УЛАВЛИВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА ... - IPCC

УЛАВЛИВАНИЕ ИХРАНЕНИЕ ДВУОКИСИУГЛЕРОДАРезюме для лиц, определяющих политику,и Техническое резюмеŒŠ ÞМежправительственная группа экспертовпо изменению климатаЮНЕП

Специальный доклад МГЭИКУлавливание и хранение двуокиси углеродаРезюме для лиц, определяющих политикуДоклад рабочей группы III МГЭИКиТехническое резюмеДоклад, принятый рабочей группой III МГЭИК,но утвержденный в общем видеРедакторы:Берт Метц, Огунладе ДэвидсонХелен де Конинк, Мануэла Лоос, Лео МейерЭтот доклад подготовлен Межправительственной группой экспертов по изменениюклимата по просьбе Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об измененииклимата© 2005, Межправительственная группа экспертов по изменению климатаISBN 92-9169-419-3

ПредисловиеМежправительственная группа экспертов по изменениюклимата (МГЭИК) была учреждена совместно ВсемирнойМетеорологической Организацией (ВМО) и ПрограммойОрганизации Объединенных Наций по окружающей среде(ЮНЕП) в 1988 г. Ее круг полномочий включает: (i) оценкуимеющейся научной и социально-экономической информацииоб изменении климата и его последствиях, а также о вариантахсмягчения последствий изменения климата и адаптации к нему,и (ii) предоставление по запросу научных, технических и социально-экономическихконсультаций для Конференции Сторон(КС) Рамочной конвенции Организации Объединенных Нацийоб изменении климата (РКИК ООН). С 1990 г. МГЭИК выпустиласерию докладов об оценках, специальные доклады, техническиедокументы, методологические пособия и другие публикации,которые стали стандартной справочной документацией,широко используемой лицами, принимающими политическиерешения, учеными и другими экспертами.На КС–7 был принят проект решения о том, чтобы проситьМГЭИК подготовить технический документ о технологияхгеологического хранения углерода a . В соответствии с этой просьбойна своей двадцатой сессии, проведенной в 2003 г. в Париже,Франция, МГЭИК постановила подготовить Специальный докладоб улавливании и хранении двуокиси углерода.Настоящее издание — Специальный доклад об улавливании ихранении двуокиси углерода — подготовлено рабочей группойIII МГЭИК, и главное внимание в нем уделяется улавливаниюи хранению двуокиси углерода (УХУ) как варианту смягчениявоздействий на изменение климата. Он состоит из девяти глав,охватывающих источники СО 2, технические особенности егоулавливания, транспортировки и хранения в геологическихформациях, океане или минералах, или его использования в промышленныхпроцессах. В нем также дается оценка стоимости ипотенциала УХУ, воздействий на окружающую среду, рисков ибезопасности, его последствий для кадастров и учета парниковыхгазов, общественного восприятия и правовых вопросов.Как обычно, успех МГЭИК при подготовке настоящего докладазависел в первую очередь от знаний, энтузиазма и сотрудничествамногих сотен экспертов всего мира по многочисленным,связанным между собой, но разным дисциплинам. Мы хотелибы выразить нашу признательность всем координирующимведущим авторам, ведущим авторам, авторам, представившимматериалы, редакторам-рецензентам и экспертам-рецензентам.Они потратили огромное количество времени и приложиликолоссальные усилия для выпуска настоящего доклада,и мы весьма благодарны им за их преданность делу МГЭИК.Мы хотели бы поблагодарить сотрудников группы техническойподдержки рабочей группы III и Секретариат МГЭИК заих преданность работе по координации выпуска еще одногоуспешного доклада МГЭИК. Мы также признательны правительствам,которые поддержали участие своих ученых в деятельностиМГЭИК и внесли вклады в Целевой фонд МГЭИКдля обеспечения широкого участия экспертов из развивающихсястран и стран с переходной экономикой.Мы хотели бы выразить свою признательность правительствамНорвегии, Австралии, Бразилии и Испании, которые являлисьпринимающими сторонами сессий по подготовке докладов в своихстранах, и особенно правительству Канады, которое организовалопроведение в своей стране рабочего совещания по этой теме,а также восьмой сессии рабочей группы III по официальномурассмотрению и принятию доклада в Монреале, и правительствуНидерландов, которое финансирует группу технической поддержкирабочей группы III.Мы хотели бы выразить особую благодарность председателюМГЭИК, д-ру Раджендру Пачаури, за его руководстводеятельностью МГЭИК, секретарю МГЭИК, д-ру РенатеКристи, и ее сотрудникам за оказанную поддержку, а такжесопредседателям рабочей группы III, профессору ОгунладеДэвидсону и д-ру Берту Метцу, за их руководство рабочейгруппой III в ходе подготовки настоящего доклада.Мишель ЖарроГенеральный секретарь,Всемирная Метеорологическая ОрганизацияКлаус ТепферИсполнительный директор, Программа ОрганизацииОбъединенных Наций по окружающей средеи Генеральный директор, Отделение ОрганизацииОбъединенных Наций в НайробиaСм. http://unfccc.int, Доклад КС-7, документ FCCC/CP/2001/13/Add.1, решение 9/СР.7 (статья 3.14 Киотского протокола), проект решения -/СМР.1, пункт7, стр. 65: «просит Межправительственную группу экспертов по изменению климата, в сотрудничестве с другими соответствующими организациями,подготовить технический документ о технологиях геологического хранения углерода, охватывающий имеющуюся информацию, и представить доклад поэтому вопросу для его рассмотрения Конференцией Сторон, действующей в качестве совещания Сторон Киотского протокола, на ее второй сессии».

ВступлениеЭтот Специальный доклад об улавливании и хранении двуокисиуглерода (СДУХУ) подготовлен под эгидой рабочейгруппы III (Смягчение воздействий на изменение климата)Межправительственной группы экспертов по изменению климата(МГЭИК). Доклад был составлен в ответ на предложениепроведенной в 2001 г. седьмой Конференции Сторон (КС–7)Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций обизменении климата (РКИК ООН). В апреле 2002 г. МГЭИКпостановила на своей девятнадцатой сессии в Женеве провестирабочее совещание, которое состоялось в ноябре 2002 г. вРегине, Канада. Результатами этого рабочего совещания былипервая оценка литературы по улавливанию и хранению СО 2ипредложение о Специальном докладе. На своей двадцатой сессиив 2003 г. в Париже, Франция, МГЭИК поддержала это предложениеи согласовала план и график b . Рабочей группе III былопоручено провести оценку научных, технических, связанных сокружающей средой, экономических и социальных аспектовулавливания и хранения СО 2. Мандат доклада включал, соответственно,оценку технологического развития, техническогои экономического потенциала для внесения вклада в смягчениевоздействий на изменение климата, а также оценку расходов. Онтакже включал правовые и нормативные вопросы, общественноевосприятие, последствия для окружающей среды и безопасность,а также вопросы, касающиеся кадастров и учета сокращенийвыбросов парниковых газов.В первую очередь в этом докладе дается оценка литературы,опубликованной после Третьего доклада об оценках (2001 г.) ипосвященной источникам, системам улавливания, транспортировкеи различным механизмам хранения СО 2. Он не охватываетвопросы биологического поглощения углерода в результатеземлепользования, изменений в землепользовании и лесномхозяйстве или в результате обогащения океанов. Докладстроится на материалах рабочей группы III, представленныхдля Третьего доклада об оценках изменения климата, 2001 г.(Смягчение последствий), а также на Специальном докладе осценариях выбросов 2000 г., в части, касающейся улавливанияи хранения СО 2в рамках вариантов смягчения воздействий. Внем указываются те пробелы в знаниях, которые необходимоликвидировать, чтобы способствовать широкомасштабномуприменению.Структура доклада соответствует компонентам системы улавливанияи хранения СО 2. В вводной главе излагается общаяоснова для оценки и дается краткий обзор систем УХУ. В главе2 характеризуются основные источники СО 2, которые подходятдля улавливания с технической и экономической точек зрения,с тем чтобы оценить практическую осуществимость УХУ вглобальном масштабе. Технические варианты улавливания СО 2подробно рассматриваются в главе 3, а глава 4 посвящена главнымобразом методам транспортировки СО 2. В последующихтрех главах рассматривается соответственно каждый из основныхвариантов хранения: геологическое хранение (глава 5),хранение в океане (глава 6), а также карбонизация минералов ипромышленные виды использования (глава 7). Вопросы общихрасходов и экономического потенциала УХУ рассматриваютсяв главе 8, после которой следует анализ последствий УХУ длякадастров и учета выбросов парниковых газов (глава 9).В подготовке доклада участвовало почти 100 ведущих и координирующихведущих авторов и 25 авторов, представивших материалы;все они потратили огромное количество времени и приложиликолоссальные усилия. Они представляли промышленноразвитые страны, развивающиеся страны, страны с переходнойэкономикой и международные организации. В рецензированиидоклада принимало участие более 200 человек (как отдельныхэкспертов, так и представителей правительств) со всего мира.Надзор за рецензированием осуществлялся 19 редакторами-рецензентами,благодаря которым всем замечаниям было уделенодолжное внимание.В соответствии с процедурами МГЭИК, Резюме для лиц, определяющихполитику, настоящего доклада утверждалось построчноправительствами на сессии рабочей группы III МГЭИК,проведенной в Монреале, Канада, 22–24 сентября 2005 г. В ходепроцедуры утверждения ведущие авторы подтвердили, чтосогласованный текст Резюме для лиц, определяющих политику,полностью соответствует исходному полному докладуи Техническому резюме, которые были приняты правительствами,однако ответственность за которые полностью несутавторы.Мы хотели бы выразить свою признательность правительствам,которые предоставили поддержку в финансовой и натуральнойформе при организации различных совещаний,которые были важны для завершения этого доклада. Мы особенноблагодарны канадскому правительству за организациюпроведения рабочего совещания в Регине 18–22 ноября 2002 г.,а также сессии рабочей группы III по утверждению докладав Монреале 22-24 сентября 2005 г. Группа составителей этогоbCм.: http://www.ipcc.ch/meet/session20/finalreport20.pdf

