции усилились до ограничения потепления до 1,5 градусов Цельсия. Это переориентировало правительства, частный сектор и гражданское общество на сокращение выбросов. Правительства приняли более жесткую климатическую политику, а акционеры оказали большее давление на компании. Около 50 стран, штатов/провинций или городов и сотни компаний в настоящее время взяли на себя обязательство достичь чистого нуля выбросов к середине века.
Рис. 4. Коммерческие объекты CCS с 2010 по 2020 год: мощность CCS
Наблюдается медленное движение капитала от более высоких к более низким классам эмиссионных активов, о чем свидетельствует рост инвестиционных фондов экологического социального управления (ESG) и зеленых облигаций, а также снижение доступности долгового финансирования для инвестиций, связанных с углем. Необходимость решений для таких труднодоступных секторов, как металлургия, удобрения, цемент и транспорт, стала более насущной и все реже откладывается.
Эти глобальные макро-тенденции побудили к более тщательному анализу того, как достичь чистого нуля выбросов при минимально возможном риске и затратах. Разумно сделать вывод, что это лучше всего это достигается при наличии самого широкого портфеля технологий, включая CCS. Без CCS net-zero практически невозможен.
Статус CCS 2020
Обновление и тенденции глобальных объектов CCS
С момента публикации отчета о глобальном статусе CCS за 2019 год в проектный конвейер вошло семнадцать новых коммерческих объектов. Соединенные Штаты (США) снова лидируют в глобальной таблице, принимая у себя 12 из 17 объектов, начатых в 2020 году. Успех США убедительно демонстрирует, что там, где политика создает бизнес-обоснование для инвестиций, проекты продолжаются. Другие объекты находятся в Соединенном Королевстве (два), Австралии и Новой Зеландии.
На сегодняшний день существует 65 коммерческих объектов CCS:
• Работают 26;
• Два приостановили свою деятельность – один из-за экономического спада, другой из-за пожара;
• Три находятся в стадии строительства;
• 13 находятся в продвинутом развитии, приближаясь к концу инженерного проектирования;
• 21 находятся в ранней стадиии развитии.
Действующие в настоящее время установки CCS могут улавливать и постоянно хранить около 40 мегатонн CO2 в год.
Есть еще 34 пилотных и демонстрационных проекты, в том числе восемь испытательных центров технологии CCS.
Стоит упомянуть три аспекта недавнего роста в коммерческих проекта CCS:
1. Расширенный налоговый кредит в США;
• Участие США в 12 из 17 новых объектов в 2020 году во многом это связано с усиленным налоговым кредитом в 45 кварталов, утвержденных в 2018 году, а в 2020 году налоговая служба выпустила более подробные рекомендации;
• Некоторые американские предприятия также получат выгоду от Калифорнийского стандарта низкоуглеродистого топлива (LCFS). Кредиты по этой схеме торговались до 212 долларов США за тонну CO2 в 2020 году.
2. Концентраторы и кластеры:
• Концентраторы и кластеры значительно снижают удельные затраты на хранение CO2 за счет экономии за счет масштаба и обеспечивают коммерческую синергию, снижающую инвестиционный риск;
• Большинство новых коммерческих объектов США имеют возможность получить доступ к хранилищам CO2 CarbonSAFE, которые разрабатываются и поддерживаются Министерством энергетики США (US DOE);
• Два новых коммерческих объекта в Соединенном Королевстве (Великобритания) оба связаны с Zero Carbon Humber, который стремится стать первым чистым нулевым промышленным кластером Великобритании.
3. Водород, топливо будущего;
• Газификация угля, или риформинг природного газа с использованием CCS является самым дешевым вариантом производства чистого водорода. Борьба за возможность завоевать долю рынка в поставках чистого водорода является важным фактором роста исследований проектов CCS на ранних стадиях.
Примеры включают проект производства водорода Pouakai в Новой Зеландии, проект цепочки поставок водородной энергии в Австралии (пилотная строящаяся установка) и водородный проект в Хамбер-Солтенд – один из многих крупномасштабных водородных проектов в Великобритании.
Рис. 5. Мировая карта объектов CCS на различных стадиях развития
Глобальный прогресс в области CCS за последний год был значительным, появилось слишком много новых объектов, чтобы подробно их описывать (см. CO2RE, наши Глобальные объекты CCS, База данных для полного перечисления). Ниже приведены лишь несколько примеров, иллюстрирующих широкое применение и распространение CCS в 2020 году:
• Проект Drax BECCS начался в Великобритании. Существующая электростанция Drax уже претерпела модификацию, превратившись из угольной в сжигающую биомассу. Добавление CCS еще больше сократит его CO2-след. Drax нацелен на захват четырех миллионов тонн CO2 в год от одного из четырех энергоблоков. Хранение будет осуществляться в Северном море, предполагаемая дата начала – 2027 год. Этот проект является частью более крупной программы, которая в конечном итоге будет развернута CCS на всех четырех своих биоэнергетических энергоблоках к середине 2030-х годов.
• Enchant Energy разрабатывает проект CCS для своей угольной электростанции в Сан-Хуане в Нью-Мексико, США. До шести мегатонн CO2 в год будет использоваться для EOR в Пермском бассейне.
• В Австралии энергетическая компания Santos объявила о начале исследования FEED для проекта CCS по захвату CO2 от переработки природного газа на его газовом заводе в Мумбе. Проект будет ежегодно улавливать и геологически хранить 1,7 млн тонн CO2 на близлежащем месторождении. Сантос заявил, что затраты на борьбу с выбросами составляют менее 30 австралийских долларов за тонну (22 доллара США).
• Lafarge Holcim изучает возможность улавливания углерода на своем цементном заводе в Колорадо, США. Этот проект, ведущийся в партнерстве со Svante, Oxy Low Carbon Ventures в общей сложности будет улавливать 0,72 млн тонн CO2 в год. Используя захваченный CO2 для EOR, он получит налоговые льготы в течение 45 кварталов и станет самым масштабным использованием технологии захвата на основе адсорбции Svante за всю историю.
• Проект ZEROS предполагает разработку двух инновационных технологий сжигания кислородного топлива из отходов для превращения в энергию (waste-to-energy, WtE) в Техасе, США. На объекте будет захватываться 1,5 млн тонн CO2 в год. Сжигание кислородного топлива обеспечивает высокую концентрацию CO2 в дымовых газах, что делает улавливание углерода более экономичным, чем на обычных установках WtE.
• Проект Pouakai, принадлежащий компании 8 Rivers Capital, представляет собой промышленный комплекс по производству водорода, удобрений и электроэнергии в регионе Таранаки, Новая Зеландия. Он будет использовать природный газ в качестве сырья. Мощность CCS (ок. 1 млн т CO2 в год) приводит к почти нулевым выбросам. Проект Pouakai будет использовать один завод по переработке природного газа с тремя интегрированными процессами:
1. Производство электроэнергии по циклу Allam NET Power;
2. Технология производства водорода 8RH2;
3. Хорошо зарекомендовавшие себя технологии промышленного синтеза аммиака и производства синтетических азотных удобрений.
Пуск проект запланирован на середину десятилетия.
На рис. 6 показаны все коммерческие объекты, находящиеся в эксплуатации, строительстве или перспективном развитии в разбивке по принимающим отраслям промышленности, а также фактический или ожидаемый год начала эксплуатации.
Рис. 6. Портфель коммерческих объектов CCS различного энергетического и промышленного назначения включает объекты, находящиеся в эксплуатации, строящиеся и находящиеся в стадии опережающего развития. Площадь окружностей пропорциональна текущим мощностям CCS.
Основные этапы эксплуатации объектов
Некоторые из наиболее значительных вех отрасли, достигнутых в прошлом году, заключаются в следующем:
Углеродная магистраль Альберты (ACTL) начала свою работу в марте 2020 года. Обладая мощностью 14,6 млн тонн CO2, эта ключевая инфраструктура для канадской промышленности транспортирует CO2 для хранения EOR в Центральной Альберте. Это самая мощная в мире транспортная инфраструктура CO2, и она была разработана с учетом будущего.
