霍尼韋爾（Honeywell）的碳捕集和封存技術(shù)被埃克森美孚在德克薩斯州Baytown的藍(lán)色氫和CCS項(xiàng)目選中。

美國(guó)的碳捕集技術(shù)可以追溯到20世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)它們被用于從天然氣生產(chǎn)中去除CO2，以提高天然氣的價(jià)值和提高強(qiáng)化驅(qū)油（EOR）提高二疊紀(jì)盆地原油產(chǎn)量。

時(shí)代在變

盡管碳捕集技術(shù)目前仍被廣泛用于提高石油產(chǎn)量，但隨著世界各國(guó)致力于減少溫室氣體排放，人們的注意力正轉(zhuǎn)向封存捕集的CO2。

霍尼韋爾（Honeywell）碳捕集和藍(lán)氫項(xiàng)目開發(fā)總監(jiān)Jeff Guenther告訴哈特能源（Hart Energy）：“我們不是試圖滿足天然氣產(chǎn)品的規(guī)格，而是尋找其他富含CO2的來源，并試圖去除CO2，以確保它永遠(yuǎn)不會(huì)進(jìn)入大氣。”美國(guó)在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，“在美國(guó)墨西哥灣沿岸已經(jīng)建立了一些CO2管道基礎(chǔ)設(shè)施，并在中西部開發(fā)了更多的管道基礎(chǔ)設(shè)施，在深層地質(zhì)構(gòu)造中提供了充足的封存能力。”

 

哈特能源（Hart Energy）與Jeff Guenther就碳捕集與封存（CCS）技術(shù)進(jìn)行了交談。國(guó)際能源署IEA表示，要實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)，必須采用CCS技術(shù)。他認(rèn)為美國(guó)的CCS發(fā)展?fàn)顩r“相當(dāng)好”，隨著社會(huì)和企業(yè)對(duì)減排的重視，美國(guó)對(duì)在包括歐洲在內(nèi)的世界其他地區(qū)發(fā)展碳捕集項(xiàng)目也有濃厚的興趣。

 

埃克森美孚（Exxon Mobil）選擇霍尼韋爾（Honeywell）技術(shù)從其位于德克薩斯州Baytown的新藍(lán)氫工廠捕集CO2，該工廠每年可封存1000萬(wàn)噸CO2。

 

全球碳捕集與封存研究院（GCCSI）的數(shù)據(jù)顯示，到2022年9月，CCS項(xiàng)目的數(shù)量與去年同期相比增長(zhǎng)了44%，北美在CCS發(fā)展方面處于世界領(lǐng)先地位。然而，要實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)，還需要更大規(guī)模的部署。

 

為了篇幅和清晰度，這篇采訪經(jīng)過了編輯。

 

Velda Addison（以下簡(jiǎn)稱VA）：您是否認(rèn)為碳捕集在全球范圍內(nèi)未得到充分利用?在低排放和凈零倡議的推動(dòng)下，您如何看待這種變化?

Jeff Guenther（以下簡(jiǎn)稱“JG”）：碳捕集和許多這類項(xiàng)目的關(guān)鍵在于，確實(shí)需要一些支持政策來推動(dòng)項(xiàng)目向前發(fā)展。隨著《通貨膨脹削減法案》的通過，美國(guó)有了非常明確的政策，這給了美國(guó)的項(xiàng)目開發(fā)商信心。歐洲也有相當(dāng)明確的政策。除此之外，還有更多的問號(hào)。我同意這是一個(gè)未充分利用的工具，因?yàn)槠渌貐^(qū)的政策在支持項(xiàng)目的清晰度和規(guī)模方面落后于歐洲和美國(guó)。它正在移動(dòng)，但速度略慢，因?yàn)樗麄冊(cè)诘却叻矫娴拿鞔_。從這個(gè)角度來看，它沒有得到充分利用，但全球似乎都認(rèn)為這是一個(gè)減少排放的好機(jī)會(huì)，特別是在那些選擇有限的行業(yè)，繼續(xù)運(yùn)營(yíng)，同時(shí)降低CO2足跡。

 

VA：在能源行業(yè)，我們經(jīng)常聽說CCS很貴。是什么讓它這么貴?