ivдоклада встречалась четыре раза для подготовки доклада иобсуждения результатов двух последовательных официальныхраундов МГЭИК по рецензированию доклада. Совещаниябыли любезно организованы соответственно правительствамиНорвегии (Осло, июль 2003 г.), Австралии (Канберра, декабрь2003 г.), Бразилии (Сальвадор, август 2004 г.) и Испании(Овиедо, апрель 2005 г.). Кроме того, успешному завершениюэтого доклада способствовали отдельные совещания, телеконференциии взаимодействия с правительствами.Мы присоединяемся к словам благодарности, выраженной впредисловии Генеральным секретарем ВМО и Исполнительнымдиректором ЮНЕП группе авторов, редакторам-рецензентами экспертам–рецензентам.Мы хотели бы поблагодарить персонал группы техническойподдержки рабочей группы III за их работу по подготовке этогодоклада, в частности Хелен де Конинк за ее выдающуюсяи эффективную координацию доклада, Мануэлу Лоос и КоруБланкендааль за их техническую, логистическую и секретариатскуюподдержку, а также Лео Мейера (руководителя ГТП)за его руководство. Мы также выражаем нашу признательностьАните Мейер за ее общую поддержку, Дейву Томасу,Питу Томасу, Тони Каннингаму, Фрэну Айткенсу, Энн Дженкси Рут де Вийс за техническое редактирование документа иВуту Найзену, Мартину Мидельбургу, Хенку Стейкельбику,Альберту ван Стаа, Еве Стам и Тиму Хулизелану за подготовкуокончательного макета и графического материала доклада.Особые слова благодарности адресуются Ли-Энн Шеферд изОбъединенного центра исследований технологий улавливанияи хранения парниковых газов (ОЦИТПГ) за умелую подготовкурисунков в Резюме для лиц, определяющих политику. И наконец,мы хотели бы выразить свою признательность РенатеКрист и ее персоналу, а также Франсису Хейсу (ВМО) за ихтрудную работу по оказанию поддержки данному процессу.В качестве сопредседателей рабочей группы III мы надеемся,вместе с другими членами бюро рабочей группы III, ведущимиавторами и группой технической поддержки, что этот докладбудет служить большей информированности об улавливаниии хранении СО 2, как варианта смягчения воздействий наизменение климата, лиц, отвечающих за принятие решенийна уровне правительств и в частном секторе, а также другихзаинтересованных читателей в научных кругах и широкойобщественности.Огунладе Дэвидсон и Берт МетцCопредседатели рабочей группы III МГЭИК посмягчению воздействий на изменение климата

vСодержаниеРезюме для лиц, определяющих политикуЧто представляет собой улавливание и хранение СО 2икаким образом оно может способствовать смягчениювоздействий на изменение климата? 2Каковы характеристики УХУ? 2На каком этапе находится в настоящее времятехнология УХУ? 3Каково географическое распределение источникови возможных мест хранения СО 2? 7Какова стоимость УХУ и каков технический иэкономический потенциал? 8Что представляют собой риски, связанные с УХУ, дляздоровья, безопасности и окружающей средына локальном уровне? 13Будет ли являться физическая утечка хранящегося СО 2угрозой для УХУ как варианта смягчения воздействийна изменение климата? 14Каковы правовые и нормативные вопросы, связанныес осуществлением хранения СО 2? 14Техническое резюме1. Введение и основа настоящего доклада 182. Источники СО 2213. Улавливание СО 2244. Транспортировка СО 2295. Геологическое хранение 306. Хранение в океане 367. Карбонизация минералов и промышленноеиспользование 398. Стоимость и экономический потенциал 419. Кадастры и учет выбросов 4610. Пробелы в знаниях 48Приложение I Глоссарий, акронимы и сокращения 51Приложение II Список основных докладов МГЭИК 56Каковы последствия УХУ для кадастрови учета выбросов? 15Что представляют собой пробелы в знаниях? 15

Специальный доклад МГЭИКУлавливание и хранение двуокиси углеродаРезюме для лиц, определяющих политикуНа основе проекта, подготовленного следующими авторами:Хуан Карлос Абанадес (Испания), Макото Акаи (Япония), Сэлли Бенсон (США), Кен Келдейра (США),Хелен де Конинк (Нидерланды), Питер Кук (Австралия), Огунладе Дэвидсон (Сьерра-Леоне), РичардДоктор (США), Джеймс Дулей (США), Поль Фриунд (Соединенное Королевство), Джон Гейл (СоединенноеКоролевство), Вольфганг Гейдуг (Германия), Говард Герцог (США), Дэвид Кейт (Канада), Марко Мадзотти(Италия и Швейцария), Берт Метц (Нидерланды), Лео Мейер (Нидерланды), Балгис Осман-Елаша (Судан),Эндрю Пальмер (Соединенное Королевство), Риитта Пипатти (Финляндия), Эдвард Рубин (США), КоенСмекенс (Бельгия), Мохаммед Солтание (Иран), Келли (Каилаи) Тамбимуту (Австралия и Канада)

2 Резюме для лиц, определяющих политикуЧто представляет собой улавливание и хранение СО 2икаким образом оно может способствовать смягчению воздействийна изменение климата?1. Улавливание и хранение двуокиси углерода (СО 2) — УХУ— это процесс, включающий отделение СО 2от промышленныхи энергетических источников, транспортировку кместу хранения и долгосрочную изоляцию от атмосферы. Вэтом докладе УХУ рассматривается как вариант в рамкахмер по смягчению воздействий, направленных на стабилизациюатмосферных концентраций парниковых газов.Другие варианты смягчения воздействий включают повышениеэнергетического КПД, переход на менее углеродоемкиевиды топлива, атомную энергию, возобновляемые источникиэнергии, совершенствование биологических поглотителей исокращение выбросов парниковых газов, иных нежели СО 2.УХУ характеризуется наличием потенциала для уменьшенияобщей стоимости мер по смягчению воздействий и повышениюгибкости при обеспечении сокращений выбросов парниковыхгазов. Широкомасштабное применение УХУ будет зависеть оттехнической зрелости, стоимости, общего потенциала, распространенияи передачи технологии развивающимся странам иих способности применять данную технологию, нормативныхаспектов, вопросов, касающихся окружающей среды, и общественноговосприятия (разделы 1.1.1, 1.3, 1.7, 8.3.3.4).2. В Третьем докладе об оценках (ТДО) указывается, что ниодин технологический вариант не обеспечит всех сокращенийвыбросов, которые необходимы для достижениястабилизации, и потребуется комплекс мер по смягчениювоздействий.В большинстве сценариев прогнозируется, что обеспечение первичнойэнергией будет по-прежнему зависеть от ископаемых видовтоплива по меньшей мере до середины века. Как говоритсяв ТДО, большинство моделей также свидетельствуют о том, чтоблагодаря известным технологическим вариантам 1 может бытьдостигнут широкий диапазон уровней атмосферной стабилизации,однако для их осуществления потребуются социально–экономическиеи институциональные изменения. В этом контекстеналичие УХУ в перечне вариантов может способствовать достижениюцелей стабилизации (разделы 1.1, 1.3).Каковы характеристики УХУ?3. Улавливание СО 2может применяться в отношении крупныхточечных источников. В таком случае СО 2подвергаютсжатию и транспортируют для хранения в геологическихформациях, в океане, природных карбонатах 2 илидля использования в промышленных процессах.К числу крупных точечных источников СО 2относятся крупныеэнергоустановки на ископаемом топливе или биомассе,основные отрасли промышленности, являющиеся источникомвыбросов СО 2, производство природного газа, установкипо производству синтетического топлива и установки попроизводству водорода на ископаемом топливе (см. таблицуРП.1). Потенциальными техническими видами хранения являются:геологическое хранение (в геологических формациях,таких как нефтяные и газовые месторождения, не имеющиеТаблица РП.1. Характеристики по виду процесса или промышленной деятельности мировых крупных стационарных источников СО 2, выбросыкоторых превышают 0,1 млн тонн СО 2(МтСО 2) в год.Процесс Количество источников Выбросы(МтСО 2•год -1 )Ископаемое топливоЭнергетика 4 942 10 539Производство цемента 1 175 932Нефтеочистительные заводы 638 798Сталелитейная промышленность 269 646Нефтехимическая промышленность 470 379Переработка нефти и газа Данные отсутствуют 50Другие источники 90 33БиомассаБиоэтанол и биоэнергетика 303 91Итого 7 887 13 4681«Известные технологические варианты» — это технологии, которые существуют в настоящее время на стадии функционирования или экспериментальнойустановки, о чем говорится в сценариях смягчения воздействий, рассмотренных в ТДО. Они не включают любые новые технологии, которые потребуют серьезныхтехнологических прорывов. Известные технологические варианты описаны в ТДО, и несколько сценариев смягчения воздействий включают УХУ.2Хранение СО 2в качестве минеральных карбонатов не охватывает глубокую геологическую карбонизацию или хранение в океане с повышеннойнейтрализацией карбоната, о чем говорится в главе 6 (раздел 7.2).

