神华集团二氧化碳捕集与封存工业化示范项目于6月在鄂尔多斯高原开工，澳门太阳娱乐网站官网副院长、清洁能源研究院院长张东晓">张东晓牵头负责神华CCS项目技术支持组的研究工作。《21世纪经济报道》就此做了详细报道。

      相关链接：http://nf.nfdaily.cn/21cbh/content/2010-06/22/content_13053685.htm
              http://www.21cbh.com/HTML/2010-6-22/5NMDAwMDE4MzA5Nw.html?source=hp&position=photo

      这里，现在埋藏着1676亿吨煤炭，将来在地下3000米深处，将埋藏着煤炭的衍生物二氧化碳。

　　6月，艳阳高照，鄂尔多斯高原的紫外线分外强烈，一群人正往一个竖着奠基石碑的沙坑里培土。

　　神华集团二氧化碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，简称CCS）工业化示范项目在此开工。

              

　　沙坑不大，实在无法从中看出CCS的端倪。离这个坑不远的是神华煤气化制氢装置，这是神华煤直接液化生产线的装置之一。

　　神华CCS工业化示范项目将从该生产线中捕集二氧化碳，经处理后用低温液体槽车运送到距捕集地约17公里的封存区域，在那里神华集团要打一个注入井，二氧化碳将通过注入井被注入地下1000米至3000米的咸水层中封存。

　　位于内蒙古鄂尔多斯的神华煤直接液化项目商业化运行近2年后，神华集团又将在此地开展二氧化碳的捕集和封存探索。

　　神华集团方面希望能在2010年12月31日之前能把二氧化碳注入地下，第一步先实现每年封存10万吨的能力，即每小时捕集约12吨二氧化碳进行封存，初步预计投资额为2.1亿元人民币。未来，神华集团在示范项目的基础上，将分步实现100万吨/年、300万吨/年的封存能力。

　　全流程CCS项目

　　“这是中国第一个、也是世界第一个把二氧化碳封存在咸水层的全流程CCS项目。”澳门太阳娱乐网站官网副院长、清洁能源研究院院长张东晓">张东晓评价说，他负责牵头神华CCS项目技术支持组的研究工作。

　　CCS指将二氧化碳从工业排放源捕集并永久封存的综合技术，碳捕集在中国并不新鲜，已有三个碳捕集示范项目，但均未实现碳封存，不能称之为CCS。

　　碳封存方面，中石油集团有所涉足，其于去年年底，在吉林油田开展了利用二氧化碳强化石油开采（EOR，Enhanced Oil Recovery）的试验，利用二氧化碳把藏匿于地底下岩石孔隙中的石油挤压出来以大大增加石油产量，EOR也具有封存二氧化碳的作用。但该试验不涉及碳捕集。

　　世界第一个把二氧化碳封存在咸水层的全流程CCS项目发端于神华集团，源于其以煤炭为基础。神华集团是中国最大的煤矿央企，拥有最大规模的煤炭产量，任何行为都与煤炭息息相关。中国神华煤制油化工有限公司党委书记林长平称，只要一动用煤炭，二氧化碳就不可避免，这和它的化学性质有关。

　　神华一期108万吨/年煤直接液化项目目前已打通全流程，并正式稳定运行，其二氧化碳排放量备受关注。神华鄂尔多斯煤制油分公司副总经理王鹤鸣对本报表示，目前，煤直接液化项目每生产一吨油，估算将排放两吨多二氧化碳。

　　林长平指出，神华集团从煤直接液化工程建设开始，就对CCS给予很大关注。这个全流程CCS项目便是配合煤直接液化工程开展的。

　　对于神华CCS项目来说，碳捕集并非难事，而且捕集成本远低于电厂的碳捕集，王鹤鸣解释说，煤直接液化项目的煤气化制氢过程中，会产生87%浓度的富含二氧化碳混合气体，浓度远高于电厂的排放气体，神华将通过碳捕集获取浓度超过95%的二氧化碳。然后把二氧化碳压缩成超临界状态，即处于液体状态，但又具有气体的某些性质。