JG：貴是一個(gè)相對(duì)的術(shù)語(yǔ)，對(duì)吧?一切都需要與氣候變化的影響進(jìn)行比較，如果我們什么都不做，氣候變化本身就是昂貴的。那么為什么它很貴呢?有很多CO2被排放到大氣中。所以，當(dāng)你在談?wù)摯笮晚?xiàng)目時(shí)，需要大量的資本投資來捕集這么多的CO2。發(fā)電廠每年排放的CO2很容易超過100萬(wàn)噸，在許多情況下超過300萬(wàn)噸。有很多氣體需要處理，還有很多CO2需要處理。

 

一旦你投資捕集CO2，你還需要某種可用的基礎(chǔ)設(shè)施，最有可能是通過管道，將CO2轉(zhuǎn)移到合適的封存地點(diǎn)。回答你的問題，當(dāng)挑戰(zhàn)很大時(shí)，解決方案也同樣大。

 

VA：考慮到一些項(xiàng)目最終沒有像最初計(jì)劃的那樣捕集那么多的CO2，霍尼韋爾是如何使CCS更有效地為行業(yè)服務(wù)的?有哪些關(guān)鍵技術(shù)可以幫助提高這類項(xiàng)目的成本和效率?

 

JG：在霍尼韋爾（Honeywell），我們擁有完整的技術(shù)解決方案組合，可用于在燃燒前和燃燒后的應(yīng)用中捕集CO2。燃燒前應(yīng)用的特點(diǎn)是高CO2濃度工藝流。通常，在氫氣生產(chǎn)或天然氣加工中，這些類型的流是可用的。它們可能有40%到60%的CO2，它們提供了一個(gè)積極的機(jī)會(huì)，以每噸1美元的低成本捕集CO2。與此形成對(duì)比的是，在燃燒后的碳捕集中，化石燃料在燃燒的加熱器、渦輪機(jī)或鍋爐中燃燒，我們?cè)谌紵蟮臍怏w或燃燒過程產(chǎn)生的煙氣中捕集CO2。這是世界上更大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，但處理起來更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗奶攸c(diǎn)是CO2濃度較低，這意味著捕集CO2的成本更高，每噸成本更高。

 

我們?cè)谶@些應(yīng)用中使用溶劑、吸收劑、膜和分餾技術(shù)。我們可以單獨(dú)使用它們，也可以采用混合方案。在燃燒后方面，我們擁有先進(jìn)的溶劑碳捕集技術(shù)，在市場(chǎng)上具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。我們的溶劑具有非常高的傳質(zhì)率，使吸收設(shè)備比市場(chǎng)上以前的第一代溶劑更小。它也非常穩(wěn)定，這意味著我們可以在更高的溫度和壓力下操作我們的過程，這意味著我們可以在比市場(chǎng)上其他溶劑更高的壓力下產(chǎn)生CO2。這真的很重要，因?yàn)楫?dāng)你談?wù)摯罅康腃O2時(shí)，每年100萬(wàn)噸或更多的CO2，這些CO2需要被壓縮到非常高壓的水平——通常每平方英寸約2000磅——才能運(yùn)輸和封存。當(dāng)我們能夠在更高的壓力下生產(chǎn)CO2時(shí)，它實(shí)際上可以顯著降低在運(yùn)輸和封存之前壓縮CO2的成本，通常在30%到40%的范圍內(nèi)，無(wú)論是在壓縮的初始資本支出還是在年度運(yùn)營(yíng)費(fèi)用方面。

 

 

VA：您提到了溶劑、吸收劑和分餾技術(shù)。霍尼韋爾對(duì)哪一項(xiàng)技術(shù)的需求更大，還是以上都有?

JG：有兩家非常引人注目。在預(yù)燃燒領(lǐng)域，特別是在大規(guī)模制氫領(lǐng)域，我們的CO2分餾技術(shù)得到了很多積極的反饋，因?yàn)樗軌驅(qū)崿F(xiàn)低成本的捕集，有可能將氫氣生產(chǎn)過程整合到非常低的碳強(qiáng)度，并將CO2直接作為液體產(chǎn)品生產(chǎn)。在燃燒后方面，市場(chǎng)上成熟的技術(shù)是基于溶劑的。因此，我們看到許多客戶現(xiàn)在專注于評(píng)估溶劑，以處理其燃燒后的煙氣。

 

 

VA：您計(jì)劃在埃克森的藍(lán)色氫項(xiàng)目中使用哪些具體技術(shù)?