Резюме для лиц, определяющих политику3Газ для бытовыхцелейБиомассаУгольГазЦементные (сталелитейные)заводы и т. д.Природный газ+ улавливание СО 2КарбонизацияминераловНефтьCO 2ПроизводствоэлектроэнергииНефтехимическиепредприятия+ улавливание СО 2ИспользованиеН 2в будущемГеологическоехранение СО 2Промышленные видыиспользованияГеологическоехранение СО 2Хранение в океане(судно или трубопровод)Рисунок РП.1. Схематическая диаграмма возможных систем УХУ, показывающая источники, к которым могло бы применяться УХУ, вариантытранспортировки и хранения СО 2. (С разрешения ОЦИТПГ.)промышленного значения угольные пласты и глубоко залегающиесоленосные формации 3 ), хранение в океане (прямой выбросв столб океанской воды или в морскую впадину) и промышленнаяфиксация СО 2в неорганических карбонатах. В этом докладетакже рассматриваются промышленные виды использованияСО 2, однако считается, что оно не будет в значительной мереспособствовать сокращению выбросов СО 2(см. рисунок РП.1)(разделы 1.2, 1.4, 2.2, таблица 2.3).4. Чистое сокращение выбросов в атмосферу при помощиУХУ зависит от доли улавливания СО 2, увеличения производстваСО 2в результате снижения общей эффективностиэнергоустановок или промышленных процессов вследствиедополнительной энергии, которая требуется дляулавливания, транспортировки и хранения, любой утечкив результате транспортировки и доли СО 2, сохранившейсяпри хранении в течение длительного периода времени.Благодаря имеющейся технологии улавливается порядка 85–95 %СО 2, прошедшего через уловитель. Энергоустановка, оборудованнаясистемой УХУ (с выходом для геологического храненияили хранения в океане), потребует энергии приблизительно на10–40 % 4 больше по сравнению с установкой эквивалентной мощностибез УХУ, при этом большая часть этой энергии идет на улавливаниеи компрессию. Для безопасного хранения чистый результатзаключается в том, что энергоустановка с УХУ может снизитьвыбросы СО 2в атмосферу приблизительно на 80–90 % по сравнениюс установкой без УХУ (см. рисунок РП.2). В связи с возможностьюутечки из резервуара хранения оставшаяся доля определяетсяв качестве доли общего объема закачанного СО 2, которая сохраняетсяв течение определенного периода времени. Системы УХУ схранением в виде минеральных карбонатов потребуют энергии на60–180 % больше по сравнению с установкой эквивалентной мощностибез УХУ. (Разделы 1.5.1, 1.6.3, 3.6.1.3, 7.2.7).На каком этапе находится в настоящее время технология УХУ?5. Существуют разные типы систем улавливания СО 2: улавливаниепосле сжигания, до сжигания и с сжиганием обогащенногокислородом топлива (рисунок РП.3). Важнымифакторами при выборе системы улавливания являютсяконцентрация СО 2в газовом потоке, давление газового потокаи тип топлива (твердое или газ).3Соленосные формации представляют собой седиментационные породы, насыщенные водами формации с высокими концентрациями растворенных солей. Они имеютширокое распространение и содержат колоссальное количество воды, которая является непригодной для сельского хозяйства и потребления человеком. Ввиду вероятностирасширения использования геотермальной энергии потенциальные геотермальные районы могут оказаться непригодными для хранения СО 2(см. раздел 5.3.3).4Данный диапазон характеризует три типа энергоустановок: для установок с комбинированным циклом природного газа этот диапазон составляет 11–22 %,для установок на угольной пыли — 24–40 % и для установок комбинированного цикла комплексной газификации — 14–25 %.

4 Резюме для лиц, определяющих политикуСтандартнаяустановкаУстановкас УХУПредотвращенные выбросы СО 2Удержанный СО 2Производство СО 2(кг/кВт • ч)ВыбросЗахватРисунок РП.2. Улавливание и хранение СО 2из энергоустановок. Повышенныйобъем производства СО 2в результате снижения общей эффективности энергоустановоквследствие дополнительной энергии, которая требуется для улавливания,транспортировки и хранения, и любой утечки при транспортировке приводит кбольшему объему «СО 2, производимого на единицу продукции» (нижняя линия) посравнению с эталонной установкой (верхняя линия) без улавливания (рисунок 8.2).Улавливание СО 2после сжигания топлива в энергетических установкахявляется экономически осуществимым при определенныхусловиях 5 . Оно используется для улавливания СО 2из части дымовыхгазов, выбрасываемых рядом существующих энергоустановок.Сепарация СО 2в промышленности по переработке природногогаза, в которой применяется аналогичная технология, осуществляетсяв условиях развитого рынка 6 . Технология, необходимаядля захвата до сжигания, широко применяется при производствеудобрений и водорода. Хотя первоначальные этапы улавливаниядо сжигания, связанные с преобразованием топлива, являются болеесложными и дорогостоящими, процесс сепарации упрощаетсяблагодаря более высоким концентрациям СО 2в газовом потоке иболее высокому давлению. Сжигание с обогащением топлива кислородомнаходится на демонстрационном этапе 7 и требует применениякислорода с высокой степенью чистоты. Результатом этогоявляются высокие концентрации СО 2в газовом потоке и соответственноболее простая сепарация СО 2, а также повышенный расходэнергии при отделении кислорода от воздуха (разделы 3.3, 3.4, 3.5).СырьеПромышленная сепарацияПромышленный процессСепарацияCO2КомпрессияCO2После сжиганияПродуктСжиганиеСепарацияCO2КомпрессияCO2ВоздухТепло и энергияИскопаемыевиды топлива,биомассаДо сжиганияГазификация/преобразованиеСепарацияН2 и СО2КомпрессияCO2Воздух/О2 + потокH2Тепло и энергияТопливо, обогащенное кислородомСжиганиеКомпрессияДругие продуктыCO2O2СепарацияТепло и энергияCO2ВоздухРисунок РП.3. Схематическое представление систем улавливания. Виды топлива и продукции показаны для сжигания с обогащением топлива кислородом,для систем улавливания до сжигания (включая производство водорода и удобрений), после сжигания и промышленных источников СО 2(включая установкидля переработки природного газа и производства стали и цемента) [на основе рисунка 3.1]. (С разрешения ОЦИТПГ.)5«Экономически осуществимое при определенных условиях» означает, что технология является хорошо понятой и используется в отдельных коммерческихприменениях, например, при благоприятном налоговом режиме или особо благоприятном положении на рынке, при обработке по меньшей мере 0,1МтСО 2•год -1 и незначительном количестве (менее 5) повторений данной технологии.6«Развитый рынок» означает, что в настоящее время применяется технология с многочисленными повторениями технологии, используемой в коммерческихмасштабах во всем мире.7«Демонстрационный этап» означает, что данная технология разработана и действует в масштабах экспериментальной установки, однако требуетсядальнейшая доработка, пока эта технология не станет готовой для проектирования и создания полномасштабной системы.

Резюме для лиц, определяющих политику56. Трубопроводы являются предпочтительным средствомдля транспортировки значительных объемов СО 2на расстояниядо порядка 1 000 км. Для объемов менее несколькихмиллионов тонн СО 2в год или для транспортировкичерез более протяженные морские пространства привлекательнеес экономической точки зрения может оказатьсяиспользование судов, если этот вариант являетсяприемлемым.Транспортировка СО 2по трубопроводу является технологиейразвитого рынка (в США по трубопроводам протяженностьюболее 2 500 км транспортируется более 40 МтСО 2в год). В большинствегазопроводов газ приводится в движение компрессорами,находящимися в верхней части потока, однако для некоторыхтрубопроводов требуются промежуточные компрессорныестанции. Сухой СО 2не оказывает коррозионного воздействияна трубопроводы, даже если он содержит загрязняющие примеси.Если СО 2содержит влагу, она удаляется из потока СО 2дляпредотвращения коррозии и избежания расходов, связанных состроительством трубопроводов из коррозиестойкого материала.Транспортировка СО 2судами, аналогичная перевозке судамисжиженных нефтяных газов, является экономически осуществимойпри определенных условиях, однако в настоящее времяона осуществляется в незначительных масштабах ввиду ограниченногоспроса. СО 2может также перевозиться по железнойдороге или в автоцистернах, однако эти варианты вряд ли могутявляться привлекательными для крупномасштабной транспортировкиСО 2(разделы 4.2.1, 4.2.2, 4.3.2, рисунки 4.5, 4.6).7. Для хранения СО 2в залегающих на большой глубине береговыхили морских геологических формациях применяютсямногие из тех технологий, которые были разработанынефтегазовой промышленностью и доказали свою экономическуюосуществимость при определенных условиях длянефтегазовых месторождений и соленосных формаций, нопока не применяются для хранения в не имеющих промышленногозначения угольных пластах 8 (см. рисунок РП.4).Обзор вариантов геологического хранения1 Выработанные нефтяные и газовые пласты2 Использование СО 2для повышенного извлечения нефти и газа3 Глубоко залегающие соленосные формации –а) морская зона b) береговая зона4 Использование СО 2для повышенного извлечения угольного метанаДобыча нефти или газаЗакачанный СО 2Хранящийся СО 2Рисунок РП.4. Обзор вариантов геологического хранения (на основе рисунка 5.3). (С разрешения ОЦИТПГ.)8Угольный пласт, который вряд ли будет когда-либо разрабатываться, поскольку он залегает слишком глубоко или является слишком тонким, можетпотенциально использоваться для хранения СО 2. В случае последующей разработки хранящийся СО 2может быть выпущен. Метод повышенного извлеченияугольного метана (ПИУМ) может потенциально увеличить добычу метана из угольных пластов при одновременном хранении СО 2. Полученный метанбудет использоваться, а не выбрасываться в атмосферу (раздел 5.3.4).

6 Резюме для лиц, определяющих политикуПри закачивании СО 2в подходящие соленосные формации илинефтегазовые месторождения на глубины более 800 м 9 различныефизические и геохимические улавливающие механизмы не позволятему выйти на поверхность. Обычно основным физическиммеханизмом улавливания является наличие перекрывающей породы10 . Хранение в угольном пласте может осуществляться в малыхглубинах и основано на адсорбции СО 2на угле, однако техническаяосуществимость в значительной степени зависит от проницаемостиугольного пласта. Сочетание хранения СО 2с повышенным извлечениемнефти (ПИН 11 ) или, потенциально, повышенным извлечениемугольного метана (ПИУМ) может дать дополнительныевыгоды в результате добычи нефти или газа. В настоящее времяна основе существующих применений ведется дальнейшая разработкатехнологии бурения скважин, технологии закачивания,компьютерной имитации действия резервуара хранения и методовмониторинга с целью их использования при проектировании и осуществлениипроектов геологического хранения.Идет осуществление трех проектов хранения промышленногомасштаба 12 : проекта Слейпнера в морской соленоснойформации в Норвегии, проекта ПИН Уэйберна в Канадеи проекта Ин-Салаха на газовом месторождении в Алжире.Планируются другие проекты (разделы 5.1.1, 5.2.2, 5.3, 5.6, 5.9.4,блоки 5.1, 5.2, 5.3).8. Хранение в океане потенциально может осуществлятьсядвумя способами: закачиванием и растворением СО 2в водном столбе (обычно на глубине более 1 000 м) черезфиксированный трубопровод или находящееся в движениисудно, или путем его доставки через фиксированныйтрубопровод или морскую платформу на дно моря наглубинах более 3 000 м, где СО 2имеет большую по сравнениюс водой плотность и где он образует, как предполагается,«озеро», что будет задерживать растворениеСО 2в окружающей среде (см. рисунок РП.5). Хранение вУЛАВЛИВАНИЕСтационарныйтрубопроводДвижущеесясудноПлатформаГазообразныйили жидкий СО 2Всплывающий факелТИП РАСТВОРЕНИЯЖидкий СО 2Погружающийся факелТИП РАСТВОРЕНИЯЖидкийСО 2ТИП ОЗЕРАРисунок РП.5. Обзор концепций хранения в океане. При хранении в океане «по типу растворения» СО 2быстро растворяется в океанской воде, в то время какпри хранении в океане «по типу озера» СО 2первоначально представляет собой жидкость на дне моря. (С разрешения ОЦИТПГ.)9На глубинах более 800–1 000 м СО 2становится сверхкритическим и приобретает жидкообразную плотность (порядка 500–800 кг•м -3 ), что обеспечиваетпотенциал для эффективного использования подземного пространства для хранения и повышает безопасность хранения (раздел 5.1.1).10Порода с весьма низкой проницаемостью, которая действует в качестве верхнего уплотнителя и не позволяет жидкости выходить за пределы резервуара.11Для целей этого доклада ПИН означает повышенное извлечение нефти с применением СО 2.12«Промышленный масштаб» в настоящем документе означает порядка 1 МтСО 2в год.

