霍尼韋爾在CCS領域迎頭趕上

文章來源:CCUS國家地方聯(lián)合工程研究CCUS國地中心2023-08-31 09:06

霍尼韋爾(Honeywell)的碳捕集和封存技術被??松梨谠诘驴怂_斯州Baytown的藍色氫和CCS項目選中。
美國的碳捕集技術可以追溯到20世紀70年代,當時它們被用于從天然氣生產(chǎn)中去除CO2,以提高天然氣的價值和提高強化驅(qū)油(EOR)提高二疊紀盆地原油產(chǎn)量。
時代在變
盡管碳捕集技術目前仍被廣泛用于提高石油產(chǎn)量,但隨著世界各國致力于減少溫室氣體排放,人們的注意力正轉(zhuǎn)向封存捕集的CO2。
霍尼韋爾(Honeywell)碳捕集和藍氫項目開發(fā)總監(jiān)Jeff Guenther告訴哈特能源(Hart Energy):“我們不是試圖滿足天然氣產(chǎn)品的規(guī)格,而是尋找其他富含CO2的來源,并試圖去除CO2,以確保它永遠不會進入大氣。”美國在這一領域處于領先地位,“在美國墨西哥灣沿岸已經(jīng)建立了一些CO2管道基礎設施,并在中西部開發(fā)了更多的管道基礎設施,在深層地質(zhì)構造中提供了充足的封存能力。”
 
哈特能源(Hart Energy)與Jeff Guenther就碳捕集與封存(CCS)技術進行了交談。國際能源署IEA表示,要實現(xiàn)凈零排放目標,必須采用CCS技術。他認為美國的CCS發(fā)展狀況“相當好”,隨著社會和企業(yè)對減排的重視,美國對在包括歐洲在內(nèi)的世界其他地區(qū)發(fā)展碳捕集項目也有濃厚的興趣。
 
??松梨冢‥xxon Mobil)選擇霍尼韋爾(Honeywell)技術從其位于德克薩斯州Baytown的新藍氫工廠捕集CO2,該工廠每年可封存1000萬噸CO2。
 
全球碳捕集與封存研究院(GCCSI)的數(shù)據(jù)顯示,到2022年9月,CCS項目的數(shù)量與去年同期相比增長了44%,北美在CCS發(fā)展方面處于世界領先地位。然而,要實現(xiàn)凈零排放目標,還需要更大規(guī)模的部署。
 
為了篇幅和清晰度,這篇采訪經(jīng)過了編輯。
 
Velda Addison(以下簡稱VA):您是否認為碳捕集在全球范圍內(nèi)未得到充分利用?在低排放和凈零倡議的推動下,您如何看待這種變化?
Jeff Guenther(以下簡稱“JG”):碳捕集和許多這類項目的關鍵在于,確實需要一些支持政策來推動項目向前發(fā)展。隨著《通貨膨脹削減法案》的通過,美國有了非常明確的政策,這給了美國的項目開發(fā)商信心。歐洲也有相當明確的政策。除此之外,還有更多的問號。我同意這是一個未充分利用的工具,因為其他地區(qū)的政策在支持項目的清晰度和規(guī)模方面落后于歐洲和美國。它正在移動,但速度略慢,因為他們在等待政策方面的明確。從這個角度來看,它沒有得到充分利用,但全球似乎都認為這是一個減少排放的好機會,特別是在那些選擇有限的行業(yè),繼續(xù)運營,同時降低CO2足跡。
 
VA:在能源行業(yè),我們經(jīng)常聽說CCS很貴。是什么讓它這么貴?
JG:貴是一個相對的術語,對吧?一切都需要與氣候變化的影響進行比較,如果我們什么都不做,氣候變化本身就是昂貴的。那么為什么它很貴呢?有很多CO2被排放到大氣中。所以,當你在談論大型項目時,需要大量的資本投資來捕集這么多的CO2。發(fā)電廠每年排放的CO2很容易超過100萬噸,在許多情況下超過300萬噸。有很多氣體需要處理,還有很多CO2需要處理。
 
一旦你投資捕集CO2,你還需要某種可用的基礎設施,最有可能是通過管道,將CO2轉(zhuǎn)移到合適的封存地點?;卮鹉愕膯栴},當挑戰(zhàn)很大時,解決方案也同樣大。
 
VA:考慮到一些項目最終沒有像最初計劃的那樣捕集那么多的CO2,霍尼韋爾是如何使CCS更有效地為行業(yè)服務的?有哪些關鍵技術可以幫助提高這類項目的成本和效率?
 