Основными объектами улавливания CO2 являются нефтеперерабатывающий завод Sturgeon oil и завод по производству удобрений Nutrien. Вместе эти два коммерческих объекта поставляют 1,6 млн тонн CO2 в год, оставляя достаточные дополнительные мощности для будущего улавливания на промышленных предприятиях Альберты.
Установка для впрыска углекислого газа Горгона на острове Барроу, Западная Австралия, была введена в эксплуатацию в августе 2019 года и с тех пор используется для хранения CO2. Chevron постепенно вводит в эксплуатацию свои компрессионные поезда CO2, наращивая мощность впрыска CO2. В феврале этого года было объявлено о достижении рубежа в одну тонну запасенного CO2. Горгона является крупнейшим специализированным геологическим хранилищем в мире мощностью до 4 млн тонн CO2 в год.
Установка парового риформинга метана Air Products улавливает CO2 из двух паровых риформеров метана, расположенных в Valero Energy на нефтеперерабатывающем заводе в Порт-Артуре, штат Техас. Он производит 500 тонн чистого водорода в день. В апреле 2020 года Министерство энергетики США опубликовало информацию о том, что на объекте было кумулятивно захвачено и сохранено более шести мегатонн CO2.
Установка Quest CCS улавливает CO2 из трех паровых реформаторов метана на заводе Scotford Upgrader в Альберте, Канада. Он производит 900 тонн чистого водорода в день. В июле 2020 года объект достиг пяти мегатонн CO2, безопасно и постоянно хранящегося в специальном геологическом хранилище.
Установка CCS Pre-Salt Oil Field бассейна Petrobras Santos использует мембраны для улавливания CO2 при морской переработки природного газа и повторного ввода его в нефтяные месторождения Лула, Сапиньоа и Лапа для EOR. Мембраны имеют преимущества по размеру и весу, которые делают их наиболее подходящими для оффшорных работ. Petrobras – крупнейший проект с использованием мембранных технологий в мире. Мощность проекта недавно увеличилась с трех до 4,6 млн тонн в год.
Концентраторы и кластеры: движение к более гибкой сети CCS
Как и большинство отраслей промышленности, CCS выигрывает от экономии за счет масштаба. Более крупномасштабное сжатие, обезвоживание, транспортировка и хранение приводят к значительному снижению затрат на тонну CO2.
Ранние разработки в области CCS приняли модель «точка-точка», которая, как правило, благоприятствовала ситуациям, когда один крупный эмиттер (например, электростанция или газоперерабатывающий завод) находился на разумном расстоянии от крупного хранилища.
Концентраторы агрегируют, сжимают, обезвоживают и транспортируют потоки CO2 из кластеров объектов. Необходимо добиться значительной экономии за счет масштаба, особенно в капитальных затратах на компрессионные установки (примерно до 50 МВт потребляемой мощности) и трубопроводы (примерно до 10-15 млн т в год мощности). Эта промышленная экосистема с многочисленными клиентами и поставщиками услуг CCS также помогает снизить риск. На рис. 7 показаны центры и кластеры CCS, работающие или проходящие исследования в 2019-20 годах.
Рис. 7. Концентраторы и кластеры, действующие или находящиеся в стадии разработки
Концентраторы также обеспечивают лучшее соответствие источника/поглотителя между объектами улавливания углерода и ресурсами хранения. Они обеспечивают более гибкие операции сжатия, позволяя увеличить обороты (уменьшение потока), чем это было бы возможно при использовании отдельных компрессионных установок на каждом источнике.
Одним из самых передовых центров развития CCS является проект Северное сияние (Northern Lights Project см. рис. 8). В Северном море этот норвежский CCS hub агрегирует потоки CO2, начиная с фундаментальных источников от WtE и цементных заводов (суммарная мощность 0,8 Мтпа CO2). Разработанный Equinor, Shell и Total, проект будет сжимать и сжижать CO2 на заводах-источниках перед транспортировкой специальным судном CO2 на место хранения 9. Проект нацелен на ввод в эксплуатацию в 2024 году.
Рис. 8. Проект «Северное сияние» – потенциальные источники CO2
Влияние COVID-19
В то время как разработка и внедрение CCS набирали обороты в 2020 году, этот сектор не застрахован от экономического спада, вызванного COVID-19. Эпидемия серьезно повлияла на мировую экономику, и целые отрасли промышленности значительно сократили производство. Это относится и к мировому нефтяному сектору, где наблюдалось необычайно быстрое падение спроса и цен.
Объект Petra Nova CCS в Техасе, США, успешно захватил CO2 с принадлежащей NRG электростанции W. A. Parish с момента ее ввода в эксплуатацию в начале 2017 года. Его бизнес-модель, основанная на использовании CO2 для EOR, была серьезно изменена. это было вызвано снижением цен на нефть, а в марте 2020 года операции по улавливанию углерода приостановились. NRG указала, что они должны возобновиться, когда экономические условия улучшатся.
Политика и регулирование
Новое в регулировании
Оценки в развитии CCS варьируются в зависимости от того, сколько CO2 должно быть захвачено и сохранено для достижения чистого нуля выбросов. Создатели специального доклада по глобальному потеплению на 1,5 градуса Цельсия рассмотрели 90 сценариев и почти все необходимые CCS для ограничения глобального потепления. В результате:
• В девяноста процентах случаев необходимо, чтобы глобальное хранение CO2 достигло 3,6 Гт в год или более к 2050 году.
• Во всех сценариях средняя масса CO2, постоянно хранящегося в 2050 году, составляла 10 Гт.
Сегодня установленная мощность CCS во всем мире составляет около 40 млн тонн в год. Чтобы достичь чистого нуля выбросов, мощность должна увеличиться более чем стократно к 2050 году. Более жесткая политика стимулирования быстрых инвестиций в CCS давно назрела. Нынешний парк коммерческих объектов CCS представляет собой примеры сочетания политики и характеристик проекта, которые стимулируют инвестиции (см. рис. 9).
Рис. 9. Основные политики и характеристики проектов, которые позволили создать крупномасштабные объекты
Крупномасштабные инфраструктурные проекты являются капиталоемкими. Как правило, затраты на проектирование и строительство CCS составляют сотни миллионов, а иногда и миллиарды долларов США. Компании, скорее всего, будут инвестировать там, где есть большие вливания капитала от правительства через прямое грантовое финансирование для поддержки частного сектора и инвестиции в акционерный капитал сектора. Государственные предприятия также инвестировали средства в объекты CCS.
Поскольку большая часть мировой ликвидности сосредоточена в частном секторе, задача состоит в том, чтобы привлечь банки и учреждения для инвестиций в проекты CCS. В то время как большинство рисков в CCS являются общими и могут быть смягчены в ходе проекта, существуют и другие риски, которые частный сектор считает слишком большими, чтобы принять их. Риски возникают в результате нескольких провалов рынка:
• Риск дохода из-за недостаточной стоимости CO2.
В то время как продажа CO2 для EOR принесла доход для некоторые проекты CCS, крупномасштабное развертывание объектов CCS требует более сильной климатической политики. В большинстве юрисдикций затраты на улавливание, транспортировку и хранение CO2 превышают ту стоимость, которая в настоящее время на него возлагается. Цена углерода, необходимая для экономически эффективного сокращения выбросов в соответствии с Парижским соглашением, оценивается в 40-80 долларов США/тСО2 к 2020 году и 50-100 долларов США/tCO2 к 2030 году. До 450 млн т CO2 можно было бы захватить, использовать и хранить с коммерческим стимулом всего в 40 долларов США/tCO2 путем развертывания CCS на множестве доступных недорогих возможностей.
• Взаимозависимость или риск перекрестной цепи.
Объекты CCS могут включать в себя один источник, один приемник и один трубопровод. Эти дезагрегированные бизнес-модели являются дорогостоящими, и существует риск взаимозависимости. Например, если промышленный источник CO2 закрывается, у операторов трубопроводов и хранилищ нет ни клиентов, ни доходов.
• Неограниченный риск ответственности за долгосрочное хранение.
Хотя риск утечки из тщательно отобранного ресурса хранения ничтожно мал, он не равен нулю. Если ограничения ответственности отсутствуют, оператор хранилища несет ответственность за любую утечку в любое время в будущем. Это очень трудно для частного бизнеса – принимать на себя такую неограниченную и бессрочную ответственность, особенно в развивающихся отраслях, таких как CCS, где опыт ограничен.