10 Резюме для лиц, определяющих политикуТаблица РП.3. Стоимость УХУ: стоимость выработки электроэнергии для различных типов производства — без улавливания и для системы УХУ в целом.Стоимость полноценной системы УХУ для производства электроэнергии новой, крупной энергоустановкой, работающей на ископаемом топливе, зависит от рядафакторов, включая характеристики энергоустановки и системы улавливания, характеристики места хранения, объема СО 2, и необходимое расстояние транспортировки.Приводимые цифры предполагают опыт работы с крупной установкой. Цены на газ предполагаются в размере 2,8–4,4 долл. США • ГДж -1 , а цены на уголь— 1–1,5 долл. США • ГДж -1 (на основе таблиц 8.3 и 8.4).Система энергоустановкиКомбинированный циклприродного газа (долл.США/кВт • ч)Угольная пыль(долл. США/кВт • ч)Комбинированный цикл комплекснойгазификации(долл. США/кВт • ч)Без улавливания (стандартная0,03 – 0,05 0,04 – 0,05 0,04 – 0,06установка)С улавливанием и геологическим0,04 – 0,08 0,06 – 0,10 0,05 – 0,09хранениемС улавливанием и ПИН 11 0,04 – 0,07 0,05 – 0,08 0,04 – 0,07Таблица РП.4. Стоимость предотвращения выбросов СО 2для полной системы УХУ при производстве электроэнергии, для разных комбинаций стандартных энергоустановокбез УХУ и энергоустановок с УХУ (геологическое хранение и ПИН). Объем предотвращенного выброса СО 2равен разнице между выбросами стандартной установки ивыбросами энергоустановки с УХУ. Цены на газ предполагаются в размере 2,8–4,4 долл. США • ГДж -1 , а цены на уголь — 1–1,5 долл. США • ГДж -1 (на основе таблиц 8.3a и 8.4).Тип энергоустановки с УХУСтандартная установка с комбинированным цикломприродного газаСтоимость предотвращения выбросовв долл. США/тСО 2Энергоустановка с улавливанием и геологическим хранениемКомбинированный цикл природного газа 40 – 90Угольная пыль 70 – 270Комбинированный цикл комплексной газификации 40 – 220Энергетическая установка с улавливанием и ПИН 11Комбинированный цикл природного газа 20 – 70Угольная пыль 50 – 240Комбинированный цикл комплексной газификации 20 – 190Стандартная установка на угольнойпылиСтоимость предотвращения выбросов вдолл. США/тСО 220 – 6030 – 7020 – 700 – 3010 – 400 – 40Стоимость модернизации существующих установок посредствомоборудования системами УХУ является разной. Промышленныеисточники СО 2могут быть более легко оборудованы системойсепарации СО 2, в то время как комплексные системы энергоустановоктребуют более значительной модернизации. Для снижениябудущей стоимости модернизации при проектировании новыхустановок может учитываться применение будущих систем УХУ(разделы 3.1.4, 3.7.5).16. В большинстве систем УХУ стоимость улавливания(включая компрессию) является самым значительнымкомпонентом стоимости.Стоимость различных компонентов системы УХУ меняется в широкомдиапазоне в зависимости от исходной установки и широкогоперечня источников СО 2, видов транспортировки и вариантовхранения (см. таблицу РП.5). В течение следующего десятилетиястоимость улавливания может быть снижена на 20–30 %, и ещебольшая экономия должна быть достигнута благодаря новым технологиям,которые пока находятся на исследовательском или демонстрационномэтапах. Стоимость транспортировки и храненияСО 2может снижаться медленными темпами по мере дальнейшегоусовершенствования технологии и расширения масштабов применения(разделы 1.5.3, 3.7.13, 8.2).17. Энергетические и экономические модели показывают, чтоисточником основного вклада системы УХУ в смягчениевоздействия на изменение климата будет являться ее применениев секторе производства электроэнергии. Большаячасть моделирования, получившая оценку в рамках этогодоклада, свидетельствует о том, что системы УХУ начинаютприменяться в значительных масштабах, когдацены на СО 2начинают достигать приблизительно 25–30долл. США/тСО 2.Возможности улавливания с низкими расходами (при переработкегаза или производстве водорода и аммиака, когда сепарация СО 2уже осуществлена) в сочетании с небольшими (

Резюме для лиц, определяющих политику11Таблица РП.5. Диапазоны стоимости в ценах 2002 г. компонентов системы УХУ, применяемой в данном типе энергоустановки или промышленного источника.Стоимость отдельных компонентов не может быть просто суммирована для расчета стоимости всей системы УХУ с учетом стоимости предотвращениявыбросов СО 2в долл. США/тСО 2. Все цифры отражают расходы на крупномасштабные, новые установки, при этом цены на природный газ предполагаютсяв размере 2,8–4,4 долл. США • ГДж -1 , а цены на уголь — в размере 1–1,5 долл. США • ГДж -1 (разделы 5.9.5, 8.2.1, 8.2.2, 8.2.3, таблицы 8.1 и 8.2).Компоненты системы УХУ Диапазон стоимости ЗамечанияУлавливание из энергоустановки насжигании угля или газаУлавливание из установки попроизводству водорода и аммиака илипереработке газаУлавливание из других промышленныхисточниковТранспортировкаГеологическое хранение aГеологическое хранение: мониторинг ипроверкаХранение в океанеКарбонизация минераловa15–75 долл. США/чистая захваченная тСО 25–55 долл. США/чистая захваченная тСО 225–115 долл. США/чистая захваченная тСО 21–8 долл. США/транспортируемая тСО 20,5–8 долл. США/закачиваемая тСО 20,1–0,3 долл. США/закачиваемая тСО 25–30 долл. США/закачиваемая тСО 250–100 долл. США/ чистая минерализованнаятСО 2Чистая стоимость захваченного СО 2по сравнению с аналогичнойустановкой без системы улавливанияПрименяется к источникам с высокой степенью чистоты, требующимпростого осушения и компрессииДиапазон отражает использование ряда различных технологий и видовтопливаНа 250 км трубопровода или доставки судами при показателях массовогорасхода от 5 (высокий конец) до 40 (низкий конец) МтСО 2• год -1Исключая потенциальную прибыль от ПИН или ПИУМЭто включает мониторинг до закачивания, во время закачивания ипосле закачивания и зависит от нормативных требованийВключая транспортировку по морю на расстояние 100–500 км, безмониторинга и проверкиДиапазон для наиболее хорошо изученного случая. Включаетиспользование дополнительной энергии для карбонизацииВ течение длительного периода времени могут иметь место дополнительные расходы, связанные с восстановительными мерами и обязательствами.18. Согласно имеющимся данным, во всем мире существует,вероятно 19 , технический потенциал 20 , обеспечивающийемкость хранения в геологических формациях как минимумпорядка 2 000 ГтСО 2(545 ГтС 21 ).Потенциал для хранения в геологических соленосных формацияхмог бы быть гораздо больше, однако оценки верхнего предела являютсянеопределенными из-за отсутствия информации и согласованнойметодологии. Имеются более точные данные о емкостинефтяных и газовых пластов. Техническая емкость для хранения вугольных пластах является значительно меньшей и не столь хорошоизвестной.Расчеты емкости для хранения СО 2в океанах, составленныепри помощи моделей, показывают, что эта емкость может составлятьпорядка тысяч ГтСО 2, в зависимости от предполагаемогоуровня стабилизации в атмосфере 22 и ограничений, связанныхс сохранением окружающей среды, таких как изменение рНв океане. В настоящее время невозможно определить возможнуюстепень использования карбонизации минералов, посколькуона зависит от неизвестного количества силикатных запасов,которые могут технически эксплуатироваться, а также от такихсвязанных с окружающей средой вопросов, как объем удаленияпродукции (разделы 5.3, 6.3.1, 7.2.3, таблица 5.2).19. Согласно большинству сценариев стабилизации атмосферныхконцентраций парниковых газов в пределах 450-750 ppmv СО 2исовокупности наименее дорогостоящих вариантов смягчениявоздействий, экономический потенциал 23 УХУ составит в общейсложности 220-2 200 ГтСО 2(60-600 ГтС), что будет означать,что вклад УХУ составляет 15-55 % от общего объемадеятельности по смягчению воздействий во всем мире в периоддо 2100 г., что является средней величиной на основе ряда исходныхсценариев. Вероятно 19 , что технический потенциал 20геологического хранения является достаточным для охватавысокого предела диапазона экономического потенциала, однакодля отдельных регионов дело может обстоять иначе.Неопределенности в этих оценках экономического потенциала являютсясущественными. Для того чтобы системы УХУ достигли подобногоэкономического потенциала, необходимо, чтобы в предстоящемстолетии было установлено от нескольких сотен до нескольких тысячсистем улавливания СО 2, при этом каждая из них должна улавливатьпорядка 1–5 МтСО 2в год. Фактическое осуществление УХУ, как идругих вариантов смягчения воздействия, характеризуется, вероятно,меньшими масштабами по сравнению с экономическим потенциаломвследствие таких факторов, как воздействие на окружающую среду,риски утечки и отсутствие четкой правовой основы или общественноевосприятие (разделы 1.4.4, 5.3.7, 8.3.1, 8.3.3, 8.3.3.4).19«Вероятно» — это вероятность, составляющая 66–90 %.20«Технический потенциал», определение которого содержится в ТДО, — это объем, на который можно сократить выбросы парниковых газов благодаряприменению технологии или практики, которые уже были продемонстрированы.21Это заявление основано на экспертном заключении авторов имеющейся литературы. Оно отражает наличие неопределенности в отношении оценокемкости хранения (раздел 5.3.7).22Этот подход учитывает, что СО 2, закачиваемый в океан, через некоторое время достигнет равновесия с атмосферой.23Экономический потенциал — это объем сокращений выбросов парниковых газов в результате применения определенного варианта, который может быть обеспеченэкономически эффективным образом с учетом доминирующих обстоятельств (т. е. рыночной стоимости сокращений выбросов СО 2и стоимости других вариантов).

