Декарбонизация использования угля в Индии: роль улавливания, использования и хранения углерода

Сложная и продуманная угольная сеть, которая лежит в основе энергоснабжения и социальной поддержки в Индии, должна быть дополнена CCUS для декарбонизации без серьезных экономических и социальных потрясений.

Эта статья является частью серии «Комплексный энергетический мониторинг: Индия и мир».

Улавливание, использование и хранение углерода (CCUS) можно определить как улавливание, использование и безопасное хранение углерода, который в противном случае выбрасывался бы в атмосферу или оставался бы в ней. Смысл улавливания и хранения углерода заключается в том, чтобы обеспечить возможность использования ископаемого топлива при одновременном сокращении выбросов углекислого газа (CO2) в атмосферу, тем самым смягчая глобальное изменение климата. Период хранения CO2 превышает расчетные пиковые периоды эксплуатации ископаемого топлива, поэтому, если CO2 снова выйдет в атмосферу, это произойдет после прогнозируемого пика концентрации CO2 в атмосфере. Удаление CO2 из атмосферы путем увеличения его поглощения почвой и растительностью (например, лесонасаждения) или океаном (например, внесение железных удобрений) также является формой секвестрации углерода через естественные поглотители.

Основное мнение (официальное) в Индии в пользу использования. Гипермасштабная газификация отечественного угля вместе с CCUS рассматривается как средство крупномасштабной углеродно-нейтральной индустриализации с внутренним производством метанола, аммиака (удобрений), олефинов, стали и электроэнергии, что также увеличит добычу нефти в Индии из-за ее истощения. нефтяные месторождения. Химические вещества на основе метанола и олефины могут использоваться для производства пластмасс и в качестве заменителя бензина, дизельного топлива и сжиженного нефтяного газа (сжиженного нефтяного газа). Используя отечественный уголь в качестве сырья для производства этих химикатов, индийская экономика потенциально могла бы сэкономить миллиарды долларов и создать внутреннюю активность и рабочие места за счет сокращения импорта сырой нефти. С другой стороны, существуют некоторые сомнения по поводу использования CCUS для сокращения выбросов углекислого газа. CCUS рассматривается просто как средство расширения использования ископаемого топлива, особенно использования угля в Индии, что задержит или даже предотвратит скачок Индии в будущее с использованием низкоуглеродных технологий возобновляемой энергии (ВИЭ), таких как солнечная и ветровая энергия. Технология CCUS считается непроверенной, опасной (особенно в контексте хранения) и дорогой.

Используя отечественный уголь в качестве сырья для производства этих химикатов, индийская экономика потенциально могла бы сэкономить миллиарды долларов и создать внутреннюю активность и рабочие места за счет сокращения импорта сырой нефти.

Во всем мире даже самые чувствительные к климату институты отдают предпочтение CCUS как важнейшему средству декарбонизации. CCUS является одним из четырех столпов мира с нулевым выбросом углерода наряду с электрификацией на основе возобновляемых источников энергии, биоэнергетикой и водородом, разработанными Международным энергетическим агентством (МЭА). В сентябре 2019 года исполнительный секретарь ООН по изменению климата заметил, что «CCUS - это не пункт назначения, а переход от нынешней реальности, зависящей от ископаемого топлива, к климатически нейтральному будущему к 2050 году».

На индийские электростанции приходится большая часть выбросов CO2. Природный газ, добываемый из добывающих скважин, часто содержит значительную долю CO2, которую можно улавливать и хранить. Другими промышленными процессами, которые позволяют улавливать углерод, являются производство стали, аммиака и цемента, ферментация и производство водорода (например, при нефтепереработке). Будущие возможности улавливания CO2 могут возникнуть в результате производства водородного топлива из богатого углеродом сырья, такого как природный газ, уголь и биомасса. Побочный продукт CO2 будет относительно чистым, а водород можно будет использовать в топливных элементах и ​​других технологиях, основанных на водородном топливе, но развитие массового рынка и инфраструктуры для этих новых видов топлива связано с большими затратами.

Существует множество методов улавливания CO2 до и после сжигания. В процессе химической абсорбции CO2 абсорбируется жидким растворителем путем образования химически связанного соединения. При использовании на электростанции для улавливания CO2 дымовой газ (дожигание) барботируется через растворитель в насадочной абсорбционной колонне, где растворитель преимущественно удаляет CO2 из дымового газа. После этого растворитель проходит через регенератор, где из растворителя удаляется поглощенный CO2. Наиболее часто используемым абсорбентом для поглощения CO2 является моноэтаноламин (МЭА). Это наиболее передовая и широко используемая технология отделения CO2, которая в настоящее время применяется в ряде малых и крупных проектов по всему миру в области производства электроэнергии, переработки топлива и промышленного производства.