Инвесторы вряд ли будут щедро финансировать проекты, подверженные любому из этих рисков. Если они это сделают, капитал будет дорогим. Чтобы достичь нулевых выбросов, правительства должны внедрить политические рамки, которые смягчают риски и управляют ими, распределяя их между организациями, наиболее способными управлять ими с наименьшими затратами. Резюме возможных ответных мер политики представлено в таблице 1.
Табл. 1. Меры регулирования по борьбе с труднодоступными рисками
| Барьеры | Возможные потенциальные действия регулятора |
| Недостаточная оценка значения выбросов CO2 | Ввести величину сокращения выбросов CO2, например, через налог на выбросы углерода, налоговый кредит, схему торговли выбросами, обязательство по CCS, стандарт эффективности выбросов или через стандарты государственных закупок. Это позволит осуществлять инвестиции в объекты улавливания, которые затем могут передать часть выгод поставщикам транспортных услуг и услуг хранения. |
| Взаимозависимость цепочки создания стоимости CCS | Обеспечить капитальную поддержку для создания общих сетей Т&S с акцентом на интегрированные узлы и кластеры, где экономия за счет масштаба может снизить удельные затраты, а диверсифицированный источник выбросов может снизить риск сворачивания активов. Правительства могут изначально владеть инфраструктурой T&S. По мере подключения к сети большего числа эмиттеров риск взаимозависимости будет снижаться. Затем правительство может решить продать инфраструктуру частному сектору с прибылью. |
| Долгосрочная ответственность | Законодательная и нормативная база должна устанавливать ограничения на подверженность частных инвесторов любым долгосрочным обязательствам по хранению. Это может быть достигнуто путем передачи этих обязательств государству после определенного периода после закрытия. Юрисдикции могут указать количество минимальных лет, в течение которых операторы должны продолжать следить за хранилищем после его закрытия. Другим способом управления этим процессом является механизм ограничения рисков, в соответствии с которым оператор частного сектора будет нести ответственность за понесенные риски ниже предела, в то время как правительство возьмет на себя ответственность за все дополнительные риски выше этого предела. Граница отвественности может быть функцией баланса государственного и частного капитала в операции хранения, при этом более высокий частный капитал переводится в более высокий уровень ответственности. |
Правительства будут выбирать политические рамки, которые наилучшим образом соответствуют их обстоятельствам, и до тех пор, пока можно будет обосновать жизнеспособность бизнеса, частный сектор будет инвестировать в CCS. Как и все технологии, CCS следует кривой обучения, в соответствии с которой стоимость разработки проекта CCS будет снижаться по мере развертывания. Это, в свою очередь, снижает стоимость разработки, позволяя более мелким эмитентам участвовать в инвестициях. В то же время риски снижаются с развертыванием за счет обучения на практике, и это приведет к увеличению участия финансистов, включая институциональных инвесторов.
Международная климатическая политика
В то время как последствия пандемии COVID-19 вызвали задержки в международных процессах климатической политики, значительные пакеты мер по восстановлению экономики в ответ на нее выдвинули изменение климата на передний план инвестиционных решений. Существует уникальная возможность расширить финансирование мер по борьбе с изменением климата, в том числе для CCS.
Следующая Конференция Сторон (КС26) Организации Объединенных Наций «Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата» (РКИК ООН)
была отложена на год, до ноября 2021 года. КС26 сосредоточит свое внимание на целях:
1. Повышение глобальных климатических амбиций.
2. Завершение работы над сводом правил Парижского соглашения – правилами осуществления его статьи 6 о сотрудничестве между странами.
3. Начало осуществления Парижского соглашения.
Ожидается, что обновленные определяемые на национальном уровне взносы (Nationally Determined Contributions, NDCs), официально подлежащие выплате к концу 2020 года, подчеркнут обязательства стран по борьбе с изменением климата и продемонстрируют прогресс в достижении глобальных целей. Помимо механизма усиления амбиций и переговоров по статье 6, глобальный процесс в настоящее время переходит в режим осуществления для достижения целей Парижской конвенции.
Технологии CCS играют двойную роль в рамках Соглашения, сокращая выбросы и обеспечивая абсорбцию углерода. Статья 6 позволяет странам совместно работать над достижением своих целевых показателей, в том числе используя международные углеродные рынки для торговли сокращениями выбросов и абсорбцией углерода, которые могут быть реализованы в рамках проектов CCS. Завершение работы над правилами осуществления статьи 6 на КС26 внесло бы больше ясности и возможностей для такого сотрудничества. Учитывая сильное лидерство Великобритании в планируемых проектах CCS, ее председательство на КС-26 имеет все основания подчеркнуть их роль.
До сих пор 11 стран (Бахрейн, Китай, Египет, Иран, Ирак, Малави,
Монголия, Норвегия, Саудовская Аравия, Южная Африка и Объединенные Арабские Эмираты) включили CCS в свои NDCs. Поскольку временные рамки нынешних взносов относительно коротки (2030 или даже 2025 год), все больше стран, вероятно, вскоре выделят CCS в ходе следующего раунда обновлений, нацеленных на 2035 год и в последующий период. Более широкое признание роли CCS на пути к 2050 году и далее очевидно в долгосрочных стратегиях развития с низким уровнем выбросов парниковых газов (low-greenhouse gas emission, LEDS) в рамках UNFCCC.
По состоянию на ноябрь 2020 года CCS включена в 15 из 19 представленных стратегий Европейского Союза и следующих стран: Канада, Чехия, Финляндия, Франция, Германия, Япония, Мексика, Португалия, Южная Африка, Сингапур, Словакия, Украина, Великобритания и США. LEDS также содержат больше ссылок CCS на решения для отрицательных выбросов, включая BECCS и DACCS. Как только чистые нулевые выбросы будут достигнуты, страны должны будут начать поставлять чистые отрицательные выбросы, поэтому важность технологии удаления углекислого газа будет только возрастать.
Научная работа МГЭИК в связи с их предстоящей шестой сессией Доклада об оценке (ОР6) также подвергся воздействию КОВИД-19. Институт принимал активное участие в процесс экспертного обзора доклада Рабочей группы III, который охватывает смягчение последствий изменения климата. Этот доклад будет включать новейшую информацию о роли технологий CCS в глобальной декарбонизации и будет утвержден после COP26.
По мере того как реальность достижения целей чистого нуля становится очевидной, интерес к технологиям удаления углекислого газа, таким как BECCS и DACCS, существенно возрос. Потенциал снижения выбросов ПГ и баланс остаточных выбросов с абсорбцией распределяются неравномерно по всему миру. Поэтому странам необходимо будет совместно работать над сбалансированием своих выбросов, и рамки статьи 6 Парижских соглашений могут способствовать такому сотрудничеству в предстоящие десятилетия.
Обновление нормативно-правовой базы
В прошлом году лишь незначительное число стран предприняло шаги, чтобы разработать специальное законодательство в области CCS или усовершенствовать их нормативную базу. Несмотря на это, важные события как на международном, так и на национальном уровне, наконец, решат затянувшуюся проблему правовых и нормативных препятствий для трансграничного перемещения.
Трансграничное перемещение CO2 включено в соответствии с лондонским протоколом
Поправка 2006 года к Лондонскому протоколу, позволяющая хранить CO2 в геологических формациях под морским дном, стала важным шагом международного сообщества в признании потенциальной роли CCS в смягчении последствий изменения климата. Это не было реализовано, необходимо убрать все барьеры. Тем, кто стремился экспортировать CO2 для хранения или разместить проекты хранения на своей территории, стало очевидно, что это не было разрешено.
В октябре 2009 года была предложена поправка к Протоколу, разрешающая трансграничную перевозку СО2 для хранения, но она не была ратифицирована достаточным количеством Сторон. До октября 2019 года процесс находился в тупике.
На совещании Договаривающихся сторон Протокола в октябре 2019 года этот вопрос был поднят еще раз, и предложенная резолюция была совместно представлена правительствами стран-участниц Протокола – Нидерландами и Норвегией. В соответствии с этим предложением Стороны разрешат “временное применение «поправки 2009 года, дающей «согласие на трансграничную перевозку углекислого газа с целью геологического хранения без вступления в силу международных обязательств”. Формальное соглашение было достигнуто.
