生物能源与碳捕获和储存

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生物能源与碳捕获和储存(BECCS)是一种温室气体减排技术。 结合碳捕获和储存(CCS)和生物量的使用.[1] ,它能够创造负碳排放。据政府间气候变化专业委员会第四次评估报告指出,生物能源与碳捕获和储存(BECCS)是一个实现低大气中二氧化碳浓度目标的一个关键技术.[2]英国皇家学会也已经估计这个技术将能减少百萬分率50 至150的二氧化碳浓度。[3]

生物能源与碳捕获和储存(BECCS)的概念是把碳收集及儲存(CCS)这个技术安装在生物加工行业或生物燃料的发电厂。它是一种生物能源与碳储存(BECS)的技术,其中也包括了和生物埋葬[1]这里两个技术。

负排放[编辑]

不同能源系统的碳流动示意图.

生物能源与碳捕获和储存(BECCS)的主要吸引力在于它能够导致二氧化碳的负排放量。以生物质能源捕获二氧化碳能够有效地从大气中清除二氧化碳。[4] 生物质能源是来自生物质而它不但是一种可再生能源,它也能够在生长过程中作为碳汇。在工业过程中,被燃烧或处理的生物质会把二氧化碳再排放到大气中,导致二氧化碳的净零排放。虽然如此,与生物量增长,运输和处理或环境因素(请往下参考)相关的碳排放量,积极或消极的排放量也会有发生的可能性。[5] 碳捕获和储存(CCS)这个技术能够拦截二氧化碳释放到大气中,并把它重定向到地质储存地点。[6]

与生物起源的二氧化碳不仅是来自生物燃料的发电厂释放,而且在对木浆生产用来制造纸张和如沼气和生物乙醇生产生物燃料的过程中也会释放。该BECCS技术也可以聘用在这些工业过程。[7]
有人辩称,通过BECCS技术,二氧化碳会在地质结构被困很长一段时间,而时间,例如一棵树只存储在其一生中的碳。在其关于CCS的技术报告,IPCC预测超过99%以地质封存存储的二氧化碳很有可能会在原处逗留超过1000年。相对于其它类型的碳汇,如海洋,树木和土壤,BECCS技术比较可以提供更好的耐久性。[8]

二氧化碳的数量已经发布至今太多可以采用如树木和土壤吸收汇的常规,以达到低排放目标的介段。[9] 在目前累积排放量之上,本世纪内也会有将大量增加的排放量,即使是在最雄心勃勃的低排放情景。因此,BECCS被建议作为一项能扭转排放趋势并创建一个净负排放的全球体系的技术。.[2][9][10][11][12] 这意味着,排放量不仅会为零,它会是消极的。最终,排放不仅会有所减少,大气中二氧化碳的绝对数量也将有所下降。

将达到2100年350ppm和450ppm目标的预计成本[11]。 265ppm是工业化前大气二氧化碳的浓度。 [13].

应用[编辑]

来源 二氧化碳的来源 扇区
发电厂 以蒸汽或燃气动力发电机所燃烧生物质或生物燃料而释放的二氧化碳作为副产品 能源
火电厂 为了发热而燃烧生物燃料会释放二氧化碳作为副产品。 通常用于区域供热。 能源
纸浆和造纸厂
  • 从回收锅炉所生产的二氧化碳
  • 从石灰窑所生产的二氧化碳
  • 对于气化技术,二氧化碳是在气化黑液和如树皮和木质的生物质的过程中生产的。
  • 在燃烧一种气化后的化学气体叫合成气时,大量的二氧化碳会在一个叫联合循环过程的过程中释放。
工业
乙醇生产 发酵如甘蔗,小麦或玉米的生物质会释放二氧化碳作为副产品。 工业
沼气生产 为了产生更高质量的气体,二氧化碳通过沼气升级过程从甲烷分离。 工业


技术[编辑]

生物源的二氧化碳捕获的主要技术来源是跟一般从传统的矿物资源捕获二氧化碳的技术大致相同。从广义上讲,三种不同类型的技术存在着: 燃烧后 , 燃烧前 ,和氧气燃料燃烧。[14]

政策[编辑]

根据目前的京都议定书达成的协议,碳捕获和储存项目不适用作为清洁发展机制(CDM)或联合履行机制(JI)项目的减排的工具。[15] 因为目前没有执行CSS技术的财务动机,使用认识到它能作为排放减少工具这一点是很至关重要。目前已经有越来越多的支持要把化石CCS和BECCS列入议定书,而且关于如何才能实施这个计划,包括BECCS的会计研究,也已完成。[16]


环境因素[编辑]

关于BECCS广泛实施的环境和其它有关的考虑,其中一些是跟CSS有所相同的。但是大部分对CCS的批评是,它可能会加强对耗竭的矿物燃料和环境侵入煤矿的依赖而因为BECCS依赖于可再生生物量,它没有这种批评。然而,关切增加使用生物燃料的问题可能是BECCS其中一个考虑。 生物质生产是受限制的可持续性范围,如:稀缺的耕地和淡水,生物多样性的丧失,竞争与粮食生产,森林砍伐和稀缺的磷[17]而最重要的是要确保使用生物质的方法能使能源和气候的效益最大化。