12 Резюме для лиц, определяющих политикуИспользование первичной энергии(ЭДж•год -1 )1 4001 2001 000800600400200-MiniCAMa2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.1 400bMESSAGE1 2001 000800600400200-2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.Солнечная энергия/ветерГидроэнергияБиомассаАтомная энергияНефтьГаз, УХУГаз (без улавливания)Уголь, УХУУголь (без улавливания)Выбросы (МтСО 2•год -1 )90 00080 00070 00060 00050 00040 00030 00020 00010 000-MiniCAMcВыбросыв атмосферу2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.90 00080 00070 00060 00050 00040 00030 00020 00010 000-MESSAGEdВыбросыв атмосферу2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.Сохранение иэнергоэффективностьBозобновляемаяэнергияАтомная энергияЗамена угля на газУХУПредельная цена СО 2(2002 г., вдолл. США/тСО 2)180160140120100806040200eMiniCAMMESSAGE2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.Рисунок РП.7. Эти цифры являются иллюстративными примерами глобального потенциального вклада УХУ как части портфеля мер по смягчению воздействий.Они основаны на двух альтернативных комплексных моделях оценки (MESSAGE и MiniCAM), хотя исходят из тех же самых предположений вотношении главных исходных факторов выбросов. Результаты могут в значительной мере отличаться в региональных масштабах. Этот пример основан наедином сценарии и поэтому не освещает весь диапазон неопределенностей. Секции а и b показывают глобальное использование первичной энергии, включаяустановку систем УХУ. Секции с и d показывают глобальные выбросы СО 2серым цветом, а соответствующие вклады основных мер по сокращению выбросовдаются в цвете. Секция е показывает расчетную предельную цену сокращений выбросов СО 2(раздел 8.3.3, блок 8.3).20. Согласно большинству исследований в рамках сценариев,роль УХУ в рамках совокупности мер по смягчению воздействийповысится в течение столетия, а включениеУХУ в портфель мер по смягчению воздействий снизит,как считается, стоимость стабилизации концентрацийСО 2на 30 % или еще большую цифру.Один из аспектов стоимостной конкурентоспособности системУХУ заключается в том, что технологии УХУ совместимы сбольшинством существующих энергетических инфраструктур.Глобальный потенциальный вклад УХУ в качестве части портфелямер по смягчению воздействий показан с помощью примеров,приведенных на рисунке РП.7. Анализы ситуации в этой областихарактеризуются в настоящее время ограниченными рамками,и для повышения качества информации могут потребоваться дополнительныеоценки (разделы 1.5, 8.3.3, 8.3.3.4, блок 8.3).

Резюме для лиц, определяющих политику13Что представляют собой риски, связанные с УХУ,для здоровья, безопасности и окружающей среды налокальном уровне?21. Риски 24 на локальном уровне, связанные с транспортировкойСО 2по трубопроводу, могут быть аналогичными или болеенизкими по сравнению с теми рисками, которые создаютсяуже действующими трубопроводами для углеводородов.У существующих трубопроводов СО 2, проходящих главнымобразом в районах с низкой плотностью населения, количествоаварий в расчете на 1 км трубопровода является весьманезначительным и сопоставимо с аналогичным показателем утрубопроводов для углеводородов. Неожиданный и значительныйвыброс СО 2создал бы непосредственную опасность дляжизни и здоровья людей, если бы они подверглись воздействиюконцентраций СО 2в воздухе, превышающих 7–10 % в объемномвыражении. Транспортировка СО 2по трубопроводу, проходящемучерез населенные районы, требует уделения внимания выборумаршрута, защите от чрезмерного давления, выявлениюутечек и другим конструктивным факторам. Не предвидитсяналичие каких-либо серьезных препятствий для конструированиятрубопроводов с УХУ (раздел 4.4.2, приложение АI.2.3.1).22. При правильном выборе места на основе имеющейся информациио подповерхностной зоне, наличии программымониторинга для выявления проблем, нормативнойсистемы и правильном использовании методов восстановлениядля прекращения выбросов СО 2или контроляза ними, если они происходят, риски для здоровья, безопасностии окружающей среды на локальном уровне, связанныес геологическим хранением, будут сопоставимы срисками, связанными с такими существующими видамидеятельности, как хранение природного газа, ПИН и захоронениекислого газа под землей на большой глубине.Естественные резервуары СО 2способствуют пониманию поведенияСО 2под землей. Характеристики мест хранения с низкойвероятностью утечки включают перекрывающие породы свысокой степенью непроницаемости, геологическую стабильность,отсутствие каналов утечки и эффективные механизмыловушки.Имеются два разных типа сценариев утечки: (1) внезапнаяутечка в результате повреждения закачивающей скважиныили утечка из заброшенной скважины; и (2) постепеннаяутечка в результате необнаруженных дефектов, разрывов илииз скважин. Последствия повышенных концентраций СО 2в неглубокомподповерхностном слое могут включать смертельноопасное воздействие на растения и подпочвенных животных,а также загрязнение подземных вод. Интенсивные потоки всочетании со стабильными атмосферными условиями могутстать причиной высоких местных концентраций СО 2в воздухе,которые могут причинить ущерб животным или людям.Наращивание давления, вызванное закачиванием СО 2, можетпровоцировать небольшие сейсмические явления.Несмотря на наличие ограниченного опыта в областигеологического хранения, тесно связанные между собой промышленныйопыт и научные знания могут послужить основойдля надлежащего управления в условиях риска, включая восстановительныемеры. Эффективность имеющихся методовуправления в условиях риска все еще нуждается в подтверждениив плане их использования при хранении СО 2. Если утечкапроисходит в месте хранения, восстановительные мерыпо ликвидации утечки могут включать стандартные методыремонта скважин или перехват и откачку СО 2до его утечки внеглубокий подземный водоносный горизонт. Учитывая продолжительныесроки, связанные с геологическим хранениемСО 2, необходимым может оказаться мониторинг данного местав течение длительных периодов времени (разделы 5.6, 5.7, таблицы5.4, 5.7, рисунок 5.25).23. Добавление СО 2в океан или образование озер жидкого СО 2на дне океана в промышленных масштабах приведет к изменениюместных химических характеристик окружающейсреды. Эксперименты показали, что устойчивые высокиеконцентрации СО 2вызовут гибель океанских организмов.Воздействие СО 2на морские организмы будет иметь последствияна уровне экосистемы. Еще предстоит исследоватьнеобратимые последствия прямого закачиванияСО 2в океан для экосистемы в пределах крупных океанскихрайонов и в течение длительного периода времени.Результаты имитаций при помощи моделей показывают повышениекислотности (уменьшение рН >0,4) для приблизительно1 % объема океана в случае предположения об осуществлениивыброса из семи мест на глубину океана в 3 000 м, где хранениев океане обеспечивает 10 % результативности мер по смягчениювоздействий для стабилизации на уровне 550 ppmv СО 2.Для целей сравнения: в случае подобной стабилизации без храненияв океане можно предположить уменьшение рН >0,25 посравнению с доиндустриальными уровнями на всей поверхностиокеана. Уменьшение на 0,2–0,4 рН значительно превышает доиндустриальныеколебания средней кислотности океана. Приэтих уровнях изменения рН отмечались некоторые последствиядля организмов, обитающих вблизи поверхности океана, однакоустойчивые воздействия пока не изучены. До завершения комплекснойоценки рисков необходимо достичь лучшего пониманияэтих последствий. Отсутствует какой-либо известный механизмнеожиданного или катастрофического выброса хранящегося вокеане СО 2в атмосферу. Постепенный выброс рассматриваетсяв пункте 26 РП. Преобразование молекулярного СО 2в бикарбонатыили гидраты до или во время выброса СО 2приведет куменьшению влияния рН и продлению задержания СО 2в океане,однако это также приведет к повышению расходов и другимпоследствиям для окружающей среды (раздел 6.7).24При рассмотрении вопроса о рисках мы исходим из предположения о том, что риск является результатом вероятности того, что событие произойдет, ипоследствиями события, если оно все же происходит.