Страны, желающие экспортировать или получать CO2 для хранения, теперь могут это сделать при условии предоставления декларации о временном применении и уведомлении Международной морской организации о любых соглашениях или договоренностях. По сути, Стороны будут осуществлять положения поправки 2009 года до ее вступления в силу.
Устранение барьеров на пути австралийских проектов
Австралийское Содружество и викторианские правительства разработали некоторые из первых в мире примеров законодательства, специфичного для CCS. Законы о шельфе Содружества и штатов вместе с сопутствующими им нормативными актами внесли поправки в существующие нефтяные режимы и ввели специальную модель CCS для регулирования трубопроводной транспортировки, закачки и хранения газа как в водах Содружества, так и в водах штата Виктория.
Однако особой проблемой этой нормативной модели, выявленной викторианским проектом CarbonNet, было предлагаемое хранилище, которое находилось на границе между прибрежными водами штата и водами Содружества. Решение этого вопроса оказалось критически важным для проекта в ходе его разрешительной деятельности и, в частности, для предпочтительного места хранения «Пеликан».
В настоящее время этот вопрос решен путем принятия федерального законодательства, которое позволит предоставлять и администрировать единые титулы на парниковые газы, если они частично расположены в обеих странах в прибрежных водах Содружества и государства/территории. Новые положения теперь предусматривают, что титульный район становится водами Содружества для всех целей оффшорного режима Содружества в тех случаях, когда предоставляется новый титул. Хотя эти поправки применимы на всей территории Австралии, они будут иметь особый резонанс для проекта CarbonNet и, несомненно, будут способствовать прогрессу проекта.
О руководстве по налогу на прибыль (США)
Предлагаемые казначейские правила, опубликованные Министерством внутренних доходов (IRS) в мае этого года предложили информацию и столь необходимые разъяснения относительно того, как налогоплательщики, захватывая и храня CO2 в соответствии с налоговыми положениями о льгота на 45Q могут претендовать на кредит. Они следуют за февральским выпуском IRS уведомления 2020-12, которые были освещены в программе института «Налоговый кредит по разделу 45Q США для секвестрации оксида углерода. Обновление» (The US Section 45Q Tax Credit for Carbon Oxide Sequestration: An Update)
Обновленная информация Института содержала важную информацию о определение понятия «начало строительства» объекта захвата и руководство по обращению с партнерскими структурами и связанными с ними процедурами получения доходов.
Руководство и предлагаемые правила содержат множество технических деталей, но ключевыми моментами являются:
• Кто может претендовать на кредит 45Q.
• Требования в отношении безопасного геологического хранения.
• Использование оксида углерода.
• Возврат кредитов.
Предлагаемые правила касаются многих остающихся вопросов, выявленных инвесторами и разработчиками проектов. Хотя и предполагалось, что для использования после публикации налогоплательщики могут обратиться и полагаться на них “в течение налогооблагаемых лет, начинающихся в феврале или после даты 9, 2018”, если они соблюдаются в полном объеме и применяются последовательно.
Более подробный обзор представлен в разделе 4.1 настоящего доклада.
Срочность
Опыт реализации проектов подчеркивает важность как определенности, так и прагматизма в рамках правовых и нормативных режимов, регулирующих деятельность CCS. Как указывалось ранее, задержки в решении отдельных правовых вопросов даже в тех юрисдикциях, где были разработаны конкретные рамки CCS, что привело к значительной неопределенности и значительным барьерам для развертывания CCS.
С учетом национальных обязательств по климату, в частности политических амбиций «чистого нуля», требующих CCS, эти правовые и нормативные режимы должны быть завершены во многих странах, а в других случаях, созданы наново. Там, где правительства заявили о своей приверженности чистому нулю, работа должна продвигаться вперед, удовлетворяя потребности как регулирующих органов, так и инициаторов проектов.
Разработка законодательства, касающегося CCS, оказалась трудоемкой и ресурсоемкой для многих правительств, требующей значительных программ обзора и консультаций.
Для стран с политическими амбициями в отношении этой технологии, но которые еще не обдумали свои правовые и нормативные меры реагирования, возникает все более настоятельная необходимость приступить к этим мерам.
Разделы GLOBAL STORAGE OVERVIEW и REGIONAL OVERVIEWS опущены как не имеющие фундаментального значения.
Технологии и применения
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Промышленность производит около восьми миллиардов тонн прямых выбросов CO2 в год – цементный, металлургический и химический секторы ответственны примерно за 70 процентов из них. Если добавить косвенные выбросы, то на промышленность приходится почти 40 процентов глобальных антропогенных выбросов CO2. Спрос на промышленные товары будет расти, по крайней мере, до середины этого столетия, благодаря тому, что еще два миллиарда человек будут нуждаться в пище, одежде, жилье, транспорте и развлечениях. Растущее благосостояние, особенно в развивающихся странах, увидит сотни миллионов людей, которые в состоянии позволить себе товары и услуги в первый раз.
По оценкам МЭА, прямые промышленные выбросы CO2 вырастут с восьми до почти 10 миллиардов тонн в год к 2060 году. Для достижения климатического результата, совместимого с Парижским соглашением, эти выбросы должны были упасть до 4,7 миллиарда тонн к 2060 году.
Примерно 1,9 миллиарда тонн промышленных выбросов CO2 в год являются побочным продуктом химических реакций в рамках производственных процессов. Этих «технологических выбросов» невозможно избежать с помощью осуществимых производственных технологий. Например, 65% выбросов от производства цемента образуется при превращении карбоната кальция (известняка) в оксид кальция (известь) – для получения цемента должна произойти химическая реакция, производящая CO2.
Другими примерами промышленных процессов со значительными выбросами CO2 являются переработка природного газа, производство железа, стали, аммиака/мочевины и биотоплива, а также различные нефтехимические процессы, в результате которых производятся химические вещества, пластмассы и волокна.
Для сокращения выбросов потребуется несколько подходов, включая переключение на другое топливо, повышение энергоэффективности и внедрение современных наилучших имеющихся и будущих инновационных технологий.
Единственным возможным вариантом смягчения последствий во многих случаях является удаление CO2 после производства с использованием CCS.
По оценкам МЭА, для достижения климатического результата, соответствующего Парижскому соглашению, CCS необходимо обеспечить 29 миллиардов тонн в рамках борьбы с выбросами в период с 2017 по 2060 год в цементном, металлургическом и химическом секторах. CCS особенно применим в химической промышленности, убирая 14 миллиардов тонн выбросов к 2060 году, благодаря нескольким химическим производственным процессам, которые производят почти чистые потоки CO2 с очень низкими затратами на улавливание.
Рис. 14. Суммарные выбросы СО2 по сегментам
FIGURE 15 CCS CONTRIBUTION TO EMISSIONS REDUCTIONS IN THE
CEMENT, IRON AND STEEL AND CHEMICALS SECTORS BETWEEN 2017
AND 2060
Рис. 15. Вклад CCS в сокращение эмиссии СО2 в секторах промышленности: цементной, металлургической и химической, между 2017 и 2060 гг.
Цемент
Обычное производство цемента включает в себя применение карбонатных материалов, обычно известняка (CaCO3), подвергающихся интенсивному нагреванию во вращающихся печах. Высокие температуры приводят к «прокаливанию», создавая карбонат кальция (CaO) и CO2. Дополнительный CO2 образуется также при сжигании топлива – обычно угля или природного газа – для получения тепла, необходимого для запуска реакции. Карбонат кальция является ключевым компонентом портландцемента, необходимым для мировой строительной промышленности.
Даже если тепло обеспечивается биогенным или другим источником топлива с низким уровнем выбросов, около 50% выбросов кальцинирования при производстве цемента обычно остаются неизменными. Они являются фундаментальными для реакции, которая производит оксид кальция. Цементная промышленность производит примерно восемь процентов глобальных выбросов CO2, а кальцинирование составляет около четырех процентов.
Хотя альтернативы цементу существуют, они медленно внедряются. Поэтому решение проблемы выбросов цементной промышленности имеет важное значение для мира с нулевым уровнем выбросов.