有人批评一些被建议BECCS部署的情景会造成严重增加使用生物质能的依赖。[18]虽然这些系统可能有其他的副作用,但是目前有没必要目前有没必要扩大在能源和工业应用生物燃料以便BECCS部署的使用。如今,已经有相当大的排放点源的生物量产生二氧化碳可以为BECCS利用。虽然如此,在未来可能出现的生物能源系统倍增情况下,这可能是一个重要的考虑因素。 BECCS过程允许二氧化碳直接从大气中收集和储存而不是从化石的来源。这意味着,如果从存储有任何的排放,只要再应用BECCS的过程就能把它重新收集和存储。这是不可能单单用CSS就能达成的,因为被排放到大气中的氧化碳不能靠CCS燃烧更多的化石燃料而重新存储。

参见[编辑]


参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Keith, W. Biomass with Capture: Negative Emissions Within social and Environmental Constraints (PDF). Climatic Change. 321–328. 2008 [2009-09-05]. 
  2. ^ 2.0 2.1 Fischer, B.S., N. Nakicenovic, K. Alfsen, J. Corfee Morlot, F. de la Chesnaye, J.-Ch. Hourcade, K. Jiang, M. Kainuma, E. La Rovere, A. Matysek, A. Rana, K. Riahi, R. Richels, S. Rose, D. van Vuuren, R. Warren, (2007)“Issues related to mitigation in the long term context”, In Climate Change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Inter-governmental Panel on Climate Change [B. Metz, O.R. Davidson, P.R. Bosch, R. Dave, L.A. Meyer (eds)], Cambridge University Press, Cambridge.
  3. ^ The Royal Society, (2009) "Geoengineering the climate: science, governance and uncertainty". Retrieved 2009-09-12
  4. ^ Read, Peter; Lermit, Jonathan (2005)."Bio-Energy with Carbon Storage (BECS): a Sequential Decision Approach to the threat of Abrupt Climate Change". Energy (International Energy Workshop) 30 (14): 2654-2671. Retrieved 2009-09-05
  5. ^ Cassman, Kenneth G. (2007)."Food and fuel for all: realistic or foolish?" Biofuels Bioproducts and Biorefining 1: 1. Pp 18-23 doi:10.1002/bbb.3
  6. ^ Möllersten, K., Yan, J. and Moreira, J. R.: (2003)“Potential market niches for biomass energy with CO2 capture and storage: Opportunities for energy supply with negative CO2 emission.” Biomass and Bionenergy, 25, pp 273-285
  7. ^ Möllersten K., Zuzana, C. and Obersteiner, M.: (2003)“Potential and cost-effectiveness of CO2 reductions through energy measures in Swedish pulp and paper mills”, Energy, 28, pp 691- 710. doi:10.1016/S0360-5442(03)00002-1
  8. ^ IPCC, (2005)“Chapter 5: Underground geological storage” IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz, B., O. Davidson, H. C. De Coninck, M. Loos, and L. A. Meyer (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp195-276.
  9. ^ 9.0 9.1 Hare, B., and Meinshausen, M.: (2006)“How much warming are we committed to and how much can be avoided?” Climatic Change, 75, pp 111-149.
  10. ^ Obersteiner, M., Azar, C., Kauppi, P., Möllersten, K., Moreira, J., Nilsson, S., Read, P., Riahi, K., Schlamadinger, B., Yamagata, Y., Yan, J., and van Ypersele, J. P.: (2001)“Managing climate risk”, Science, 294(5543), 786–787.
  11. ^ 11.0 11.1 Azar, C., Lindgren, K., Larson, E.D. and Möllersten, K.: (2006)“Carbon capture and storage from fossil fuels and biomass – Costs and potential role in stabilising the atmosphere”, Climatic Change, 74, 47-79.
  12. ^ Knopf, Brigitte, et al. D-M2.6:Report on first assessment of low stabilisation scenarios. Project deliverable: Adaptation and Mitigation Strategies: Supporting European Climate Policy, Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), 2008.
  13. ^ National Research Council (U.S.). Carbon Dioxide Assessment Committee (1983) Changing climate: report of the Carbon Dioxide Assessment Committe, National Academy Press, pp 186-188
  14. ^ IPCC, (2005)“Chaper 3: Capture of CO2” IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz, B., O. Davidson, H. C. De Coninck, M. Loos, and L. A. Meyer (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp 105-178.
  15. ^ Emission Trading Scheme (EU ETS) from ec.europa.eu
  16. ^ Grönkvist, S., Möllersten, K. and Pingoud, K.: (2006)“Equal opportunity for Biomass in Greenhouse gas accounting for CO2 capture and storage: A step towards more cost-effective climate change mitigation regimes,” Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 11, 1083-1096.
  17. ^ Ignacy, S.: (2007) “The Biofuels Controversy”, United Nations Conference on Trade and Development, 12
  18. ^ Mongabay: (Nov 2007), “Carbon-negative bioenergy to cut global warming could driver deforestation: An interview on BECS with Biopact’s Laurens Rademakers”, http://news.mongabay.com/2007/1106-carbon-negative_becs.html, Retrieved 2009-09-07.

其他网站[编辑]