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生物能源與碳捕獲和儲存

生物能源與碳捕獲和儲存(BECCS)是一種溫室氣體減排技術。 結(jié)合碳捕獲和儲存(CCS)和生物量的使用,它能夠創(chuàng)造負碳排放。據(jù)政府間氣候變化專業(yè)委員會第四次評估報告指出,生物能源與碳捕獲和儲存(BECCS)是一個實現(xiàn)低,大氣中二氧化碳濃度目標的一個關鍵技術。英國皇家學會也已經(jīng)估計這個技術將能減少百萬分率50 至150的二氧化碳濃度。  生物能源與碳捕獲和儲存(BECCS)的概念是把碳收集及儲存(CCS)這個技術安裝在生物加工行業(yè)或生物燃料的發(fā)電廠。它是一種生物能源與碳儲存(BECS)的技術,其中也包括了炭和生物埋葬這里兩個技術。

  負排放

  不同能源系統(tǒng)的碳流動示意圖.生物能源與碳捕獲和儲存(BECCS)的主要吸引力在于它能夠?qū)е露趸?span id="f6bj4hu" class='hrefStyle'>碳排放量的負。從生物質(zhì)能源捕獲二氧化碳能夠有效地從大氣中清除二氧化碳。生物質(zhì)能源是來自生物質(zhì)而它不但是一種可再生能源,它也能夠在生長過程時作為碳匯。在工業(yè)過程中,被燃燒或處理的生物質(zhì)會把二氧化碳再排放到大氣中,導致二氧化碳的凈零排放。雖然如此,與生物量增長,運輸和處理或環(huán)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可能性的發(fā)生。 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,并把它重定向到地質(zhì)儲存地點。

  與生物起源的二氧化碳不僅是來自生物燃料的發(fā)電廠釋放,而且在對木漿生產(chǎn)用來制造紙張和如沼氣和生物乙醇生產(chǎn)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(yè)過程。

  有人辯稱,通過BECCS技術,二氧化碳會在地質(zhì)結(jié)構(gòu)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。在其關于CCS的技術報告,IPCC預測超過99%以地質(zhì)封存存儲的二氧化碳很有可能會在原處逗留超過1000年。相對于其它類型的碳匯,如海洋,樹木和土壤,BECCS技術比較可以提供更好的耐久性。

  二氧化碳的數(shù)量已經(jīng)發(fā)布至今太多可以采用如樹木和土壤吸收匯的常規(guī),以達到低排放目標的介段。 在目前累積排放量之上,本世紀內(nèi)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(zhuǎn)排放趨勢并創(chuàng)建一個凈負排放的全球體系的技術。 這意味著,排放量不僅會為零,它會是消極的。最終,排放不僅會有所減少,大氣中二氧化碳的絕對數(shù)量也將有所下降。

  

 

  

 

  將達到2100年350ppm和450ppm目標的預計成本。 265ppm是工業(yè)化前大氣二氧化碳的濃度。

  應用

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來源 二氧化碳的來源 扇區(qū)
發(fā)電廠 以蒸汽或燃氣動力發(fā)電機所燃燒生物質(zhì)或生物燃料而釋放的二氧化碳作為副產(chǎn)品 能源
火電 為了發(fā)熱而燃燒生物燃料會釋放二氧化碳作為副產(chǎn)品。 通常用于區(qū)域供熱。 能源
紙漿和造紙廠
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  • 從回收鍋爐所生產(chǎn)的二氧化碳
  • 從石灰窯所生產(chǎn)的二氧化碳
  • 對于氣化技術,二氧化碳是在氣化黑液和如樹皮和木質(zhì)的生物質(zhì)的過程中生產(chǎn)的。
  • 在燃燒一種氣化后的化學氣體叫合成氣時,大量的二氧化碳會在一個叫聯(lián)合循環(huán)過程的過程中釋放。
工業(yè)
乙醇生產(chǎn) 發(fā)酵如甘蔗,小麥或玉米的生物質(zhì)會釋放二氧化碳作為副產(chǎn)品。 工業(yè)
沼氣生產(chǎn) 為了產(chǎn)生更高質(zhì)量的氣體,二氧化碳通過沼氣升級過程從甲烷分離。 工業(yè)

  技術

  生物源的二氧化碳捕獲的主要技術來源是跟一般從傳統(tǒng)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著: 燃燒后 , 燃燒前 ,和氧氣燃料燃燒。

  政策

  根據(jù)目前的京都議定書達成的協(xié)議,碳捕獲和儲存項目不適用作為清潔發(fā)展機制(CDM)或聯(lián)合履行機制(JI)項目的減排的工具。 因為目前沒有執(zhí)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(jīng)有越來越多的支持要把化石CCS和BECCS列入議定書,而且關于如何才能實施這個計劃,包括BECCS的會計研究,也已完成。

  環(huán)境因素

  關于BECCS廣泛實施的環(huán)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(huán)境侵入煤礦的依賴而因為BECCS依賴于可再生生物量,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(zhì)生產(chǎn)是受限制的可持續(xù)性范圍,如:稀缺的耕地和淡水,生物多樣性的喪失,競爭與糧食生產(chǎn),森林砍伐和稀缺的磷[17]而最重要的是要確保使用生物質(zhì)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(zhì)能的依賴。[18]雖然這些系統(tǒng)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(yè)應用生物燃料以便BECCS部署的使用。如今,已經(jīng)有相當大的排放點源的生物量產(chǎn)生二氧化碳可以為BECCS利用。雖然如此,在未來可能出現(xiàn)的生物能源系統(tǒng)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。這意味著,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。 


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