Дымовые газы цементных печей являются хорошими кандидатами на CCS. Их типичные концентрации CO2 составляют около 14-33%, что выше, чем при обычном сжигании угля.
Их более высокая чистота CO2 делает захват менее энергоемким. И наоборот, для удаления требуется значительная обработка загрязняющих веществ, таких как цементная пыль.
Проект NORCEM CCS
В июне норвежская дочерняя компания HeidelbergCement заключила соглашение с Aker Solutions об улавливании CO2 с цементного завода Brevik в Норвегии. Для улавливания дымовых газов из цементной печи будет установлена запатентованная установка улавливания углерода на основе растворителя.
HeidelbergCement также разрабатывает печь для обжига цемента на кислородном топливе, используя чистый кислород вместо воздуха в своих печах, он устраняет азот в дымовых газах, увеличивая концентрацию CO2 до 70%. Более высокие концентрации CO2 делают улавливание исходящего CO2 гораздо более энергоэффективным, значительно сокращает объем дымовых газов и капитальные затраты.
Проект LEILAC – низкая интенсивность выбросов извести и цемента
В начале 2020 года австралийская компания Calix подписала соглашения об испытании собственной технологии кальцинирующего реактора в рамках проекта LEILAC. Это будет означать четырехкратное расширение его опытной установки в рамках первой фазы. Это представляет собой большой шаг вперед в цементной технологии и указывает путь к снижению выбросов в секторе.
В обычных вращающихся печах для производства цемента и извести, воздух для горения используется для сжигания топлива при очень высоких температурах. Азот, оставшийся от этого процесса, смешивается с CO2, полученным при прокаливании. Азот снижает чистоту CO2, увеличивая энергию и затраты, связанные с улавливанием углерода. Технология Calix физически отделяет CO2, образующийся при прокаливании, от источника тепла. Сырая мука течет внутри внутренней реакционной трубки и нагревается снаружи отдельным нагревателем или электрическим источником нагрева. Углекислый газ, образующийся в процессе обжига, всегда отделен от любого воздуха или азота. В результате технологический CO2 из кальцинатора Calix является сухим, готовым к захвату и почти полностью чистым. На рис. 16 показано, как работает реактор.
Рис. 16. Реактор Calix
Реактор Каликс потенциально может нагреваться с использованием возобновляемой электроэнергии или сжигания биотоплива для получения тепла с низким уровнем выбросов, снижая общие выбросы завода почти до нуля. Еще одним преимуществом является то, что кальцинатор Calix может быть встроен в обычный цементный завод, оставив остальное как есть. Это делает его хорошим кандидатом на модернизацию мировых цементных заводов.
Железо и сталь
Черная металлургия производит примерно семь процентов глобальных выбросов CO. Значительные усилия предпринимаются для их сокращения с помощью таких мер, как переработка стали, программы повышения энергоэффективности и первые шаги по замене ископаемого топлива водородом. Значительная часть выбросов парниковых газов может быть устранена с помощью CCS.
Завод Emirates steel в Абу-Даби эксплуатирует CCS на основе растворителей с 2016 года. Углекислый газ образуется углем или природным газом, который действует как восстановитель в агрегате DRI (direct reduced iron – прямое восстановление железа) – превращение железной руды в элементарное железо для использования в сталеплавильном производстве. Сталелитейный завод Emirates улавливает около 0,8 млн тонн CO2 в год и транспортирует его по трубопроводу для EOR.
Другие проекты направлены на изменение основного процесса выплавки стали для облегчения борьбы с выбросом CO2. Процесс Хисарна, управляемый компанией Tata Steel, представляет собой новую технологию, которая не только повышает энергоэффективность и снижает интенсивность выбросов при выплавке стали, но и увеличивает концентрацию CO2, что значительно облегчает захват.
Водород
В последние годы водород стал одним из самых обсуждаемых трендов в мировой энергетике. Это энергоноситель – очень похожий на электричество – который должен быть изготовлен из первичных или вторичных источников энергии.
Водород иногда считают химическим двойником электричества. При использовании водорода образуется ноль ПГ – точно так же, как электричество. И, как и электричество, производство водорода может вызвать выбросы. Поэтому цепочки поставок этого товара 21-го века должны быть тщательно разработаны.
Хотя в настоящее время их использование ограничено, существует значительный потенциал для получения экономически эффективного водорода с низким уровнем выбросов. Ожидается, что он будет играть решающую роль в замене углеводородного топлива в тяжелых и дальнемагистральных транспортных средствах (грузовиках, автобусах), где аккумуляторы непрактичны. Это также поможет решить большую проблему декарбонизации высокотемпературного промышленного тепла, в основном производимого сейчас природным газом и углем. Это может быть носитель для хранения электроэнергии, а также использоваться в качестве добавки к обычным поставкам природного газа.
Производство и рынки водорода
Производство чистого водорода достигло 70 млн тонн, а общего водорода (включая синтез-газ) – 120 млн тонн в 2020 году. Большинство использовалось на нефтеперерабатывающих заводах и в химическом производстве.
Девяносто восемь процентов нынешнего водорода производится из угля (путем газификации) и парового метанового риформинга (СМР) из природного газа. Оба процесса производят значительные выбросы CO2, если не используется борьба с выбросами. Оба они хорошо подходят для экономичного снижения выбросов CO2 с помощью CCS. Очень небольшая часть водорода (0,3%) производится из электролиза воды и питается от возобновляемых источников энергии.
На рисунке 17 показаны доли производства водорода на сегодняшний день.
Рис. 17. Суммарные доли производимого водорода из разных источников в разных процессах
Производство водорода с низким уровнем выбросов
Для производства водорода доступны три основных технологии:
• Риформинг природного газа.
• Газификация угля или кокса.
• Электролиз воды (он же расщепление воды).
Приблизительные оценки стоимости водорода приведены в таблице 3. Эти оценки носят лишь ориентировочный характер, и к ним следует относиться с осторожностью. Основы для каждой оценки затрат (предполагаемые коэффициенты мощности и затраты на топливо) различается в разных отчетах, и в некоторых случаях отчеты представляют собой диапазон затрат. Например, цифра, приведенная для МЭА в таблице, представляет собой среднее значение затрат, приведенных для различных частей мира.
Табл. 3. Суммарные затраты на производство водорода различными низкоэмиссиоными технологиями
Оснащенные CCS пути газификации угля и SMR значительно дешевле, чем электролиз из возобновляемых источников энергии. По оценкам IRENA, водород на основе возобновляемых источников энергии должен быть конкурентоспособным с водородом, получаемым с помощью SMR или газификации угля с помощью CCS, к 2050 году. С огромным давлением для достижения чистого нуля к 2050 году и большим существующим и неослабевающим парком производства водорода на основе газа и угля переход к крупномасштабному производству водорода с низким уровнем выбросов потребует значительного развертывания, модернизации и новых установок CCS.
Ключевым маршрутом с низким уровнем выбросов для производства водорода является SMR в сочетании с CCS. Сегодня во всем мире существует четыре промышленных водородных завода SMR с CCS, производящих в общей сложности около 800 000 тонн низкоуглеродистого водорода в год. Одним из таких СМР с оборудованием CCS является компания Air Products’ Port Arthur, Техасский водородный завод, двухпоточный SMR-комплекс, который захватывает CO2 из его установок риформинга с использованием вакуумной установки адсорбции. Эта установка имеет мощность улавливания углерода почти в одну мегатонну в год, обеспечивая CO2 для операций EOR.
Газификация угля с помощью CCS – это хорошо зарекомендовавшая себя технология массового производства водорода с низкими выбросами. Три установки производят водород из угля, кокса или асфальтена (аналогично коксу) с CCS – комбинированной мощностью около 600 000 тонн водорода в год. Самый большой в мире чистый завод H2 Plains Synfuel в Северной Дакоте, США, производит 1300 тонн водорода в сутки за счет газификации бурого угля. Этот зрелый завод производит водород с 1988 года и улавливает CO2 для хранения с 2000 года. Примерно три мегатонны в год транспортируется в Саскачеван, Канада, для EOR.
Такие производства, как Port Arthur и Great Plains Synfuel, демонстрируют, что крупномасштабное производство водорода с низким уровнем выбросов с использованием CCS уже экономически и технически осуществимо.