　　碳封存的挑战

　　真正的挑战在碳封存阶段。

　　碳封存地点位于乌兰木伦镇布连海子村，现在那里是一片荒芜的沙漠空地，距捕集地约17公里。超临界状态的二氧化碳将由低温液体槽车运送到那里，然后被高压泵以35～40MPa的压力，通过注入井注入地下深处，穿越白垩纪、石炭纪……自此在地下封存千年以上。

　　王鹤鸣感慨，怎样使二氧化碳既能储存，不污染大气、地下水，又不会通过缝隙流窜跑到煤矿断裂带、气田，这都存在不确定因素，是工程中最困难的地方。

　　适合二氧化碳封存的地方取决于很多条件，首先是二氧化碳能够被注进去，岩层性质比较适宜储存；另外是地下深处有储盖组合，储层相当于房子，能容纳二氧化碳，盖层相当于屋顶，能防止二氧化碳泄露到大气中。

　　封存地的选择非常关键，神华CCS项目团队已对布连海子村的地质情况进行了三维地震勘探和初步分析。张东晓">张东晓指出，在那里的地下2000米左右，有几个储盖组合，相当于有好几层楼，有房间、有天花板。

　　这只是初步地质分析，6月13日在2138cn太阳集团古天乐举行的神华CCS项目钻井设计与地质研究首次协调会上，把二氧化碳先注入到哪层、是分层注入还是多层注入？成为热烈讨论的话题。

　　张东晓">张东晓表示，在钻探注入井的同时，要进行岩心和咸水样采样、分析，从井壁取岩芯进行分析；还要进行试注，看二氧化碳能否被注入进去，如果不行，看能否通过增加压力解决。如果办法不奏效，就要考虑换地方打井。

　　对于具体时间，王鹤鸣对本报表示，预计在8月份开始打井。

      封存模式趋向

　　CCS需要较大的投入，神华CCS项目初步预计投资额为2.1亿元人民币，其收益问题是一个关注焦点。

　　王鹤鸣说：“我认为CCS是封存二氧化碳潜力最大的手段，但需要国家投入和配套政策，作为企业，当然会考虑经济效益，如果能够和EOR结合，这样企业的动力就更大，投入将更大胆。”

　　对于碳封存，国际上有三种方式，第一种是油气田封存CO2-EOR，EGR方式，既提高石油和天然气的采收率，又可实现碳封存，技术已经基本成熟；第二种是深层煤层封存，并用于提高煤层气的采收率（ECBM），目前处于前期探索试验阶段；最后一种是深层咸水蓄水层封存，该封存方式封存的二氧化碳量远远高于前两种，最高可封存10万亿吨二氧化碳，这种技术也日趋成熟，但目前缺少商业化运行的工业装置。

　　神华CCS项目采用的碳封存方式正是最后一种方式，这种方式封存的二氧化碳量虽然大，但在目前情况下，还不会立即产生效益，所以王鹤鸣希望能和EOR结合。

　　神华CCS项目如何与EOR结合？据介绍，该项目地点距离中石油的长庆油田不算太远，如果能把二氧化碳输送给石油生产企业，修一条管道把神华的二氧化碳输送到中石油的长庆油田进行驱油，可增加长庆油田的石油产量，神华也可收回一部分成本。

　　接近中石油的人士向本报表示，中石油方面不是没意识到EOR的好处，在吉林油田也有EOR示范工程，最主要原因是该油田是一个典型的“三低”油田，而且在吉林油田发现了大量的含二氧化碳气藏，这些二氧化碳天然存于地下，无需购买，而目前长庆油田的采油率很不错，所以认为EOR可以再等一等。

　　该人士指出，主要的问题还是在运营机制方面，另外，EOR需要稳定的气源，中石油方面担心工厂无法提供一个稳定的气源，此外，二氧化碳的价格也是考虑的问题之一，中石油方面希望二氧化碳价格不超过人民币200元/ 吨，否则无法弥补成本。

　　CCS商业前景待考

　　可以说，以煤炭为基础的神华集团拥有先进的煤制油与煤化工产业，最不缺的就是二氧化碳，可是，二氧化碳能赚钱吗？

　　而且，大部分公司更倾向于用天然二氧化碳，世界资源研究所（WRI）资深研究员Sarah Forbes对本报表示，在美国，许多EOR项目使用的二氧化碳都是在地下自然存在的，但在世界上也有几家公司一起合作来运营CCS项目的模式，比如澳大利亚的Gorgon项目，就是雪佛龙公司与其他天然气公司和油公司一起进行的。Gorgon项目将在2014年开始投入商业运营。

