國際能源署（IEA）在其減少二氧化碳排放的藍圖戰(zhàn)略中指出碳捕捉和儲存（CCS）是一項重要的氣候變化緩解技術。需要通過CCS技術順利過渡到低碳經(jīng)濟并實現(xiàn)巴黎大會上提出的“2℃以內(nèi)”的國際氣候變化目標。

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的成功運營。溶于水的二氧化碳會形成碳酸——在特定工藝條件下會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存探索項目中發(fā)揮著關鍵作用。該項目于2015年啟動，旨在每年最多從阿爾伯塔省薩斯喀徹溫堡擴建后的斯科特福德提質(zhì)加工廠捕捉和儲存100萬噸二氧化碳。該工廠是代表阿薩巴斯卡油砂項目（AOSP）合營方（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。建設資金來自該省的大規(guī)模工業(yè)園區(qū)減排承諾——這些園區(qū)對阿爾伯塔省排放量的貢獻率高達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地下管線運輸65公里到一處永久地下儲存場所的幾個井眼。該工廠的設計使用壽命約為25年。

提前達成目標

商業(yè)運營是差不多3年前開始的，迄今為止已提前達成了捕捉200多萬噸二氧化碳的重大節(jié)點。

殼牌加拿大公司強調(diào)，項目成功的一個關鍵要素是將新項目與現(xiàn)有工藝裝置結(jié)合，從而推動裝置的“微調(diào)”和優(yōu)化，而且在第一年設備可靠率達到了99％（意外停機時間不到1％）。

根據(jù)殼牌加拿大公司的運營和工程經(jīng)驗，在這個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

捕捉設施與3臺制氫裝置（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。之后將二氧化碳氣流壓縮到超臨界狀態(tài)，通過多級壓縮機進行脫水，然后通過管線運輸?shù)綀鐾膺M行處置。

二氧化碳以約40℃的溫度和10兆帕的壓強進入管線。這有時也稱作濃相狀態(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計、建設和運營是這項技術向前邁出的一大步。全球CCS協(xié)會的數(shù)據(jù)表明，“全球目前有21座正在運營或建設的大型CCS設施；這些設施每年可以避免3700萬噸二氧化碳排入大氣，相當于路上行駛的乘用車少了800萬輛”。