Растущий спрос на водород с низким уровнем выбросов
Для того чтобы водород внес значимый вклад в глобальное сокращение выбросов парниковых газов, необходимо производить очень большие количества водорода, чтобы вытеснить значительную долю неослабевающего в настоящее время использования ископаемого топлива. Ежегодный спрос на водород с низким уровнем выбросов может вырасти до 530 мегатонн к 2050 году, сократив ежегодные выбросы CO2 до шести миллиард тонн. Однако выгоды от борьбы с выбросами возможны только в том случае, если водород производится с использованием процессов, близких к нулевым выбросам.
В настоящее время менее 0,7% производства водорода производится за счет возобновляемых источников энергии (с помощью электролиза) и установок на ископаемом топливе, оснащенных CCS.
Производство водорода с помощью CCS
Паровой риформинг метана (SMR) — это зрелая технология. Водород образуется в результате реакции метана и пара при высокой температуре с последующим реактором для дальнейшего преобразования монооксида углерода и пара в большее количество водорода. На рис. 18 приведена типичная технологическая схема водородной установки SMR.
CO2 можно улавливать с установок SMR в трех местах:
• В сдвинутом синтез-газе при высоком давлении (1).
• В хвостовом газе низкого давления (2).
• В дымовых газах от сжигания топлива, чтобы обеспечить тепло для установки СМР (3).
Установка Port Arthur улавливает CO2 из смещенного синтез-газа (1), используя преимущества высокой концентрации и давления CO2, чтобы минимизировать затраты на улавливание.
Рис.18. Блок-схема установки SRM
Возможность борьбы с выбросами. Стоимость использования возобновляемой электроэнергии для получения водорода
Большинство технологий возобновляемых источников энергии производят электроэнергию. Это электричество может быть использовано непосредственно для замещения производства электроэнергии на основе ископаемого топлива в энергосистеме. Если вместо этого использовать возобновляемую электроэнергию при электролизе воды для производства водорода, то возникнут альтернативные издержки снижения выбросов – возобновляемая электроэнергия, производящая водород, не будет доступна для замещения выбросов электроэнергии на ископаемом топливе.
Как правило, около 40% выбросов CO2 от SMR приходится на дымовые газы (3). Это более дорого для улавливания, так как CO2 разбавлен и находится под низким давлением. Положительный эффект может быть достигнут с помощью обычных технологий дожигания.
Газификация угля с получением водорода происходит в реакторах-газификаторах. Они подвергают уголь воздействию высоких температур с ограниченным количеством кислорода, вызывая «реакции пиролиза», которые производят монооксид углерода и водород. После того как сменный реактор преобразует монооксид углерода в CO2 с последующей дальнейшей обработкой и разделением водорода, CO2 получается высокой чистоты.
Для газификаторов, работающих при повышенном давлении, высокое давление CO2 является явным преимуществом. Это снижает затраты на эксплуатацию последующего компрессионного оборудования, поскольку большая часть давления уже обеспечена газификатором.
На рис. 19 представлен анализ, показывающий снижение выбросов, возможное при непосредственном использовании возобновляемых источников энергии в сети (вытеснение производства ископаемого топлива), и снижение выбросов, возможное при использовании электролизного водорода на основе возобновляемых источников энергии для вытеснения горючего природного газа.
Использование возобновляемых источников энергии для замены генерации на основе ископаемого топлива в энергосистеме дает в три-восемь раз больше преимуществ борьбы с выбросами, чем может быть достигнуто при использовании возобновляемых источников энергии для производства зеленого водорода, который затем заменяет сжигание природного газа.
Наиболее эффективным и мощным путем является получение водорода из природного газа или угля с CCS, а также резервирование возобновляемых источников энергии для электросетей.
Рис. 19. Возобновляемая электроэнергия, используемая для вытеснения ископаемого топлива, обеспечивает значительно большее снижение выбросов, чем возобновляемое электричество, используемое для производства водорода
Природный газ
В этом году произошел самый большой шок на мировом рынке природного газа в истории. Пандемия COVID-19 значительно снизила спрос во всем мире, при этом ожидается четырехпроцентное снижение роста спроса на природный газ. Однако спрос должен восстановиться и увеличиться примерно на 14 процентов к 2025 году по сравнению с 2020 годом. Ожидается, что он будет продолжать расти и после 2025 года в результате роста спроса на первичную энергию, особенно в Азии, а также за счет замены газа углем в Северной Америке и, в меньшей степени, в Европе.
Переход с угля на газ сокращает выбросы CO2 в точке использования примерно наполовину, но добыча и переработка газа могут иметь значительные выбросы, как от использования энергии на перерабатывающих предприятиях, так и от способа производства газа. Сырой природный газ обычно содержит CO2 – иногда в значительных количествах. Его следует удалить до того, как природный газ может быть продан и обычно он выпускается в атмосферу. Около 150 млн тонн CO2 высокой чистоты выделяется с газоперерабатывающих заводов по всему миру.
Поскольку этот CO2 доступен в высокой чистоте, он обычно требует только обезвоживание до того, как он может быть сжат и сохранен. Это делает его недорогим источником для захвата и хранения – порядка 20-25 долларов США за тонну. В местах, где завод находится близко к месту закачки CO2 (менее 50 км) и хранение находится на берегу, ожидаются затраты в размере 15-20 долларов США на сжатие, транспортировку и хранение.
Без CCS выбросы CO2 от добычи газа будут продолжать расти в соответствии с растущим спросом на газ. Кроме того, вероятно, будет наблюдаться общая тенденция к добыче газа из традиционных запасов, содержащих более высокие концентрации пластового CO2, что приведет к увеличению интенсивности выбросов при добыче газа. CCS – это единственный способ уменьшить эти выбросы.
Австралия является хорошим примером роста выбросов в результате добычи и переработки газа, а также роли CCS в их смягчении. Экспорт сжиженного природного газа (СПГ) из Австралия выросл с 23,9 млн т в 2014 году до 77,1 млн т в 2015 году, что привело к удвоению неорганизованных выбросов из австралийского нефтегазового сектора (с 17,4 млн т CO2 до 33,7 млн т CO2), см. рисунок 20.
Рис. 20. Экспорт австралийского СПГ и выбросы от добычи нефти и газа в Австралии
Установка CCS на заводе СПГ Chevron Gorgon в Австралии была введена в эксплуатацию в августе 2019 года. Его влияние на выбросы хорошо видно в конце 2019 года на рис.20. В своем ежеквартальном обновлении кадастра ПГ Австралии австралийское правительство отмечает, что сокращение выбросов было
“…за счет снижения общей добычи газа на 5,4% в декабре 2019 ….Увеличение объемов подземной закачки углекислого газа из проекта «Горгона» в декабре также сократило выбросы вентиляционных газов”.
При мощности закачки 3,4–4 млн тонн CO2 в год объект «Горгона» – это значительный проект по борьбе с выбросами для австралийской газовой промышленности. В настоящее время это один из крупнейших действующих объектов CCS в мире. Такие установки, как «Горгона», потребуются во всей мировой добыче газа для достижения чистого нулевого уровня выбросов.
CCS в энергетике
Быстрая декарбонизация производства электроэнергии имеет решающее значение для достижения чистого нулевого уровня выбросов. На производство электроэнергии приходится около трети мировых выбросов CO2. Уже будучи крупнейшим источником выбросов CO2 в мире, спрос на электроэнергию, по прогнозам, значительно возрастет.
Оснащенные CCS электростанции помогут обеспечить устойчивость и надежность низкоуглеродистой сети будущего. Гибкие электростанции с CCS поставляют диспетчеризируемую и низкоуглеродистую электроэнергию, а также услуги по стабилизации сети, такие как как инерция, регулирование частоты и управление напряжением. Они не могут быть обеспечены негидро возобновляемой генерацией.
CCS дополняет расширенное развертывание прерывистых возобновляемых источников энергии.