JG：我們提供的氫凈化設(shè)備叫做霍尼韋爾UOP polybed PSA裝置。我們提供脫水裝置，這是一個(gè)霍尼韋爾UOP Molsiv裝置，一個(gè)CO2分餾裝置，和一個(gè)氫膜裝置。這個(gè)過程的基本原理是由自動(dòng)熱重整裝置產(chǎn)生的富氫合成氣。我們的氫氣PSA裝置將處理該氣體并分離出高純度的氫氣產(chǎn)品流。然后，它還會(huì)排除尾氣流中的其他成分，包括CO2。CO2將被脫水和壓縮，然后進(jìn)入我們的CO2分餾塔，在那里CO2將被分離并產(chǎn)生高純度的CO2液體。從CO2分餾塔的頂部，我們可以將氣體送到PSA和膜裝置，進(jìn)一步回收氫氣作為產(chǎn)品來源。

 

被丟棄的氣體將被回收到ATR，這樣任何未轉(zhuǎn)化的甲烷或一氧化碳將繼續(xù)在該裝置中循環(huán)，從而將其轉(zhuǎn)化為CO2并被我們的技術(shù)捕集。這就產(chǎn)生了碳強(qiáng)度很低的氫產(chǎn)物。

 

總而言之，如果你把我們的產(chǎn)品想象成一個(gè)大盒子，氣體將進(jìn)入并分成三股氣流：高純度的H2產(chǎn)物、高純度液態(tài)CO2產(chǎn)品以及不含碳?xì)浠衔锏娜剂狭鳎溆嗟脑谙到y(tǒng)內(nèi)循環(huán)。所有離開系統(tǒng)的CO2基本上都被捕集封存起來了。這是這個(gè)項(xiàng)目獨(dú)特而令人興奮的一面。我們可以推動(dòng)這種低碳強(qiáng)度的氫氣生產(chǎn)，為氫氣成為燃料替代品和高價(jià)值商品提供機(jī)會(huì)。

 

VA：你是否發(fā)現(xiàn)越來越多的公司關(guān)注于封存CO2而不是利用它?有哪些方法可以利用這些捕集的碳呢?

JG：我們接觸的大多數(shù)公司都專注于封存，尤其是在美國(guó)，因?yàn)槲覀冇幸粋€(gè)適合的地質(zhì)環(huán)境。此外，在美國(guó)，有不同的激勵(lì)水平。美國(guó)為永久封存的CO2提供每噸85美元的稅收抵免，為EOR提供每噸60美元的稅收抵免。我們的大多數(shù)客戶都希望將其永久封存在地下。大多數(shù)氣候模型和市場(chǎng)模型，都假設(shè)大部分將要被捕集的CO2將被永久封存起來。因?yàn)榈谝唬@是防止CO2最終進(jìn)入大氣的可靠方法；第二，我們需要減少的CO2量太大了，以至于在人們計(jì)劃捕集的數(shù)量上，目前還不存在真正的市場(chǎng)出口。

也就是說，CO2可以用于飲料和食品保鮮市場(chǎng)。我們也看到一些客戶對(duì)使用CO2作為燃料原料感興趣。我們最近宣布了我們的電子精煉工藝技術(shù)，可以將CO2和綠色氫轉(zhuǎn)化為甲醇，并最終轉(zhuǎn)化為可持續(xù)的航空燃料。因此，我們繼續(xù)尋找不同的方法來利用CO2作為燃料，以及不同的途徑來生產(chǎn)我們社會(huì)所需的其他化學(xué)品。但對(duì)于我們的大多數(shù)客戶來說，近期的重點(diǎn)是永久封存CO2，尤其是對(duì)其排放量產(chǎn)生重大影響所需的數(shù)量。

 

原文作者：Velda Addison，哈特能源（Hart Energy）