JG:在霍尼韋爾(Honeywell),我們擁有完整的技術解決方案組合,可用于在燃燒前和燃燒后的應用中捕集CO2。燃燒前應用的特點是高CO2濃度工藝流。通常,在氫氣生產(chǎn)或天然氣加工中,這些類型的流是可用的。它們可能有40%到60%的CO2,它們提供了一個積極的機會,以每噸1美元的低成本捕集CO2。與此形成對比的是,在燃燒后的碳捕集中,化石燃料在燃燒的加熱器、渦輪機或鍋爐中燃燒,我們在燃燒后的氣體或燃燒過程產(chǎn)生的煙氣中捕集CO2。這是世界上更大的市場機會,但處理起來更具挑戰(zhàn)性,因為它的特點是CO2濃度較低,這意味著捕集CO2的成本更高,每噸成本更高。
 
我們在這些應用中使用溶劑、吸收劑、膜和分餾技術。我們可以單獨使用它們,也可以采用混合方案。在燃燒后方面,我們擁有先進的溶劑碳捕集技術,在市場上具有一些獨特的優(yōu)勢。我們的溶劑具有非常高的傳質(zhì)率,使吸收設備比市場上以前的第一代溶劑更小。它也非常穩(wěn)定,這意味著我們可以在更高的溫度和壓力下操作我們的過程,這意味著我們可以在比市場上其他溶劑更高的壓力下產(chǎn)生CO2。這真的很重要,因為當你談論大量的CO2時,每年100萬噸或更多的CO2,這些CO2需要被壓縮到非常高壓的水平——通常每平方英寸約2000磅——才能運輸和封存。當我們能夠在更高的壓力下生產(chǎn)CO2時,它實際上可以顯著降低在運輸和封存之前壓縮CO2的成本,通常在30%到40%的范圍內(nèi),無論是在壓縮的初始資本支出還是在年度運營費用方面。
 
 
VA:您提到了溶劑、吸收劑和分餾技術?;裟犴f爾對哪一項技術的需求更大,還是以上都有?
JG:有兩家非常引人注目。在預燃燒領域,特別是在大規(guī)模制氫領域,我們的CO2分餾技術得到了很多積極的反饋,因為它能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的捕集,有可能將氫氣生產(chǎn)過程整合到非常低的碳強度,并將CO2直接作為液體產(chǎn)品生產(chǎn)。在燃燒后方面,市場上成熟的技術是基于溶劑的。因此,我們看到許多客戶現(xiàn)在專注于評估溶劑,以處理其燃燒后的煙氣。
 
 
VA:您計劃在??松乃{色氫項目中使用哪些具體技術?
JG:我們提供的氫凈化設備叫做霍尼韋爾UOP polybed PSA裝置。我們提供脫水裝置,這是一個霍尼韋爾UOP Molsiv裝置,一個CO2分餾裝置,和一個氫膜裝置。這個過程的基本原理是由自動熱重整裝置產(chǎn)生的富氫合成氣。我們的氫氣PSA裝置將處理該氣體并分離出高純度的氫氣產(chǎn)品流。然后,它還會排除尾氣流中的其他成分,包括CO2。CO2將被脫水和壓縮,然后進入我們的CO2分餾塔,在那里CO2將被分離并產(chǎn)生高純度的CO2液體。從CO2分餾塔的頂部,我們可以將氣體送到PSA和膜裝置,進一步回收氫氣作為產(chǎn)品來源。
 
被丟棄的氣體將被回收到ATR,這樣任何未轉(zhuǎn)化的甲烷或一氧化碳將繼續(xù)在該裝置中循環(huán),從而將其轉(zhuǎn)化為CO2并被我們的技術捕集。這就產(chǎn)生了碳強度很低的氫產(chǎn)物。
 
總而言之,如果你把我們的產(chǎn)品想象成一個大盒子,氣體將進入并分成三股氣流:高純度的H2產(chǎn)物、高純度液態(tài)CO2產(chǎn)品以及不含碳氫化合物的燃料流,其余的在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。所有離開系統(tǒng)的CO2基本上都被捕集封存起來了。這是這個項目獨特而令人興奮的一面。我們可以推動這種低碳強度的氫氣生產(chǎn),為氫氣成為燃料替代品和高價值商品提供機會。
 
VA:你是否發(fā)現(xiàn)越來越多的公司關注于封存CO2而不是利用它?有哪些方法可以利用這些捕集的碳呢?
JG:我們接觸的大多數(shù)公司都專注于封存,尤其是在美國,因為我們有一個適合的地質(zhì)環(huán)境。此外,在美國,有不同的激勵水平。美國為永久封存的CO2提供每噸85美元的稅收抵免,為EOR提供每噸60美元的稅收抵免。我們的大多數(shù)客戶都希望將其永久封存在地下。大多數(shù)氣候模型和市場模型,都假設大部分將要被捕集的CO2將被永久封存起來。因為第一,這是防止CO2最終進入大氣的可靠方法;第二,我們需要減少的CO2量太大了,以至于在人們計劃捕集的數(shù)量上,目前還不存在真正的市場出口。
也就是說,CO2可以用于飲料和食品保鮮市場。我們也看到一些客戶對使用CO2作為燃料原料感興趣。我們最近宣布了我們的電子精煉工藝技術,可以將CO2和綠色氫轉(zhuǎn)化為甲醇,并最終轉(zhuǎn)化為可持續(xù)的航空燃料。因此,我們繼續(xù)尋找不同的方法來利用CO2作為燃料,以及不同的途徑來生產(chǎn)我們社會所需的其他化學品。但對于我們的大多數(shù)客戶來說,近期的重點是永久封存CO2,尤其是對其排放量產(chǎn)生重大影響所需的數(shù)量。
 
原文作者:Velda Addison,哈特能源(Hart Energy)
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