二氧化碳|可再生能源遇到二氧化碳会怎样
2月初，国务院印发的《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》提出，开展二氧化碳捕集、利用和封存（以下简称CCUS）试验示范 。“国际上普遍认为，CCUS技术是应对气候变化不可或缺的重要技术，而捕集后的二氧化碳如何有效利用，是推广CCUS技术的关键 。”中国科学院武汉岩土力学研究所（以下简称武汉岩土所）研究员张力为一直在思考这一问题，他瞄向了可再生能源 。
于是，在武汉岩土所二氧化碳地质封存课题组研究员李小春和李琦的指导下，张力为和团队成员甘满光博士提出了二氧化碳捕集利用—可再生能源发电调峰耦合的设想 。
“简单地说，就是以燃煤电厂捕集的二氧化碳作为可再生能源发电的‘调峰介质’ 。”张力为在接受《中国科学报》采访时表示，他们已论证了其可行性，并希望推动相关企业尽快应用 。
从“两难”到不难
我国要实现碳达峰和碳中和的目标，方法之一便是发展可再生能源 。根据2020年12月发布的《新时代的中国能源发展》白皮书，我国清洁能源占能源消费总量比重达到23.4%，比2012年提高8.9个百分点，水电、风电、太阳能发电累计装机规模均位居世界首位 。
然而，尽管我国正在积极开发可再生能源，但当前能源消费结构仍以化石能源为主，且短期内难以改变 。特别是，可再生能源消费占比难以进一步提高 。
“突出问题是风能和太阳能发电均存在调峰难、并网难 。”张力为介绍，以风能发电为例，在用电负荷低谷时段风能发电量较大，“弃风”现象突出；风能发电资源分布不均，沿海地区用电量大而风能资源匮乏，北部、西部地区用电量小而风能资源丰富 。
短期内，能源消费结构难以改变和可再生能源消费占比难以提高的“两难”问题并存，怎么办？
长期从事二氧化碳地质利用、封存相关技术研发与推广研究的张力为认为，二氧化碳是联结燃煤电厂和可再生能源发电厂的关键，可变“两难”为不难 。为此，他们研发了二氧化碳捕集利用—可再生能源发电调峰耦合技术 。
他向《中国科学报》进一步解释道，该技术通过二氧化碳压缩储能、二氧化碳转化为甲酸等高能量化合物以及二氧化碳作为携热介质3种手段实现燃煤电厂捕集的二氧化碳在可再生能源发电厂的有效利用，以期解决可再生能源发电调峰的难题 。
部分解决二氧化碳“汇”问题
联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告《综合报告》指出，如果没有CCUS，温室气体减排目标将无法达成，进而导致到21世纪末限制升温相对于工业化前水平低于2℃的目标无法实现 。更为关键的是，没有CCUS技术，温室气体减排成本将会成倍增加，估计增幅平均高达138% 。国际能源署发布的《CCUS在低碳发电系统中的作用》报告也指出，如果没有CCUS技术，要实现全球增温控制目标可能需要关闭所有化石燃料发电厂 。
显然，关闭所有化石燃料发电厂是不可能的，对其改造是最为切实可行的措施 。
“如果我国每年能够将10%的燃煤电厂改造为部署有二氧化碳捕集装置的燃煤电厂，则每年可减排二氧化碳约3.5亿吨 。”张力为介绍道 。也就是说，每年可减排相当于100个600MW规模燃煤电厂排放的二氧化碳 。
在燃煤电厂部署二氧化碳捕集装置后，大量捕集的二氧化碳如何处置是必须解决的问题 。如果不解决与之对应的“汇”的问题，则捕集的大量二氧化碳将无处消化，燃煤电厂低碳排放改造必将难以推进 。
甘满光表示，将带有二氧化碳捕集装置的燃煤电厂与可再生能源发电厂耦合起来，利用二氧化碳满足可再生能源发电厂发电调峰、热能提取的需求，可以部分解决“汇”的问题 。
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