以下由專業(yè)工程師Corwyn Bruce作出的評注是代表國際CCS知識中心發(fā)表的一項聲明。

定義成功。如果CO2的捕獲率能保持在90%，我認為他們就取得了成功。

薩斯喀徹溫雷吉納, Sept. 04, 2020 (GLOBE NEWSWIRE) --  在關注油價對Petra Nova暫停其碳捕獲與封存（CCS）業(yè)務這一決策的影響時，我想把重點放在其運營成功上。

通過可靠的技術審查低調獲取評估結果往往在創(chuàng)新、工具更新和優(yōu)化方面得不到應有的認可。Petra Nova的CCS設施（NRG與JX Nippon的合作項目）就屬于此類情形。一些評論稱這一設施頭三年的停工時間過多；但是，作為親身去過那里的人，我可以告訴你，這個項目是值得稱道的。

作為在SaskPower邊界大壩3號機組CCS設施（BD3）中設計建造了碳捕獲系統(tǒng)的工程設計團隊成員，我可以提供一個獨特的視角。與燃煤發(fā)電廠集成之后，BD3成為了全球首座此類設施。我還十分有幸，不僅繼續(xù)就該設施的優(yōu)化提出建議，而且還帶領國際CCS知識中心的一個團隊在世界各地分享項目經(jīng)驗，以支持下一代CCS設施的部署并幫助實現(xiàn)全球氣候目標。

雖然有必要認識到可能存在外部阻礙因素（例如市場力量、電價和油價），影響了將Petra Nova置于備用停機狀態(tài)的決定，但作為碳捕獲方面的專家，我想強調這項技術的可行性以及它為什么有效。

該設施為實現(xiàn)其目標而設計。而它確實也做到了。

令人振奮的是，Petra Nova的捕獲效率達到了92.4%（提交給美國能源部的Petra Nova最終技術報告i），不僅超過了90%的目標，還顯示出設施在捕獲流程方面的長期可靠性。CCS設施運行良好，并克服了許多在其他設施中構成挑戰(zhàn)的風險事項。

事實上， Petra Nova捕獲設施的運行嚴格遵循甚至超越了其性能指標。所以說，該設施完成了事先設定的任務，而且還不止于此。除捕獲率超出預期外，其他亮點包括：功耗和蒸汽要求低于預期；CO2純度超過要求的99%；揮發(fā)性有機化合物（VOC）的排放速率為每年2.8噸，優(yōu)于《國家環(huán)境空氣質量標準德州行政法規(guī)》第30條針對臭氧的規(guī)定要求。ii

此外，胺的消耗量符合其規(guī)范?；谌軇┑牟东@系統(tǒng)所使用的胺類化學物質很容易分解并失去原有能力，無法完成將CO2從煙氣流中分離出來的化學反應。捕獲率下降、化學品更替率升高和維護成本增加可以證明這一點。Petra Nova的碳捕獲設施未出現(xiàn)關于胺消耗量高于預期的報告。

我們在BD3逐漸領會到的一點是：學會掌控開創(chuàng)性項目所帶來的意外情形。我們成功提高了安全性和可靠性，將重心轉移到提高產(chǎn)能和降低設施運營成本上。這一情況在Petra Nova也有發(fā)生；但是，該設施的總產(chǎn)出良好，實際上是優(yōu)于“良好”。因此，在啟動并運行后，設施可以始終達到或超過其目標。分享寶貴的經(jīng)驗教訓是我們向Petra Nova提供支持的一部分——需要標示出各項成功并確保CCS設施繼續(xù)運轉，這一點非常重要。

準備就緒，可供使用

就像BD3所經(jīng)歷的一樣，Petra Nova捕獲設施的可用性隨著時間推移穩(wěn)步提高。在關于CCS設施的對話當中，性能、可用性和可靠性都是重要議題。通常情況下，正如我們在Petra Nova和BD3所看到的，CO2的捕獲量并不是捕獲設施可靠性的必要指標。事實上，停機時間已被證明與許多非捕獲設施問題相關聯(lián)。不要忘記，2018年邊界大壩發(fā)電站曾遭到嚴重風暴的襲擊，颶風哈維也曾導致Petra Nova停機。

通過審查技術數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)碳捕獲流程所導致的停機時間只占設施停機總天數(shù)中的很小一部分。2017年，也就是Petra Nova投入使用的第一年——與需要啟動時間來調整運行的所有新項目一樣，捕獲流程總共造成了41天的停機（按全天等長時間計）。2018年，此數(shù)字降至34天；2019年，這一數(shù)字再次減少至29天。因此，作為全球同類第二家設施以及達到這一規(guī)模的首座設施，在開始運行僅三年后即實現(xiàn)365天中停機29天，相當于可用性達到92-93%，這是一項很了不起的成績！ 尤其是考慮到在這種規(guī)模的設施中，因較大尺寸和專業(yè)屬性，設備的交貨時間通常都很長，這可能增加改動所需的時間。

