霍尼韦尔在CCS领域迎头赶上

霍尼韦尔（Honeywell）的碳捕集和封存技术被埃克森美孚在德克萨斯州Baytown的蓝色氢和CCS项目选中。

美国的碳捕集技术可以追溯到20世纪70年代，当时它们被用于从天然气生产中去除CO2，以提高天然气的价值和提高强化驱油（EOR）提高二叠纪盆地原油产量。

时代在变

尽管碳捕集技术目前仍被广泛用于提高石油产量，但随着世界各国致力于减少温室气体排放，人们的注意力正转向封存捕集的CO2。

霍尼韦尔（Honeywell）碳捕集和蓝氢项目开发总监Jeff Guenther告诉哈特能源（Hart Energy）：“我们不是试图满足天然气产品的规格，而是寻找其他富含CO2的来源，并试图去除CO2，以确保它永远不会进入大气。”美国在这一领域处于领先地位，“在美国墨西哥湾沿岸已经建立了一些CO2管道基础设施，并在中西部开发了更多的管道基础设施，在深层地质构造中提供了充足的封存能力。”

 

哈特能源（Hart Energy）与Jeff Guenther就碳捕集与封存（CCS）技术进行了交谈。国际能源署IEA表示，要实现净零排放目标，必须采用CCS技术。他认为美国的CCS发展状况“相当好”，随着社会和企业对减排的重视，美国对在包括欧洲在内的世界其他地区发展碳捕集项目也有浓厚的兴趣。

 

埃克森美孚（Exxon Mobil）选择霍尼韦尔（Honeywell）技术从其位于德克萨斯州Baytown的新蓝氢工厂捕集CO2，该工厂每年可封存1000万吨CO2。

 

全球碳捕集与封存研究院（GCCSI）的数据显示，到2022年9月，CCS项目的数量与去年同期相比增长了44%，北美在CCS发展方面处于世界领先地位。然而，要实现净零排放目标，还需要更大规模的部署。

 

为了篇幅和清晰度，这篇采访经过了编辑。

 

Velda Addison（以下简称VA）：您是否认为碳捕集在全球范围内未得到充分利用?在低排放和净零倡议的推动下，您如何看待这种变化?

Jeff Guenther（以下简称“JG”）：碳捕集和许多这类项目的关键在于，确实需要一些支持政策来推动项目向前发展。随着《通货膨胀削减法案》的通过，美国有了非常明确的政策，这给了美国的项目开发商信心。欧洲也有相当明确的政策。除此之外，还有更多的问号。我同意这是一个未充分利用的工具，因为其他地区的政策在支持项目的清晰度和规模方面落后于欧洲和美国。它正在移动，但速度略慢，因为他们在等待政策方面的明确。从这个角度来看，它没有得到充分利用，但全球似乎都认为这是一个减少排放的好机会，特别是在那些选择有限的行业，继续运营，同时降低CO2足迹。

 

VA：在能源行业，我们经常听说CCS很贵。是什么让它这么贵?

JG：贵是一个相对的术语，对吧?一切都需要与气候变化的影响进行比较，如果我们什么都不做，气候变化本身就是昂贵的。那么为什么它很贵呢?有很多CO2被排放到大气中。所以，当你在谈论大型项目时，需要大量的资本投资来捕集这么多的CO2。发电厂每年排放的CO2很容易超过100万吨，在许多情况下超过300万吨。有很多气体需要处理，还有很多CO2需要处理。

 

一旦你投资捕集CO2，你还需要某种可用的基础设施，最有可能是通过管道，将CO2转移到合适的封存地点。回答你的问题，当挑战很大时，解决方案也同样大。

 

VA：考虑到一些项目最终没有像最初计划的那样捕集那么多的CO2，霍尼韦尔是如何使CCS更有效地为行业服务的?有哪些关键技术可以帮助提高这类项目的成本和效率?

