JFE钢铁公司钢铁研究所环保加工研究部主任研究员齐间等充满信心地表示:“为了进行实用化准备工作,我们将设计年处理100万吨规模的设备。”现在正利用备有3个填充了300公斤沸石的大型罐(吸附塔)的设备,每天从高炉废气中捕集3吨二氧化碳。JFE钢铁计划使这套设备实现大型化。
日本政府针对实用化,设定了将1吨二氧化碳的捕集成本控制在2000日元左右的目标。JFE钢铁通过2年的实证实验,已经有望使成本低于2000日元。将捕集时间缩短到原先的一半,此外,如果业界正在开发的
低碳型炼铁技术得以实用化,废气中的二氧化碳浓度会上升,如果将浓度上升的因素考虑在内,便可实现2000日元的目标。
对于膜分离法,有关方面瞄准了更低的1500日元。受日本经济产业省委托,由RITE、可乐丽公司、日东电工公司和新日铁住金工程组成的研究合作组织目前正在进行相关开发。在有机膜中加入高分子吸収剂,可仅使二氧化碳通过。通过改进制膜方法,将单位面积的透过量提高到了刚开始开发时的10倍以上。
RITE与可乐丽、日东电工及新日铁住金工程合作,共同开发出了能够从高压气体中,以低成本捕集二氧化碳的膜分离法。设想用于通过干馏煤炭生成燃气轮机燃料的“煤炭气化炉”。
将这种经过改进的有机膜卷成卷状,填充到压力容器中,组合利用多个容器制成模块,就可从高压废气中高效率捕集二氧化碳。研究合作组织计划2014年度开始着手进行实际验证。RITE化学研发小组主任研究员池田健一说:“我们将实际验证通过使用高效率膜及简化设备能够使成本降到1500日元,并且,还将探讨降至1000日元的可能性。”
利用捕集的二氧化碳实现石油增产
关于封存,日本已计划2016年度以后开始在北海道苫小牧市海域进行压入实证实验。自2012年度起在4年内,国家的投资总额为470亿日元。已开始向着位于海底地下1100米~1300米及2400米~3000米的蓄水层挖井。计划每年封存约10万吨二氧化碳。
而在挪威和加拿大等地,每年以几十万~一百几十万吨的规模捕集及封存天然气精炼所排二氧化碳的业务已经持续了10年以上。预定2014年以后启动的澳大利亚西北部高更(Gorgon)CCS计划年规模为300万吨。作为全球变暖对策的王牌,二氧化碳捕集及封存备受期待。
国际能源署(IEA)认为,要达成“2050年使全球温室气体减半”的全球共同目标,需要
减排二氧化碳570亿吨。据称其中20%可通过CCS削减。总部设在澳大利亚的研究机构GlobalCCSInstitute(GCCSI)称,全球目前正在实施或计划的大规模二氧化碳捕集及封存业务多达75件。即便如此,仍然达不到2050年减半所需的削减量。因为以全球经济危机为背景,各国政府及金融机构开始暂缓向CCS业务投资。
单纯封存二氧化碳的CCS只会花费成本,没有任何产出。另一方面,二氧化碳可用于“提高石油采收率技术”(EOR),将二氧化碳压入油田,便可降低油层中残余原油的粘度,使之变得易于开采。二氧化碳还可用做肥料和尿素的原料。目前,以产油国和新兴市场国家等为中心,将活用二氧化碳与CCS结合起来,使收益高于捕集及封存成本的业务成为主流。