　　世界上著名的CCS与EOR结合的案例是，从2000年9月开始，美国达科他气化公司（Dakota Gasification Company）的大平原合成燃料厂（The Great Plains Synfuels Plant）将每天产生的废气，其中96%是二氧化碳，通过一条205英里（相当于328公里）的管道，送至加拿大最大石油公司 EnCana的Weyburn 油田。

　　但神华集团一无油田、二无气田，想做EOR，EGR不易。从管道修建来看，美加之前那条328公里长的二氧化碳输送管道成本为1亿美元，粗略计算，每公里管道的成本为30万美元，如果从神华碳捕集地修一条管道到中石油长庆油田的话，以100公里距离计算，大约需要2.1亿元人民币的投资。仅从修建管道来看，神华就需要和中石油好好洽谈一番。

　　除了和EOR，EGR结合，王鹤鸣还希望能把食品级二氧化碳出售给饮料公司、啤酒公司，把固体二氧化碳（俗称“干冰”）出售给演出公司、食品保鲜公司，但这些公司对二氧化碳的需求量非常有限。

　　他也非常关注对二氧化碳的新型用途，比如国际上用二氧化碳制作可降解的饭盒、用二氧化碳和氢反应合成甲醇等新研究。

　　但这些都不是盈利的大头，说起“国内有可能在2012年前后开征碳税”，王鹤鸣的眼睛一亮：“如果一旦开征碳税，CCS的隐藏效益将会非常高。以碳税税率20元/吨来计算的话，以一个企业每年排放1000万吨二氧化碳计算的话，一年就要交2亿元碳税，到时候大家肯定争着启动CCS，神华则占了先机。”

　　由于挪威政府对于公司排放到大气中的每吨二氧化碳征收约50美元的碳税，挪威位于北海的Sleipner天然气田1996年就开展了CCS项目，也是世界上最早的海水咸水层封存项目，灌注能力为100万吨/年。

　　清华大学热能工程系助理研究员许兆峰表示，CCS项目要想有收益，要么征收碳税、要么国家给相关优惠政策。

　　王鹤鸣还希望，CCS项目能纳入CDM项目，目前正向国家发改委及有关咨询机构咨询。“规模到100万吨/年的时候，就一定要考虑效益情况，毕竟那时候的投资额要到十亿元或者更多了。”

　　不过，二氧化碳封存的风险也是国际上一直在探讨的问题，曾经有天然封存的二氧化碳从喀麦隆的尼约斯湖（Lake Nyos）喷出，造成附近人畜死亡。

　　北京师范大学水科学研究院教授、美国劳伦斯伯克力国家实验室科学家张可霓则对本报表示，这样的二氧化碳“杀人湖”只是个案，世界上的CCS项目至今没有发生过任何问题。

　　张可霓使用一种叫tough2的模型，利用地质调查参数、三维地震数据等资料，在二氧化碳尚未注入之前，为神华CCS项目在计算机上预测二氧化碳在地底下的位移情况，逐步预测5年、10年、20年、100年、500年、1000年之后的二氧化碳情况。tough2模型可模拟其变化。

　　这种模拟是注入二氧化碳前的模拟，注入后，监测二氧化碳是否泄露有几种方式。王鹤鸣指出，在注入井旁边几十米的地方，还会打一个监测井进行监测，另外，就是在注入的二氧化碳里面，加入少量示踪剂，在大气环境中检测有没有示踪剂泄露出来，还有，0米到3000米之间，有检测仪器，采集不同层部的二氧化碳标本，看二氧化碳是否泄露。

　　风险固然存在，但CCS广受国际关注，比如环保咨询机构AEA集团给英国政府提供的咨询文件规定：凡是新建的火力发电厂必须提供CCS的示范证明才能获准在英国上马。在这样的背景下，中国需要走出第一步。

　　张东晓">张东晓表示，神华CCS工业化示范项目的目的，就在于掌握关键技术，为将来如何能够降低费用、提高效率做准备。