共享碳捕获网络将降低成本，减少对当地社区的干扰

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安德林格能源与环境中心工程师领导的最新研究表明，在多个工业设施之间共享用于运输和储存捕获的二氧化碳 (CO 2 ) 排放的基础设施，可使路易斯安那州的成本降低 60% 以上，管道建设减少 75% 以上。
研究团队模拟了该州最佳的碳捕获、运输和储存网络设计，强调了共享基础设施相对于单一用户管道方法的优势。他们还展示了如何设计二氧化碳运输和储存网络，以避免历史上负担过重和服务不足的社区。
研究团队于8月6日在《环境科学与技术》杂志上发表了题为“工业二氧化碳捕获、运输和储存系统的设计见解”的文章，发表了他们的研究成果。
捕获和储存工业二氧化碳排放的技术已经存在了几十年。然而，目前全球只有少数工业碳捕获设施在运行。在大多数情况下，安装此类设施的成本高于其提供的价值。
“碳捕获和储存的挑战在于谁应该支付额外的成本，”论文合著者、安德林格能源与环境中心高级研究工程师兼能源系统分析小组负责人埃里克·拉尔森 (Eric Larson) 表示。“这是一个经济问题，而不是技术可行性问题。”
在现有的少数作业中，工业设施安装了自己的碳捕获系统，并独立安排了专用管道，将捕获的二氧化碳运输到指定地点，注入专用的地下储存层。
共享运输和存储基础设施是降低单个设施成本的一个机会。通过最大限度地减少二氧化碳运输所需的新地下管道安装和减少地下存储所需的场地数量，这也是一种减少对当地社区和生态系统影响的方法。
研究人员还发现共享基础设施是解决与能源转型相关的公平问题的机会。
与没有限制条件设计的最佳全州管道网络相比，为避开历史上处于不利地位的社区而进行的限制性网络设计，导致流经这些社区的管道减少了 82%，而管道网络总规模仅增加了 3%——与每个设施都建设自己的专用管道相比，管道建设减少了 72% 以上。
安德林格能源与环境中心的博士后研究员、第一作者图巴古斯·阿里亚迪（阿里亚）·古纳万 (Tubagus Aryandi (Arya) Gunawan) 表示：“设计管道网络以最大限度地减少社区负担是完全可行的，这些社区因居住在二氧化碳排放工业设施附近而承受了许多负面的健康和环境影响。 ”
虽然共享碳运输和储存基础设施远非标准做法，但拉尔森表示，联邦政府最近投资创建清洁能源中心（附近的工业设施和清洁能源基础设施集群），可能会增加跨设施协调基础设施的前景。
例如，许多通过《2021 年基础设施投资和就业法案》获得联邦政府支持的区域清洁氢中心计划通过天然气重整和相关的碳捕获生产大量氢气。
同时，2022 年《通胀削减法案》规定，每封存一公吨二氧化碳可享受最高 85 美元的碳捕获税收抵免（45Q ）。
“联邦政府正通过创建枢纽的想法来鼓励行业间开展更多合作，我们还看到联邦政府投资碳捕获技术，”拉森说。“联邦激励措施与共享基础设施带来的成本节约之间具有巨大的协同潜力。”
研究人员表示，即使有了新的激励措施和共享基础设施，经济因素仍将是许多设施关注的问题。为了进一步降低成本，他们指出，他们于 1 月在《应用能源》杂志上发表的额外研究提出，不仅值得考虑在多个附近的工业设施之间共享运输和存储基础设施，而且还共享碳捕获工厂。
在这项研究中，研究小组发现，二氧化碳捕获成本高于运输和储存成本，这表明，共享的捕获基础设施虽然本身存在后勤挑战，但可能对改善新项目的经济效益产生巨大影响。
研究人员还指出了碳捕获系统和共享管道网络的其他好处，他们没有在模型中量化这些好处，例如改善当地空气质量和为附近社区带来相关的健康益处，这些都是碳捕获系统能够提供超越经济价值的其他方式。
尽管研究小组警告说，他们的研究结果反映了路易斯安那州独特的地理空间特征，但他们解释说，他们的基本方法可以应用于任何感兴趣的地区。
“我们之所以选择路易斯安那州，是因为该州现有工业高度集中，而且拥有地下碳储存的最佳地质条件，因此我们认为，在大规模安装碳捕获系统方面，该州可能是先行者，”古纳万说。“但我们的基本方法具有广泛的可推广性。”