14 Резюме для лиц, определяющих политику24. Последствия для окружающей среды широкомасштабнойкарбонизации минералов будут являться следствиемнеобходимой добычи и удаления конечной продукции, котораяне имеет никакого практического использования.Для промышленной фиксации одной тонны СО 2требуется от1,6 до 3,7 тонн силикатной породы. Последствия карбонизацииминералов аналогичны последствиям эксплуатации крупных,находящихся на поверхности шахт. Они включают очистку земли,ухудшение качества местного воздуха и причинение ущербаводе и растительности в результате бурения, перемещения земли,а также сортировки и выщелачивания металлов из отходовразработок, и все это может также косвенным образом привестик деградации среды обитания. Большинство продуктов карбонизацииминералов необходимо удалять, для чего потребуютсясвалки и дополнительный транспорт (разделы 7.2.4, 7.2.6).Будет ли являться физическая утечка хранящегося СО 2угрозой для УХУ как варианта смягчения воздействий наизменение климата?25. Результаты наблюдений за инженерными и естественнымианалогами, а также применение моделей показывают,что доля, сохраняющаяся в должным образом выбранныхи управляемых геологических пластах, весьмавероятно 25 , превысит 99 % в течение 100 лет и, вероятно19 , превысит 99 % в течение 1 000 лет.В правильно выбранных, спроектированных и управляемыхместах геологического хранения огромная часть общего количестваСО 2будет постепенно фиксироваться различнымимеханизмами-ловушками и в таком случае может храниться втечение миллионов лет. Благодаря этим механизмам хранениеможет стать более безопасным в течение более длительныхсроков (разделы 1.6.3, 5.2.2, 5.7.3.4, таблица 5.5).26. Выброс СО 2в результате хранения в океане будет постепеннымв течение сотен лет.Данные индикатора отслеживания океана и расчеты моделей показывают,что в случае хранения в океане удерживаемая доля составляет,в зависимости от глубины и места закачивания, 65–100 % через100 лет и 30–85 % через 500 лет (более низкая процентная доля призаканчивании на глубину 1 000 м, более высокая процентная доля— на глубину 3 000 м) (разделы 1.6.3, 6.3.3, 6.3.4, таблица 6.2).27. В случае карбонизации минералов хранящийся СО 2не будетвыбрасываться в атмосферу (разделы 1.6.3, 7.2.7).28. Если происходит постоянная утечка СО 2, она может, поменьшей мере частично, уравновесить выгоды УХУ длясмягчения воздействий на изменение климата. Оценки последствийутечки для смягчения воздействий на изменениеклимата зависят от основы, выбранной для принятиярешений, и от имеющейся информации о тех долях, которыеудерживаются при геологическом хранении или хранениив океане, как показано в пунктах 25 и 26.Исследования, проведенные с целью изучения вопроса о том,каким образом заниматься непостоянным хранением, основанына разных подходах: стоимость задержки выбросов,минимизация расходов по конкретному сценарию смягчениявоздействий или допустимые будущие выбросы в контекстепредполагаемой стабилизации атмосферных концентрацийпарниковых газов. В некоторых из этих исследований допускаетсякомпенсация будущей утечки за счет дополнительныхсокращений выбросов; результаты зависят от предположенийв отношении будущей стоимости сокращений, учетных ставок,количества хранящегося СО 2и предполагаемого уровня стабилизацииатмосферной концентрации. В других исследованияхкомпенсация не рассматривается в качестве варианта вследствиеполитических и институциональных неопределенностей,и анализ концентрируется на ограничениях, устанавливаемыхпредполагаемым уровнем стабилизации и хранящегося количества.Хотя конкретные результаты ряда исследований меняютсяв зависимости от методов и сделанных предположений,все исследования подразумевают, что если система УХУ являетсяприемлемой в качестве меры смягчения воздействий, тодолжен быть указан верхний предел объема утечки, котораяможет иметь место (разделы 1.6.4, 8.4).Каковы правовые и нормативные вопросы, связанные сосуществлением хранения СО 2?29. Некоторые нормы, регулирующие деятельность в подповерхностнойзоне, действительно существуют и могутиметь косвенное, а в некоторых случаях непосредственноеотношение к геологическому хранению, однаконе многие страны специально разработали правовую илинормативную основу, касающуюся вопросов долгосрочногохранения СО 2.Существующие законы и нормы, касающиеся, в частности, горнодобывающейпромышленности, операций с нефтью и газом,контроля за загрязнением, удаления отходов, питьевой воды,переработки газов высокого давления и прав собственности наподповерхностную зону, могут иметь отношение к геологическомухранению СО 2. Как правило, нерешенными остаются вопросыдолгосрочной ответственности, связанные с утечкой СО 2в атмосферу и последствиями для местной окружающей среды.Некоторые государства принимают на себя ответственность вситуациях, сопоставимых с хранением СО 2, таких как подземнаяразработка месторождений (разделы 5.8.2, 5.8.3, 5.8.4).30. До сих пор не согласованы какие-либо формальные толкованияв отношении того, является ли совместимым с определенныминормами международного права закачивание25«Весьма вероятно» — это вероятность, составляющая 90–99 %

Резюме для лиц, определяющих политику15СО 2в геологические структуры подстилающей поверхностипридонного слоя или в океан, или при каких условиях оноявляется совместимым с указанными нормами.В настоящее время имеется несколько договоров (особенноЛондонская конвенция 26 и Конвенция ОСПАР 27 ), которые потенциальноприменяются к закачиванию СО 2в геологическиеструктуры подстилающей поверхности придонного слоя или вокеан. Все эти договоры были разработаны без конкретногоучета хранения СО 2(разделы 5.8.1, 6.8.1).Что представляют собой пробелы в знаниях?34. Имеющиеся в настоящее время знания характеризуютсяпробелами в отношении некоторых аспектов УХУ.Больший объем знаний и опыта приведет к уменьшениюнеопределенностей и, таким образом, будет способствоватьпроцессу принятия решений относительноприменения систем УХУ в целях смягчения воздействийна изменение климата (раздел ТР.10).Каковы последствия УХУ для кадастров и учетавыбросов?31. Нынешние Руководящие принципы МГЭИК 28 не включаютметоды, непосредственно касающиеся оценки выбросов,связанных с УХУ.Общее руководство, обеспечиваемое МГЭИК, может применятьсяк УХУ. Несколько стран действуют таким образом в настоящеевремя, используя одновременно свои национальные методыдля оценки выбросов. В руководящих принципах МГЭИК кактаковых пока не предусматриваются конкретные методы дляоценки выбросов, связанных с УХУ. Ожидается, что они будутсодержаться в Руководящих принципах МГЭИК национальныхинвентаризаций парниковых газов 2006 г. Может возникнуть необходимостьв конкретной методике, касающейся чистого улавливанияи хранения СО 2, физической утечки, выбросов из неорганизованныхисточников и негативных выбросов, связанных сприменениями биомассы в системах УХУ (разделы 9.2.1, 9.2.2).32. Геологическое хранение предусматривается во всехнемногочисленных существующих в настоящее времяпроектах УХУ, и поэтому имеется ограниченный опытв области мониторинга, проверки и представления информациио фактических показателях физической утечкии связанных с этим неопределенностях.Имеется или разрабатывается несколько методов мониторингаи проверки выбросов СО 2из систем УХУ, однако они отличаютсядруг от друга с точки зрения применимости, характеристикконкретного места, пределов и неопределенностей обнаружения(разделы 9.2.3, 5.6, 6.6.2).33. СО 2может улавливаться в одной стране и храниться вдругой, при этом действуют разные обязательства. Вотношении УХУ существуют не только вопросы, связанныес учетом трансграничного хранения.Правила и методы учета необходимо, вероятно, согласовать соответствующимобразом. Необходимо будет учитывать возможнуюв будущем физическую утечку из места хранения (раздел 9.3).26Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972 г.) и ее Лондонский протокол (1996 г.), который еще не вступил в силу.27Конвенция по защите морской среды северо-восточной части Атлантического океана, которая была принята в Париже (1992 г.). ОСПАР – это сокращение от Осло-Париж.28Пересмотренные руководящие принципы МГЭИК национальных инвентаризаций парниковых газов 1996 г. и доклады о Руководящих указаниях по эффективнойпрактике; Руководящие указания по эффективной практике и учет факторов неопределенности в национальных кадастрах парниковых газов, а также Руководящиеуказания по эффективной практике для землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства.

Техническое резюме17Специальный доклад МГЭИКУлавливание и хранение двуокиси углеродаТехническое резюмеКоординирующие ведущие авторыЭдуард Рубин (США), Лео Мейер (Нидерланды), Хелен де Конинк (Нидерланды)Ведущие авторыХуан Карлос Абанадес (Испания), Макото Акаи (Япония), Сэлли Бенсон (США), Кен Калдейра (США),Питер Кук (Австралия), Огунлаге Дэвидсон (Сьерра-Леоне), Ричард Доктор (США), Джеймс Дулей (США),Поль Фриунд (Соединенное Королевство), Джон Гейл (Соединенное Королевство), Вольфганг Гейдуг(Германия), Говард Герцог (США), Дэвид Кейт (Канада), Марко Мадзотти (Италия и Швейцария), БертМетц (Нидерланды), Балгис Осман-Елаша (Судан), Эндрю Пальмер (Соединенное Королевство), РииттаПипатти (Финляндия), Коен Смекенс (Бельгия), Мохаммед Солтание (Иран), Келли (Каилаи) Тамбимуту(Австралия и Канада), Боб ван дер Зван (Нидерланды)Редактор-рецензентИсмаил эль-Гизули (Судан)