CCS также имеет важное значение для сокращения выбросов от глобального парка электростанций на ископаемом топливе, который у нас уже есть. Во всем мире существует около 2000 ГВт действующих угольных мощностей, а к 2030 году ожидается более 500 ГВт новых мощностей. Уже строится более 200 Гт новых мощностей. В то время как некоторые угольные и газовые заводы будут рано выведены из эксплуатации, средний возраст парка генерации на природном газе в Азии составляет 19 лет, а угольные заводы – только 12 лет. У них впереди десятилетия экономической жизни. Без модернизации CCS или досрочного выхода на пенсию угольные и газовые электростанции – текущие и строящиеся – будут продолжать выделять CO2 со скоростью, которая приведет к тому, что к 2050 году они будут потреблять 95% углеродного бюджета от Сценария устойчивого развития (SDS) МЭА. Достижение чистого нуля выбросов будет невозможно.
В некоторых случаях модернизация производства ископаемого топлива с помощью CCS может быть экономически эффективным вариантом. Это означает, что экономика, которая сильно зависимые от угля – Китай, Индия и страны Юго – Восточной Азии – могут продолжать использовать его, двигаясь к низкоуглеродной экономике, тем самым поддерживая справедливый переход.
Цикл Аллам-Фетведт обеспечивает перспективныq путь к низким выбросам и низким затратам энергия от угля или газа с CCS
Цикл Аллам-Фетведт – это инновационная технология производства электроэнергии на природном газе (или синтез-газе от газификации угля) с присущим ему улавливанием CO2. Он включает в себя сжигание кислородного топлива и использование образующегося при этом CO2 в качестве рабочего тела. Это означает встроенный захват CO2, сжатие и обезвоживание, а также устранение NOx и SOx. Эта технология может производить электроэнергию с более чем 97-процентным улавливанием CO2 при примерно равной цене электроэнергии – на 22% выше, чем сегодняшний комбинированный цикл обычного природного газа. Ожидается, что к 2050 году надбавка к затратам составит менее 10 процентов.
В основе цикла Аллама-Фетведта лежит специальная турбина, работающая на сверхкритическом (высокое давление и температура) CO2 вместо пара, используемого на обычных электростанциях. Эта технология производит готовый к транспортировке CO2 без необходимости дополнительного оборудования для улавливания углерода.
NET Power LLC в настоящее время коммерциализирует цикл Аллам-Фетведт в газовой промышленности, в то время как 8 Rivers Capital лидирует в промышленном консорциуме в Северной Дакоте и Миннесоте для применения цикла Аллама-Фетведта к синтез-газу из угля/биомассы/газификация нефтяного кокса. Почти все компоненты установки Аллам-Фетведт выпускается серийно, за исключением турбины и камеры сгорания. Компания Toshiba разработала, изготовила и поставила гибридную турбину и камеру сгорания для использования в пилотном газовом проекте в Техасе.
Компания 8 Rivers Capital планирует использовать цикл Аллам-Фетведт и 8 Rivers водородные технологии для совместного производства электроэнергии и H2 с использованием природного газового сырья. 8 Rivers Capital в настоящее время завершает инженерные изыскания для интегрированной электростанции, водородной установки и установки удобрений с CCS в Пуакае в Новой Зеландии.
Рис. 21. Технологический процесс цикла Аллама-Фетведта
Первая камера сгорания цикла Аллама-Фетведта с использованием сверхкритических параметров CO2 в качестве рабочего тела был испытан в тепловом масштабе 5 МВт в 2013 году. В марте 2018 года компания Net Power объявила, что успешно запустила свою первую в своем роде тепловую электростанцию AllamFetvedt Cycle мощностью 50 МВт, расположенную недалеко от Хьюстона, штат Техас.
Проектирование промышленного масштаба 303 МВт Аллам-Фетведт Циклического завода природного газа идет полным ходом. Об исследовании пре-FEED для потенциального развертывания производства в нескольких местах в Великобритании компания объявила в июне 2020 года.
Технологии отрицательной эмиссии
Глобальная тенденция принятия обязательств по будущим сценариям с «нулевыми» выбросами создаст ряд существенных экономических и технических проблем.
Большинство промышленных, энергетических и сельскохозяйственных систем человечества производят чистый прирост атмосферного ПГ. Даже низкоэмиссионные технологии, такие как ядерная, гидроэнергетическая, ископаемая с CCS, ветровая и солнечная электроэнергия, имеют чистый положительный жизненный цикл выбросов парниковых газов. Для того чтобы чистый ноль был достижим, крайне важно, чтобы были развернуты технологии отрицательных выбросов, а также источники энергии с низким и нулевым выбросом. Отрицательные выбросы означают, что деятельность таких производств является чистым удалением CO2 из атмосферы. Две ключевые технологии отрицательных выбросов включают BECCS и DACS.
Биоэнергетика с CCS (BECCS)
Принцип BECCS заключается в том, что биомасса выращивается и используется в энергетических целях. Поскольку биомасса образуется в результате фотосинтеза, она поглощает атмосферный CO2. Затем биомасса перерабатывается в топливо. При сжигании топлива углерод, из которого оно состоит, образует так называемый «биогенный» CO2. Биогенный CO2 обычно учитывается как чистый нулевой выброс в большинстве схем учета ПГ. Поэтому, если часть биогенного CO2 улавливается и хранится, это чистое сокращение CO2 из атмосферы. На рис. 22 описан пример процесса BECCS – в данном случае, улавливание CO2 при переработке топлива и его использовании.
Рис. 22. Процесс BECCS
Биогенный CO2 может быть получен путем переработки топлива (например, CO2 от ферментации для получения биоэтанола) и от использования топлива (CO2 от прямого сжигания биотоплива). В случае ферментации этанола могут быть достигнуты очень высокие концентрации CO2.
Большинство установок BECCS в мире связаны с улавливанием ферментативного CO2 из этанольных установок. Он отличается высокой чистотой и обычно требует только обезвоживания, прежде чем его можно будет сжать для транспортировки и хранения. Это делает его очень недорогим источниким CO2 для улавливания.
Иллинойский промышленный завод CCS в США является хорошим примером действующего завода BECCS. Углекислый газ, образующийся как побочный продукт крупномасштабной переработки кукурузы в этанол на Декатурском этанольном заводе, сжимается и хранится в близлежащем геологическом хранилище. Мощность CCS на этом объекте составляет одну мегатонну в год.
Заводы по переработке отходов в энергию (Waste-to-energy, WtE) являются еще одной областью потенциала роста для BECCS. Заводы WtE используют сортированные твердые бытовые отходы в качестве топлива для выработки тепловой энергии и низкосортного тепла для близлежащих домов и предприятий. Значительная часть поступающего топлива на основе отходов будет иметь биогенное происхождение, включая бумагу, картон, древесину, пищевые отходы и садовые обрезки. Если завод WtE может улавливать и хранить более высокую долю своего CO2, чем образуется при сжигании отходов ископаемого топлива (например, пластмасс), тогда общие выбросы завода становятся отрицательными. Это делает завод чистым редуктором атмосферных ПГ, источником полезного тепла и энергии, а также способом снижения нагрузки на ограниченное пространство свалки.
Тысячи заводов WtE работают по всему миру. Большинство из них имеют скромные размеры, что делает необходимость в экономических маломасштабных установках захвата СО2, жизненно важных для увеличения развертывания CCS. Ключевой проект CCS реализуется на заводе Twence WtE в Нидерландах. Мощность улавливающей установки составит 100 000 тонн в год и ожидается, что она будет введена в эксплуатацию в 2021 году.
ПРЯМОЙ ЗАХВАТ ВОЗДУХА С ХРАНЕНИЕМ УГЛЕРОДА, DACCS
В отличие от BECCS, установки DACCS извлекают CO2 непосредственно из атмосферного воздуха. Это имеет ряд ключевых преимуществ:
• Улавливающие установки могут быть расположены совместно с хранилищами, что снижает транспортные расходы.
• Установки могут быть развернуты в ветреных местах, что снижает затраты на эксплуатацию вентиляторов.
• Заводы могут быть расположены там, где они имеют доступ к возобновляемой электроэнергии.
Улавливать CO2 из атмосферы сложнее, чем из других источников, потому что атмосферный CO2 очень разбавлен и составляет примерно 400 частей на миллион. Это всего лишь один процент концентрации CO2 в дымовых газах газовой электростанции. Энергетические потребности для концентрирования CO2 из таких низких уровней значительно выше, чем из более концентрированных источников.
