生物能源與碳捕獲和儲存

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生物能源與碳捕獲和儲存（Bio-energy with carbon capture and storage, BECCS）是一種溫室氣體減排技術，結合了碳捕獲和儲存和生物質的使用[1]，能夠創造負碳排放。

據政府間氣候變化專業委員會第四次評估報告指出，生物能源與碳捕獲和儲存是一個實現低大氣中二氧化碳濃度目標的一個關鍵技術.[2]。英國皇家學會也已經估計這個技術將能減少百萬分率50 至150的二氧化碳濃度。[3]

生物能源與碳捕獲和儲存的概念是把碳收集及儲存這個技術安裝在生物加工行業或生物燃料的發電廠。它是一種生物能源與碳儲存的技術，其中也包括了炭和生物埋葬[1]這裏兩個技術。

負排放[編輯]

不同能源系統的碳流動示意圖.

生物能源與碳捕獲和儲存（BECCS）的主要吸引力在於它能夠導致二氧化碳的負排放量。以生物質能源捕獲二氧化碳能夠有效地從大氣中清除二氧化碳。[4] 生物質能源是來自生物質而它不但是一種可再生能源，它也能夠在生長過程中作為碳匯。在工業過程中，被燃燒或處理的生物質會把二氧化碳再排放到大氣中，導致二氧化碳的淨零排放。雖然如此，與生物量增長，運輸和處理或環境因素（請往下參考）相關的碳排放量，積極或消極的排放量也會有發生的可能性。[5] 碳捕獲和儲存（CCS）這個技術能夠攔截二氧化碳釋放到大氣中，並把它重定向到地質儲存地點。[6]

與生物起源的二氧化碳不僅是來自生物燃料的發電廠釋放，而且在對木漿生產用來製造紙張和如沼氣和生物乙醇生產生物燃料的過程中也會釋放。該BECCS技術也可以聘用在這些工業過程。[7]
有人辯稱，通過BECCS技術，二氧化碳會在地質結構被困很長一段時間，而時間，例如一棵樹只存儲在其一生中的碳。在其關於CCS的技術報告，IPCC預測超過99％以地質封存存儲的二氧化碳很有可能會在原處逗留超過1000年。相對於其它類型的碳匯，如海洋，樹木和土壤，BECCS技術比較可以提供更好的耐久性。[8]

至今所排放的二氧化碳，已經超過由一般的碳封存如樹木和土壤所能夠吸收的量。無法藉此達到低排放的目標。[9] 在目前累積排放量之上，本世紀內也會有將大量增加的排放量，即使是在最雄心勃勃的低排放情景。因此，BECCS被建議作為一項能扭轉排放趨勢並創建一個淨負排放的全球體系的技術。.[2][9][10][11][12] 這意味着，排放量不僅會為零，它會是負的。最終，排放不僅會有所減少，大氣中二氧化碳的絕對數量也將有所下降。

將達到2100年350ppm和450ppm目標的預計成本[11]。 265ppm是工業化前大氣二氧化碳的濃度。 [13].

應用[編輯]

來源 二氧化碳的來源 扇區
發電廠 以蒸汽或燃氣動力發電機所燃燒生物質或生物燃料而釋放的二氧化碳作為副產品 能源
火電廠 為了發熱而燃燒生物燃料會釋放二氧化碳作為副產品。 通常用於區域供熱。 能源
紙漿和造紙廠
  • 從回收鍋爐所生產的二氧化碳
  • 從石灰窯所生產的二氧化碳
  • 對於氣化技術，二氧化碳是在氣化黑液和如樹皮和木質的生物質的過程中生產的。
  • 在燃燒一種氣化後的化學氣體叫合成氣時，大量的二氧化碳會在一個叫聯合循環過程的過程中釋放。
 工業
乙醇生產 發酵如甘蔗，小麥或玉米的生物質會釋放二氧化碳作為副產品。 工業
沼氣生產 為了產生更高質量的氣體，二氧化碳通過沼氣升級過程從甲烷分離。 工業

技術[編輯]

生物源的二氧化碳捕獲的主要技術來源是跟一般從傳統的礦物資源捕獲二氧化碳的技術大致相同。從廣義上講，三種不同類型的技術存在着： 燃燒後 ， 燃燒前 ，和氧氣燃料燃燒。[14]

政策[編輯]

根據目前的京都議定書達成的協議，碳捕獲和儲存項目不適用作為清潔發展機制（CDM）或聯合履行機制（JI）項目的減排的工具。[15] 因為目前沒有執行CSS技術的財務動機，使用認識到它能作為排放減少工具這一點是很至關重要。目前已經有越來越多的支持要把化石CCS和BECCS列入議定書，而且關於如何才能實施這個計劃，包括BECCS的會計研究，也已完成。[16]


環境因素[編輯]

關於BECCS廣泛實施的環境和其它有關的考慮，其中一些是跟CSS有所相同的。但是大部分對CCS的批評是，它可能會加強對耗竭的礦物燃料和環境侵入煤礦的依賴而因為BECCS依賴於可再生生物量，它沒有這種批評。然而，關切增加使用生物燃料的問題可能是BECCS其中一個考慮。 生物質生產是受限制的可持續性範圍，如：稀缺的耕地和淡水，生物多樣性的喪失，競爭與糧食生產，森林砍伐和稀缺的磷[17]而最重要的是要確保使用生物質的方法能使能源和氣候的效益最大化。

有人批評一些被建議BECCS部署的情景會造成嚴重增加使用生物質能的依賴。[18]雖然這些系統可能有其他的副作用，但是目前有沒必要目前有沒必要擴大在能源和工業應用生物燃料以便BECCS部署的使用。如今，已經有相當大的排放點源的生物量產生二氧化碳可以為BECCS利用。雖然如此，在未來可能出現的生物能源系統倍增情況下，這可能是一個重要的考慮因素。 BECCS過程允許二氧化碳直接從大氣中收集和儲存而不是從化石的來源。這意味着，如果從存儲有任何的排放，只要再應用BECCS的過程就能把它重新收集和存儲。這是不可能單單用CSS就能達成的，因為被排放到大氣中的氧化碳不能靠CCS燃燒更多的化石燃料而重新存儲。

參見[編輯]

維基新聞專題報導：Renewable energy

參考資料[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 Keith, W. Biomass with Capture: Negative Emissions Within social and Environmental Constraints (PDF) (87). Climatic Change: 321–328. 2008 [2009-09-05]. （原始內容存檔 (PDF)於2011-07-16）. 
  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 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） [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" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. 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" 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2011-07-26.. 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?" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 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.」[失效連結] 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」[失效連結], 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. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 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?」[永久失效連結] 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」 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, 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」 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, 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.[失效連結]
  13. ^ National Research Council (U.S.). Carbon Dioxide Assessment Committee (1983) Changing climate: report of the Carbon Dioxide Assessment Committe （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, National Academy Press, pp 186-188
  14. ^ IPCC, (2005)「Chaper 3: Capture of CO2」 IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 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. [2010-01-29]. （原始內容存檔於2010-09-29）. 
  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,」 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 11, 1083-1096.
  17. ^ Ignacy, S.: (2007) 「The Biofuels Controversy」, （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 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 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Retrieved 2009-09-07.

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