18 Техническое резюме1. Введение и основа настоящего докладаУлавливание и хранение двуокиси углерода (УХУ) — тема настоящегоСпециального доклада — рассматривается в качествеодного из вариантов сокращения атмосферных выбросов СО 2врезультате деятельности человека. Целью этого Специальногодоклада является оценка нынешнего состояния уровня знанийо технических, научных, связанных с окружающей средой, экономическихи социальных аспектах УХУ и определение местаУХУ в контексте других вариантов в портфеле потенциальныхмер по смягчению воздействий на изменение климата.Структура настоящего Технического резюме повторяетструктуру Специального доклада. Этот вводный раздел являетсяобщей основой для оценки, наряду с кратким обзоромсистем УХУ. В разделе 2 дается описание основных источниковСО 2— мера, необходимая для оценки практической осуществимостиУХУ в глобальном масштабе. Затем в разделе 3 рассматриваютсятехнические варианты улавливания СО 2, а в разделе4 главное внимание уделяется методам транспортировки СО 2.После этого анализируется каждый из вариантов хранения.Главной темой раздела 5 является геологическое хранение,раздела 6 — хранение в океане, и раздела 7 — карбонизацияминералов и промышленные виды использования СО 2. Затемв разделе 8 обсуждается общая стоимость и экономический потенциалУХУ, после чего в разделе 9 анализируются последствияУХУ для кадастров и учета выбросов парниковых газов. Взаключительной части Технического резюме рассматриваютсяпробелы в знаниях, особенно пробелы, имеющие большоезначение с политической точки зрения.Обзор систем улавливания и хранения СО 2СО 2выбрасывается главным образом в результате сжиганияископаемого топлива как в крупных установках для сжигания,таких как установки, используемые для производстваэлектроэнергии, так и в меньших по размеру, распространенныхисточниках, таких как автомобильные двигатели и печи,используемые в жилых и коммерческих зданиях. ВыбросыСО 2также являются результатом некоторых промышленныхпроцессов и процессов, связанных с добычей природныхресурсов, а также сжигания лесов при расчистке земли. УХУбудет, вероятнее всего, применяться в крупных точечных источникахСО 2, таких как энергоустановки или масштабныепромышленные процессы. Некоторые из этих источниковмогут давать декарбонизированное топливо, например водород,для транспортного, промышленного и строительногосекторов, и таким образом снижать выбросы из этих распределенныхисточников.УХУ связано с применением технологии, в первую очередьулавливания и концентрации СО 2, образовавшегося впромышленных и энергетических источниках, его транспортировкойв надлежащее место хранения и последующимхранением без контакта с атмосферой в течение длительногопериода времени. УХУ позволит, таким образом, использоватьископаемое топливо при небольшом объеме выбросовпарниковых газов. Применение УХУ в источниках энергии набиомассе может привести к чистой абсорбции СО 2из атмосферы(часто упоминаемой в качестве «негативных выбросов»)благодаря улавливанию и хранению атмосферного СО 2, поглощаемогобиомассой, при том условии, что сбор этой биомассыхарактеризуется устойчивым показателем.На рисунке ТР.1 показаны три основных компонента процессаУХУ: улавливание, транспортировка и хранение. Все три этикомпонента присутствуют в современных промышленных операциях,хотя в основном не с целью хранения СО 2. Этап улавливаниясвязан с отделением СО 2от других газообразных продуктов.Для процессов сжигания топлива, например в энергоустановках,могут применяться технологии сепарации для улавливания СО 2после сгорания или декарбонизации топлива до сжигания. Этаптранспортировки может требоваться для доставки захваченногоСО 2в подходящее место хранения, расположенное на определенномрасстоянии от источника СО 2. В целях упрощения как транспортировки,так и хранения СО 2захваченный СО 2, как правило,подвергается компрессии до высокой плотности в установке дляулавливания. Потенциальные методы хранения включают закачиваниев подземные геологические формации, закачивание вокеан на больших глубинах или промышленное фиксирование внеорганических карбонатах. В некоторых промышленных процессахнебольшие объемы захваченного СО 2могут также использоватьсяи храниться в изготовленной продукции.Уровень технического совершенства отдельных компонентовсистемы УХУ характеризуется широким разбросом. Некоторыетехнологии широко применяются на рынках с высоким уровнемразвития, главным образом в нефтегазовой промышленности, вто время как другие технологии до сих пор находятся на стадииисследований, разработки или демонстрации. В таблице ТР.1 даетсяобзор нынешнего статуса всех компонентов УХУ. По состояниюна середину 2005 г. имелось три коммерческих проекта, вкоторых улавливание СО 2увязывалось с его геологическим хранением:проект Слейпнера в Норвегии по переработке природногогаза в море, проект Уэйберна по повышенному извлечениюнефти (ПИН) 1 в Канаде (связанный с хранением СО 2, улавливаниекоторого было осуществлено в США) и проект Ин-Салахапо природному газу в Алжире. В рамках каждого из этих проектовосуществляется улавливание и хранение 1–2 МтСО 2в год.Следует отметить, однако, что системы УХУ пока не применяютсяв крупных энергоустановках на ископаемом топливe (например500 МВт) и что данные системы в целом не могут быть стольсовершенными, как их отдельные компоненты.1В этом докладе ПИН означает повышенное извлечение нефти с использованием СО 2.

Техническое резюме19Газ для бытовыхцелейБиомассаУгольГазЦементные (сталелитейные)заводы и т. д.Природный газ+ улавливание СО 2КарбонизацияминераловНефтьCO 2ПроизводствоэлектроэнергииНефтехимическиепредприятия+ улавливание СО 2ИспользованиеН 2в будущемГеологическоехранение СО 2Промышленные видыиспользованияГеологическоехранение СО 2Хранение в океане(судно или трубопровод)Рисунок ТР.1. Схематическая диаграмма возможных систем УХУ. Она показывает источники, для которых могли бы подойти системы УХУ, а также вариантытранспортировки и хранения СО 2. (С разрешения Объединенного центра исследований технологий улавливания и хранения парниковых газов — ОЦИТПГ.)Чем объясняется интерес к улавливанию и хранению СО 2?В 1992 г. результатом озабоченности международного сообществав отношении изменения климата явилось принятие Рамочнойконвенции Организации Объединенных Наций об измененииклимата (РКИК ООН). Конечной целью этой Конвенции является«стабилизация концентраций парниковых газов в атмосфере натаком уровне, который не допускал бы опасного антропогенноговоздействия на климатическую систему». С учетом этой перспективыконтекст для рассмотрения УХУ (и других вариантов смягчениявоздействия) представляет собой среду, в которой выбросыСО 2ограничены в соответствии с международной целью постабилизации атмосферных концентраций парниковых газов. Вбольшинстве сценариев глобального использования энергии прогнозируетсясущественное увеличение выбросов СО 2в течениеэтого века в случае непринятия конкретных мер по смягчениювоздействий на климат. В них также предполагается, что обеспечениепервичной энергией будет по-прежнему осуществлятьсяглавным образом за счет ископаемого топлива по меньшей мередо середины века (см. раздел 8). Масштабы сокращения выбросов,необходимые для стабилизации атмосферной концентрации СО 2,будут зависеть как от уровня будущих выбросов (исходные условия),так и от поставленной задачи в отношении долгосрочнойконцентрации СО 2: чем ниже уровень задачи по стабилизации ичем выше исходные выбросы, тем больше необходимое сокращениевыбросов СО 2. В Третьем докладе об оценках МГЭИК (ТДО)говорится, что в зависимости от рассматриваемого сценария вэтом столетии необходимо будет предотвратить кумулятивныевыбросы в сотни или даже тысячи гигатонн СО 2, для того чтобыстабилизировать концентрацию СО 2на уровне 450–750 ppmv 2 . ВТДО также делается вывод о том, что «большинство результатовмоделей показывает, что известные технологические варианты 3могут обеспечить широкий диапазон уровней стабилизации СО 2в атмосфере», но что «ни один вариант технологии не обеспечитвсе необходимые сокращения выбросов». Для достижения стабилизациискорее потребуется комбинация мер по смягчениювоздействия. Эти известные технологические варианты имеютсядля целей стабилизации, хотя в ТДО содержится предупреждениео том, что «осуществление потребует соответствующих социально-экономическихи институциональных изменений».В этом контексте наличие УХУ в портфеле вариантов длясокращения выбросов парниковых газов может способствоватьдостижению целей стабилизации. Другие технологические варианты,которые были более подробно проанализированы в2ppmv — это количество частей на миллион по объему.3«Известные технологические варианты» — это технологии, которые существуют в настоящее время на стадии функционирования или экспериментальнойустановки, о чем говорится в сценариях смягчения воздействия, рассмотренных в ТДО. Они не включают любые новые технологии, которые потребуют серьезныхтехнологических прорывов. Известные технологические варианты описаны в ТДО, и несколько сценариев смягчения воздействий включают УХУ.

20 Техническое резюмеТаблица ТР.1. Нынешний уровень совершенства компонентов систем УХУ. Знак «Х» показывает наивысший уровень совершенства для каждого компонента.Имеются также менее совершенные технологии для большинства компонентов.Компонент УХУТехнология УХУИсследовательский этап аДемонстрационный этап bЭкономическиосуществимый приопределенных условиях cРазвитый рынок dУлавливание После сжигания XДо сжиганияXСжигание обогащенного кислородом топливаXПромышленная сепарация (переработка природного газа, производство аммиака)XТранспортировка Трубопровод XПеревозка судамиXГеологическое хранение Повышенное извлечение нефти (ПИН) X eГазовые или нефтяные месторожденияXСоленосные формацииXПовышенное извлечение угольного метана (ПИУМ) fXХранение в океане Прямое закачивание (по типу растворения) XПрямое закачивание (по типу озера)XКарбонизация минералов Природные силикатные минералы XМатериалы отходовXПромышленные видыXиспользования СО 2аbcdefИсследовательский этап означает, что базовая наука является доступной, однако технология находится в настоящее время на уровне концептуальнойразработки или лабораторных или стендовых испытаний и не была продемонстрирована в экспериментальной установке.Демонстрационный этап означает, что технология разработана и действует на уровне экспериментальной установки, однако требует дальнейшейдоработки, для того чтобы данная технология была готова для проектирования и создания полноценной системы.Экономически осуществимый при определенных условиях означает, что технология является хорошо понятой и используется в отдельных коммерческихприменениях, например, если существует благоприятный налоговый режим или особо благоприятные рыночные условия, или при переработке порядка0,1 МтСО 2•год -1 с менее чем пятью повторениями данной технологии.Развитый рынок означает, что технология применяется в настоящее время с многочисленными ее повторениями во всем мире.Закачивание СО 2для ПИН является совершенной рыночной технологией, однако при ее использовании для хранения СО 2она лишь «экономическиосуществима при определенных условиях».ПИУМ — это использование СО 2для повышенного извлечения метана, присутствующего в не имеющих промышленного значения угольных пластах,посредством избирательной адсорбции СО 2на угле. Не имеющие промышленного значения угольные пласты будут вряд ли разрабатываться, посколькуони слишком глубоко залегают или являются слишком тонкими. В случае последующей разработки произойдет выброс хранящегося СО 2.предыдущих оценках МГЭИК, включают: 1) снижение спросана энергию путем повышения эффективности преобразованияэнергии и/или устройств для ее использования; 2) декарбонизациюэнергоносителей (или благодаря переходу к менее углеродоемкимвидам топлива (от угля к природному газу, например)и/или расширение использования возобновляемых источниковэнергии и/или ядерной энергии (каждый из этих источников всреднем выбрасывает меньшее или нулевое количество СО 2);3) поглощение СО 2благодаря более широкому использованиюестественных поглотителей с биологической фиксацией; и 4) сокращениеобъема парниковых газов, иных нежели СО 2.Результаты модельных расчетов, представленные далее в этомдокладе, показывают, что использование УХУ в сочетании с другимимерами может существенным образом снизить стоимостьобеспечения стабилизации и расширит рамки действий, связанныхс достижением этих сокращений. Интерес к этой технологии объясняетсяналичием в настоящее время значительной зависимости вовсем мире от ископаемого топлива (приблизительно 80 % общегопотребления энергии), потенциалом УХУ для сокращения выбросовСО 2в течение следующего столетия, а также совместимостью системУХУ с существующими энергетическими инфраструктурами.Основные вопросы для этой оценкиИмеется ряд вопросов, которые необходимо рассмотреть, длятого чтобы попытаться понять ту роль, которую системы УХУ

