國(guó)際能源署（IEA）在其減少二氧化碳排放的藍(lán)圖戰(zhàn)略中指出碳捕捉和儲(chǔ)存（CCS）是一項(xiàng)重要的氣候變化緩解技術(shù)。需要通過(guò)CCS技術(shù)順利過(guò)渡到低碳經(jīng)濟(jì)并實(shí)現(xiàn)巴黎大會(huì)上提出的“2℃以內(nèi)”的國(guó)際氣候變化目標(biāo)。

如果工藝料流中的液態(tài)二氧化碳有可能引起腐蝕，那么304L型含鎳不銹鋼（UNSS30403）可以促成CCS的成功運(yùn)營(yíng)。溶于水的二氧化碳會(huì)形成碳酸——在特定工藝條件下會(huì)侵蝕碳鋼的一種弱酸。但304L型不銹鋼一般能耐受這類條件。

將二氧化碳阻擋在大氣以外

304L型不銹鋼在殼牌公司的碳捕捉和儲(chǔ)存探索項(xiàng)目中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該項(xiàng)目于2015年啟動(dòng)，旨在每年最多從阿爾伯塔省薩斯喀徹溫堡擴(kuò)建后的斯科特福德提質(zhì)加工廠捕捉和儲(chǔ)存100萬(wàn)噸二氧化碳。該工廠是代表阿薩巴斯卡油砂項(xiàng)目（AOSP）合營(yíng)方（目前的合作伙伴包括殼牌公司、加拿大自然資源公司等）建造的，而且得到了加拿大和阿爾伯塔省政府的支持。建設(shè)資金來(lái)自該省的大規(guī)模工業(yè)園區(qū)減排承諾——這些園區(qū)對(duì)阿爾伯塔省排放量的貢獻(xiàn)率高達(dá)70％。

二氧化碳從斯科特福德蒸汽甲烷重整裝置中捕捉，生成氫氣后將瀝青重整為輕油產(chǎn)品。捕捉的二氧化碳從該工廠通過(guò)地下管線運(yùn)輸65公里到一處永久地下儲(chǔ)存場(chǎng)所的幾個(gè)井眼。該工廠的設(shè)計(jì)使用壽命約為25年。

提前達(dá)成目標(biāo)

商業(yè)運(yùn)營(yíng)是差不多3年前開(kāi)始的，迄今為止已提前達(dá)成了捕捉200多萬(wàn)噸二氧化碳的重大節(jié)點(diǎn)。

殼牌加拿大公司強(qiáng)調(diào)，項(xiàng)目成功的一個(gè)關(guān)鍵要素是將新項(xiàng)目與現(xiàn)有工藝裝置結(jié)合，從而推動(dòng)裝置的“微調(diào)”和優(yōu)化，而且在第一年設(shè)備可靠率達(dá)到了99％（意外停機(jī)時(shí)間不到1％）。

根據(jù)殼牌加拿大公司的運(yùn)營(yíng)和工程經(jīng)驗(yàn)，在這個(gè)工藝的捕捉和壓縮部分以及井眼噴射管道中采用了奧氏體不銹鋼。

工作原理

捕捉設(shè)施與3臺(tái)制氫裝置（HMU）中的各工藝氣流相互連接，從而將AOSP瀝青轉(zhuǎn)化為原油。使甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氫氣與胺溶液接觸以清除二氧化碳。

在以略高于大氣壓的壓力生成95％二氧化碳的再生工藝中，二氧化碳與胺分離。之后將二氧化碳?xì)饬鲏嚎s到超臨界狀態(tài)，通過(guò)多級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)行脫水，然后通過(guò)管線運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)外進(jìn)行處置。

二氧化碳以約40℃的溫度和10兆帕的壓強(qiáng)進(jìn)入管線。這有時(shí)也稱作濃相狀態(tài)，然后以液態(tài)在略低的溫度下注入井眼。

CCS向前邁出一大步

阿爾伯塔工廠的成功設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)是這項(xiàng)技術(shù)向前邁出的一大步。全球CCS協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)表明，“全球目前有21座正在運(yùn)營(yíng)或建設(shè)的大型CCS設(shè)施；這些設(shè)施每年可以避免3700萬(wàn)噸二氧化碳排入大氣，相當(dāng)于路上行駛的乘用車少了800萬(wàn)輛”。