Компания Carbon Engineering of Canada разработала технологию DAC, которая поглощает атмосферный CO2 с помощью жидкого раствора гидроксида калия (KOH). Химическая реакция улавливает CO2 в виде карбонатной соли. Соль экстрагируется в виде гранул и прокаливается (нагревается для отделения CO2) с выделением чистого CO2. Энергия для управления процессом обеспечивается либо за счет внешнего источника возобновляемой электроэнергии, либо за счет сжигания природного газа. Если используется природный газ, то CO2 от сжигания улавливается в процессе хранения, что приводит к чистым отрицательным выбросам. Завод может гибко работать на любой комбинации электричества или природного газа. На рис. 23 выше показано, как работает процесс углеродной инженерии.
Рис. 23 Технология прямого улавливания и хранения воздуха Carbon Engineering
Углеродная инженерия утверждает, что стоимость захвата составляет всего 150 долларов США на тонну, включая геологическое хранение, на основе инженерного анализа. Эта стоимость предполагает крупномасштабное развертывание (одна мегатонна в год).
Oxy Low-Carbon Ventures, дочерняя компания Occidental, объявила о создании нового предприятия под названием 1PointFive, которое планирует строить коммерческие заводы DAC с использованием процесса Carbon Engineering.
Climeworks (Швейцария) и Global Thermostat (США) приняли другой подход к DAC. Их технологии основаны на правильных твердых адсорбирующих материалах для адсорбции CO2 из поступающего воздуха. Как только адсорбент насыщается CO2, он нагревается, чтобы вызвать десорбцию CO2. Это форма процесса адсорбции с колебаниями температуры (temperature swing adsorption, TSA). TSA имеет долгую историю промышленного использования, но это его первое применение. Процесс TSA также захватывает значительные объемы воды из атмосферы, что делает чистую воду полезным сопутствующим продуктом.
Climeworks открыла несколько небольших коммерческих объектов по улавливанию атмосферного CO2:
• Обеспечение CO2 для теплицы (вытеснение CO2 на основе ископаемого топлива).
• Для хранения с реинжектированной водой геотермальной электростанции.
• Для преобразования энергии в синтетический метан с нулевыми выбросами.
Global Thermostat продемонстрировала свою технологию на пилотной установке мощностью 4000 тонн CO2 в год и теперь сотрудничает с ExxonMobil для ее расширения.
Инновации CCS
Модульность
Как и все промышленные технологии, удельные затраты на CCS в значительной степени зависят от эффекта масштаба. Это означает, что по мере увеличения мощности (тонн в год) установки CCS затраты на улавливание снижаются. Экономия от масштаба способствует развертыванию в более крупномасштабных приложениях, таких как газоперерабатывающие заводы, которые имеют большие объемы CO2, доступные для улавливания каждый год. Однако не все отрасли производят столько CO2.
Рост и распространение CCS означает, что растет спрос на более экономичные установки улавливания углерода, которые могут работают во все меньших масштабах, не подвергаясь значительному штрафу за свои меньшие размеры. Вот тут-то и вступает в дело модульность. Модульные установки – это те, которые строятся стандартизированным способом в рамках технологий массового производства. Как правило, они производятся за пределами предприятия на специально построенных объектах и поставляются в виде дискретных модульных компонентов (часто в транспортных контейнерах). Модульные системы могут компенсировать снижение эффекта масштаба производства за счет увеличения эффекта масштаба производства. Модульные установки улавливания углерода еще больше снижают свои затраты за
счет:
• Стандартизированные фундаменты установок.
• Стандартизированные проекты установок, включая все инженерные чертежи.
• Дистанционное или автоматизированное управление.
• Модульная упаковка, которая значительно сокращает время и затраты на строительство на месте.
Значительная часть мировых источников выбросов приходится на объекты меньшего масштаба: целлюлозно-бумажные заводы, предприятия WtE, небольшие газовые электростанции и т. д. Модульные установки позволяют экономично использовать улавливание углерода на этих небольших установках.
Модульный продукт норвежской компании Aker Carbon Capture Just Catch, поставляется с двумя стандартизированными мощностями улавливания углерода – 40 000 тонн в год и 100 000 тонн в год. Эта система на основе абсорбции использует тот же процесс и растворитель амина S26, что и система захвата углерода Aker. Компания Aker Carbon Capture заключила контракт на поставку своей первой системы Just Catch в Twence. Завод WtE в Нидерландах, планируемый к поставке с опозданием в 2021 году.
Модуляризация и контейнеризация установок улавливания углерода являются растущими тенденциями в технологическом секторе CCS. Mitsubishi Heavy Industry упоминала о преимуществах «модульного строительства» как позволяющего сократить время строительства и затраты за счет предварительной сборки большей части оборудования в контейнерах за пределами площадки.
Мелкомасштабные улавливающие установки работают лучше всего, когда они интегрированы в концентраторы CCS – объединение захваченного CO2 из нескольких источников для сжатия, транспортировки и хранения.
Модуляризация будет способствовать дальнейшему развитию CCS, позволяя экономично улавливать меньшие источники CO2 и увеличивая масштаб близлежащих углеродных хабов.
Металлические органические каркасы
Системы на основе адсорбции (где CO2 связывается с поверхностью твердого тела) уже много лет используются для улавливания углерода и других промышленных применений разделения газов. Твердые вещества-адсорбенты обычно изготавливаются в виде гранулированных частиц, причем адсорбция происходит в сосудах, содержащих упакованные слои этих частиц.
Металлорганические каркасы (Metal Organic Frameworks, MOF) представляют собой структурированные кристаллические соединения с высоко настраиваемыми адсорбционными свойствами, что делает их перспективными кандидатами для разработки улучшенных процессов захвата углерода на основе адсорбции. Большинство МОF производятся на микро- или лабораторный масштаб, поэтому производство значительных количеств для их промышленного развертывания является следующей задачей.
Технология улавливания углерода компанией Svante (ранее Inventys) разрабатывает испытательную установку для своих собственных адсорбентов MOF для использования их в ротационном процессе быстрой адсорбции с колебаниями температуры. Это станет частью продолжающегося проекта Svante CO2MENT, демонстрирующего улавливание и использование углерода в Lafarge Cement plant в Ричмонде, Канада.
Современные растворители
Системы улавливания углерода на основе растворителей являются рабочей лошадкой расширяющейся индустрии CCS. Но традиционный моноэтаноламин (MEA) и родственные соединения были разработаны для удаления CO2 и сероводорода из природного газа. Эти растворители на основе аминов имеют свои проблемы:
• Деградация является ключевой проблемой, когда происходит химический распад молекул амина из-за реакций с кислородом, SOx и NOx в дымовых газах, а также из-за термического распада в очистителе растворителя. Деградация увеличивает затраты за счет производства отработанного растворителя, который необходимо утилизировать. Это значит постоянно покупать свежий растворитель.
• МEA и подобные растворители очень хорошо поглощают CO2 из дымовых газов, но для их получения требуется много тепловой энергии. CO2 снова выходит из раствора, чтобы растворитель можно было использовать повторно.
• Коррозия может быть проблемой на установках улавливания, использующих МEA. В настоящее время разрабатываются растворители, которые устраняют некоторые или все недостатки растворителей МEA:
• Британская компания Carbon Clean Solutions Ltd (CCSL) разработала запатентованный растворитель под названием APBS, который в сочетании с улучшенным процессом поглощения требует на 20-40% меньшей тепловой нагрузки, чем в системах на основе МEA. Hастворитель сочетает в себе запатентованную смесь передовых аминов, спиртов и пиперазиновых соединений. Тестирование CCSL показало значительно меньшую деградацию растворителя при испытаниях, чем MEA.
• Mitsubishi Heavy Industry of Japan также разрабатывает свою растворяющую технологию улавливания CO2 в таких областях применения, как угольная энергетика и химическое производство (карбамид). Они коммерчески развернули свой фирменный растворитель «затрудненного амина» «КS-1» в промышленном применении. Хотя КS-1 не нов – он был первоначально разработан в 1990 году – его развертывание в промышленных масштабах представляет собой шаг вперед в области улавливания углерода.
Рис. 24 Модульная система улавливания углерода Aker ‘Just Catch’