Petra Nova的其余停機由其他因素導致，具體而言，包括熱電聯(lián)產(chǎn)設施、煤炭設備、油田和天氣。不能將CO2捕獲裝置的可靠性與為流程運行提供所需蒸汽的熱電聯(lián)產(chǎn)設施的可靠性相混淆，這一點非常重要。

相比之下，7月份的BD3記錄顯示，CCS設施在該月99.8%的時間里保持運行，在一個增壓鼓風機因水冷問題暫停時出現(xiàn)了1.5小時的停機。iii整個7月，該設施捕獲了75,503噸CO2，日平均捕獲量（設施運行時）為每天2,435噸，最多一天捕獲了2,627噸。

BD3和Petra Nova等開創(chuàng)性項目發(fā)揮著至關重要的作用；它們?yōu)橄乱惠喌膶嵸|性改進提供了平臺。正如關于第二代CCS的報告Shand CCS可行性研究iv所述，經(jīng)驗表明，在設計上進行調整可以立即帶來性能的改善。

跨過第1代的挑戰(zhàn)

在進一步審查Petra Nova的技術報告時，我們發(fā)現(xiàn)了一些熟悉的挑戰(zhàn)，因為它們與我們在BD3的經(jīng)歷非常相似。很多曾經(jīng)出現(xiàn)并隨后得到處理的問題在BD3也同樣出現(xiàn)過。我們愿意分享這一重要經(jīng)驗并看到新工廠加以應用，因為這些預防措施可以增強使用信心，降低成本和風險。

必須注意的是，兩處設施一致報告的可靠性問題都是機械問題（而不是化學問題）。所有工業(yè)設施中，機械設備的可靠性通常都遵循相同的成熟度曲線。這是個好消息，因為機械問題是可以解決的，而且實際上已經(jīng)解決了。這不僅加深了我們的經(jīng)驗和理解，還為下一個設計迭代提供了依據(jù)。與想要建立CCS設施的相關方合作時，我們都可以確保這些情況不會再發(fā)生。

例如，通過冗余可以大大縮短停機時間。在CCS在全球范圍內通過更多迭代積累起更多知識之前，考慮運用冗余將是明智之選。關于冗余，值得一提的是板框式熱交換器的可靠性，這在Petra Nova和BD3都導致了性能降級和停機。在BD3，這一情況到2018年時得到了很大程度的改善。

兩家CCS發(fā)電廠都存在的另一個可靠性問題的例子是增壓鼓風機葉片背面出現(xiàn)水垢。這種結垢引起振動，并最終導致操作中斷以進行清理。自BD3的問題解決以后，我們曾提供咨詢意見并向Petra Nova和其他客戶提供了易于操作且成本低廉的解決方案。

第三個例子是CO2壓縮機中冷器在材料兼容性方面不匹配的問題。盡管表現(xiàn)方式不同，但Petra Nova和BD3在CO2壓縮機中冷器的結構材料上都出現(xiàn)過問題。這凸顯了實踐經(jīng)驗和所獲重要知識的價值。我們可以為客戶提供這些經(jīng)驗和知識，以便他們了解未來建造項目所需的合適且堅固的材料。

冗余穩(wěn)定性和可靠性問題指向了三個重要趨勢：1）經(jīng)驗表明通過第一代技術開展工作的必要性；2）成功經(jīng)驗和適應措施證明可靠性會隨著時間不斷提升；3）我們現(xiàn)在知道如何解決問題并繼續(xù)學習——這是第二代碳捕獲的大幅進步。

排放不會間斷

暫停Petra Nova運轉意味著排放直接進入大氣，而捕獲裝置則處于閑置狀態(tài)。CCS對于電力行業(yè)（產(chǎn)生全球32%的CO2排放量）具有重要意義。v為了將全球變暖限制在1.5°C，必須對大規(guī)模的排放密集型工業(yè)和發(fā)電工藝實施大力度的脫碳處理。CCS可以做到這一點。

從科學/工程的角度來看令人難以置信的是，在CCS技術已被證明取得成功并且迅速發(fā)展，可在簡化部署同時降低風險和成本的情況下，新CCS設施的推行以及現(xiàn)有設施的繼續(xù)運轉仍然沒有得到明確的大力支持。

Corwyn Bruce 國際CCS知識中心項目開發(fā)和咨詢服務副總裁，具有在BD3 CCS設施工作的實踐經(jīng)驗，也是Shand CCS可行性研究的主要作者。

關于國際CCS知識中心：本著促進全球對大規(guī)模CCS的理解和部署來減少全球溫室氣體排放的使命，知識中心通過完全集成的Boundary Dam 3 CCS Facility和全面的第二代CCS研究（稱為Shand研究）的基礎學習，提供實施大規(guī)模CCS項目以及CCS優(yōu)化的專業(yè)知識。知識中心由BHP和SaskPower于2016年創(chuàng)立并在獨立董事會的指導下運營。