 

JG：在霍尼韦尔（Honeywell），我们拥有完整的技术解决方案组合，可用于在燃烧前和燃烧后的应用中捕集CO2。燃烧前应用的特点是高CO2浓度工艺流。通常，在氢气生产或天然气加工中，这些类型的流是可用的。它们可能有40%到60%的CO2，它们提供了一个积极的机会，以每吨1美元的低成本捕集CO2。与此形成对比的是，在燃烧后的碳捕集中，化石燃料在燃烧的加热器、涡轮机或锅炉中燃烧，我们在燃烧后的气体或燃烧过程产生的烟气中捕集CO2。这是世界上更大的市场机会，但处理起来更具挑战性，因为它的特点是CO2浓度较低，这意味着捕集CO2的成本更高，每吨成本更高。

 

我们在这些应用中使用溶剂、吸收剂、膜和分馏技术。我们可以单独使用它们，也可以采用混合方案。在燃烧后方面，我们拥有先进的溶剂碳捕集技术，在市场上具有一些独特的优势。我们的溶剂具有非常高的传质率，使吸收设备比市场上以前的第一代溶剂更小。它也非常稳定，这意味着我们可以在更高的温度和压力下操作我们的过程，这意味着我们可以在比市场上其他溶剂更高的压力下产生CO2。这真的很重要，因为当你谈论大量的CO2时，每年100万吨或更多的CO2，这些CO2需要被压缩到非常高压的水平——通常每平方英寸约2000磅——才能运输和封存。当我们能够在更高的压力下生产CO2时，它实际上可以显著降低在运输和封存之前压缩CO2的成本，通常在30%到40%的范围内，无论是在压缩的初始资本支出还是在年度运营费用方面。

 

 

VA：您提到了溶剂、吸收剂和分馏技术。霍尼韦尔对哪一项技术的需求更大，还是以上都有?

JG：有两家非常引人注目。在预燃烧领域，特别是在大规模制氢领域，我们的CO2分馏技术得到了很多积极的反馈，因为它能够实现低成本的捕集，有可能将氢气生产过程整合到非常低的碳强度，并将CO2直接作为液体产品生产。在燃烧后方面，市场上成熟的技术是基于溶剂的。因此，我们看到许多客户现在专注于评估溶剂，以处理其燃烧后的烟气。

 

 

VA：您计划在埃克森的蓝色氢项目中使用哪些具体技术?

JG：我们提供的氢净化设备叫做霍尼韦尔UOP polybed PSA装置。我们提供脱水装置，这是一个霍尼韦尔UOP Molsiv装置，一个CO2分馏装置，和一个氢膜装置。这个过程的基本原理是由自动热重整装置产生的富氢合成气。我们的氢气PSA装置将处理该气体并分离出高纯度的氢气产品流。然后，它还会排除尾气流中的其他成分，包括CO2。CO2将被脱水和压缩，然后进入我们的CO2分馏塔，在那里CO2将被分离并产生高纯度的CO2液体。从CO2分馏塔的顶部，我们可以将气体送到PSA和膜装置，进一步回收氢气作为产品来源。

 

被丢弃的气体将被回收到ATR，这样任何未转化的甲烷或一氧化碳将继续在该装置中循环，从而将其转化为CO2并被我们的技术捕集。这就产生了碳强度很低的氢产物。

 

总而言之，如果你把我们的产品想象成一个大盒子，气体将进入并分成三股气流：高纯度的H2产物、高纯度液态CO2产品以及不含碳氢化合物的燃料流，其余的在系统内循环。所有离开系统的CO2基本上都被捕集封存起来了。这是这个项目独特而令人兴奋的一面。我们可以推动这种低碳强度的氢气生产，为氢气成为燃料替代品和高价值商品提供机会。

 

VA：你是否发现越来越多的公司关注于封存CO2而不是利用它?有哪些方法可以利用这些捕集的碳呢?

JG：我们接触的大多数公司都专注于封存，尤其是在美国，因为我们有一个适合的地质环境。此外，在美国，有不同的激励水平。美国为永久封存的CO2提供每吨85美元的税收抵免，为EOR提供每吨60美元的税收抵免。我们的大多数客户都希望将其永久封存在地下。大多数气候模型和市场模型，都假设大部分将要被捕集的CO2将被永久封存起来。因为第一，这是防止CO2最终进入大气的可靠方法；第二，我们需要减少的CO2量太大了，以至于在人们计划捕集的数量上，目前还不存在真正的市场出口。

也就是说，CO2可以用于饮料和食品保鲜市场。我们也看到一些客户对使用CO2作为燃料原料感兴趣。我们最近宣布了我们的电子精炼工艺技术，可以将CO2和绿色氢转化为甲醇，并最终转化为可持续的航空燃料。因此，我们继续寻找不同的方法来利用CO2作为燃料，以及不同的途径来生产我们社会所需的其他化学品。但对于我们的大多数客户来说，近期的重点是永久封存CO2，尤其是对其排放量产生重大影响所需的数量。

 

原文作者：Velda Addison，哈特能源（Hart Energy）