Техническое резюме21могут играть для смягчения воздействий на изменение климата.Вопросы, которые возникают и анализируются в разныхраздела этого Технического резюме, включают следующие:• Каков настоящий статус технологии УХУ?• Каков потенциал для улавливания и хранения СО 2?• Какова стоимость осуществления?• Как долго следует хранить СО 2для достижения существенногосмягчения воздействий на изменение климата?• Каковы риски, связанные с УХУ, для здоровья, безопасностии окружающей среды?• Что можно сказать по поводу общественного восприятия УХУ?• Каковы правовые вопросы, связанные с осуществлениемхранения СО 2?• Каковы последствия для кадастров и учета выбросов?• Каков потенциал для распространения и передачи технологииУХУ?При проведении анализа УХУ как варианта смягчения воздействийна изменение климата исключительно важно, чтобы итоговые выбросыиз данной системы, особенно выбросы СО 2, определялись иоценивались транспарентным образом. Поэтому подчеркиваетсяважное значение «системного» подхода к УХУ, поскольку выборнадлежащей системной границы является существенным дляпроведения правильного анализа. Учитывая энергетические потребности,связанные с вариантами улавливания и определеннымивариантами хранения и использования, а также возможность утечкииз резервуаров–хранилищ, жизненно важное значение играетоценка технологической цепочки УХУ в целом.С точки зрения как атмосферной стабилизации, так и долгосрочногоустойчивого развития, хранение СО 2должно продолжатьсяв течение временных периодов, которые являютсядостаточно продолжительными для внесения существенноговклада в смягчение воздействий на изменение климата. В этомдокладе продолжительность хранения СО 2выражается в виде«удерживаемой доли», которая определяется в качестве доликуммулятивной закачанной массы СО 2, сохраняющейся в резервуаре–хранилищев течение определенного периода времени.Далее приводятся оценки подобных долей для разных временныхпериодов и вариантов хранения. Вопросы возникают нетолько по поводу того, как долго СО 2останется в состоянии хранения,но также и о том, что является приемлемыми количествамимедленной, постоянной утечки 4 из хранилища. В разделе 8рассматриваются разные подходы к этому вопросу.УХУ явилось бы вариантом для стран со значительными источникамиСО 2, подходящими для осуществления улавливания,у которых имеется доступ к местам хранения и опыт операций снефтью или газом и которые нуждаются в удовлетворении своихсвязанных с развитием потребностей в области создания окружающейсреды с ограниченным содержанием углерода. В литературе,оценка которой дается в Специальном докладе МГЭИК«Методологические и технологические аспекты передачи технологии»,указывается, что имеются многочисленные потенциальныебарьеры, которые могут помешать применению в развивающихсястранах даже тех технологий, которые являются совершеннымив промышленно развитых странах. Основным вопросом, касающимсяпринятия систем УХУ во всем мире, является ликвидацияэтих барьеров и создание условий, которые будут способствоватьраспространению данной технологии в развивающихся странах.2. Источники СО 2В этом разделе содержится описание основных существующихв настоящее время антропогенных источников выбросов СО 2иих связи с потенциальными местами хранения. Как отмечалосьвыше, выбросы СО 2в результате деятельности человека осуществляютсяиз ряда разных источников, главным образом врезультате сжигания ископаемого топлива, используемого припроизводстве энергии, перевозках, в промышленных процессах, атакже жилых и коммерческих зданиях. СО 2также выбрасываетсяв ходе определенных промышленных процессов, таких как производствоцемента или водорода, и при сжигании биомассы. В этомразделе рассматриваются также будущие выбросы.Современные источники и характеристики СО 2С целью оценки потенциала УХУ как варианта сокращения глобальныхвыбросов СО 2рассматривалось существующее глобальноегеографическое распределение крупных стационарных источниковвыбросов СО 2и их близость к потенциальным местам хранения.Выбросы СО 2в жилом, коммерческом и транспортном секторахне рассматривались в этом анализе, поскольку эти источникивыбросов являются отдельными, незначительными и зачастуюмобильными источниками, и поэтому не подходят для целей улавливанияи хранения. Вопросы, рассматриваемые в данном разделе,включают также анализ потенциальных будущих источников СО 2на основе нескольких сценариев будущего глобального использованияэнергии и выбросов в течение последующего столетия.В глобальном плане выбросы СО 2в результате использованияископаемого топлива составили в 2000 г. в общей сложности около23,5 ГтСО 2• год-1(6 ГтС • год -1 ). Из этого количества почти 60 %приходилось на долю крупных (>0,1 МтСО 2• год-1) стационарныхисточников выбросов (см. таблицу ТР.2). Однако не все эти источникиподходят для улавливания СО 2. Хотя прошедшие оценку источникираспределены по всему миру, база данных показывает четыреособых района концентрации выбросов: Северная Америка(среднезападная и восточная части США), Европа (северо–западныйрегион), Восточная Азия (восточное побережье Китая)и Южная Азия (Индийский субконтинент). Крупномасштабныеисточники биомассы, напротив, гораздо меньше по количеству ираспределены менее глобальным образом.4В отношении хранения СО 2, утечка определяется как просачивание закачанной жидкости из хранилища. Таково самое общее значение, используемое в этом Резюме.При использовании в контексте торговли сокращениями выбросов двуокиси углерода оно может означать изменение в антропогенных выбросах из источников илиабсорбцию поглотителями, которые происходят за пределами границы проекта.

22 Техническое резюмеТаблица ТР.2. Характеристики по виду процесса или промышленной деятельности мировых крупных стационарных источников СО 2, выбросы которых превышают0,1 МтСО 2в год.Процесс Количество источников Выбросы (МтСО 2•год -1 )Ископаемое топливоЭнергетика 4 942 10 539Производство цемента 1 175 932Нефтеочистительные заводы 638 798Сталелитейная промышленность 269 646Нефтехимическая промышленность 470 379Переработка нефти и газа Данные отсутствуют 50Другие источники 90 33БиомассаБиоэтанол и биоэнергетика 303 91Итого 7 887 13 468В настоящее время огромное большинство крупных источниковвыбросов характеризуется концентрациями СО 2менее15 % (в некоторых случаях значительно меньше). В то же времянебольшая часть (менее 2 %) промышленных источников на ископаемомтопливе имеет концентрации СО 2, превышающие 95 %.Источники с высокими показателями концентрации являютсяпотенциальными кандидатами для раннего осуществления УХУ,поскольку на этапе улавливания потребуются только дегидратацияи компрессия (см. раздел 3). Анализ этих источников с высокойчистотой, которые находятся в пределах 50 км от формацийхранения и которые обладают потенциалом для получения дохода(благодаря использованию СО 2для расширенного производствауглеводорода посредством ПИУМ или ПИН), показывает, что изподобных источников в настоящее время выбрасывается приблизительно360 МтСО 2в год. Некоторые источники биомассы, такиекак производство биоэтанола, также являются источниками СО 2с высокой концентрацией, которые могли бы также использоватьсяв аналогичных применениях.Расстояние между местом выброса и местом хранения можетиметь существенное значение с точки зрения того, может ли УХУиграть важную роль в сокращении выбросов СО 2. На рисункеТР.2а показаны основные источники выбросов СО 2(обозначенныеточками), а на рисунке ТР.2b — седиментационные бассейны,перспективные с точки зрения геологического хранения (показаныразными оттенками серого цвета). В общем плане эти рисункипоказывают, что имеется потенциал для хорошего коррелированияВыбросы из стационарныхисточников – МтСО 2в год0,1 - 11 - 55 - 1010 - 1515 - 50Рисунок ТР.2а. Глобальное распределение крупных стационарных источников СО 2(на основе компиляции открытой информации о глобальных источникахвыбросов, МЭА, ПГ, 2002 г.)

Техническое резюме23Перспективность храненияВесьма перспективныеседиментационные бассейныПерспективные седиментационныебассейныНеперспективныеседиментационные бассейны,метаморфическая и магматическаяпородаКачество и наличие данных меняются взависимости от регионаРисунок ТР.2b. Перспективные районы в седиментационных бассейнах, в которых могут быть найдены подходящие соленосные образования, нефтяные илигазовые месторождения или угольные пласты. Места для хранения в угольных пластах включены только частично. Перспективность — это качественнаяоценка вероятности наличия подходящего для хранения места в данном районе на основе имеющейся информации. Этот рисунок следует рассматриватьлишь в качестве руководства, поскольку он основан на частичных данных, качество которых может меняться в зависимости от региона и которые могутменяться со временем и с получением новой информации. (С разрешения «Геосайенс Остралия».)между основными источниками и перспективными седиментационнымибассейнами, при этом многие источники находятся либонепосредственно сверху, либо в пределах разумных расстояний(менее 300 км) от районов с потенциалом для геологического хранения.Бассейны, показанные на рисунке ТР.2b, не были идентифицированыили оценены в качестве подходящих резервуаров дляхранения; для подтверждения пригодности этих потенциальныхмест хранения требуется проведение более подробного геологическогоанализа на региональном уровне.Будущие источники выбросовВ Специальном докладе МГЭИК о сценариях выбросов (СДСВ)будущие выбросы СО 2прогнозируются на основе шести иллюстративныхсценариев, в которых глобальные выбросы СО 2находятся вдиапазоне 29–44 ГтСО 2(8–12 ГтС) в год в 2020 г. и 23–84 ГтСО 2(6–23ГтС) в год в 2050 г. Прогнозируется, что количество источников выбросовСО 2из сектора производства электроэнергии и промышленногосектора существенно увеличится до 2050 г., главным образом вЮжной и Восточной Азии. Напротив, в Европе количество подобныхисточников несколько уменьшится. Пропорция источников свысоким и низким содержанием СО 2будет являться функцией отразмера и показателя внедрения установок, работающих на основегазификации или сжижении ископаемого топлива, для производстваводорода или других жидких и газообразных продуктов. Чембольше будет количество подобных установок, тем больше будетколичество источников с высокими концентрациями СО 2, которыетехнически подходят для улавливания.Прогнозируемый потенциал улавливания СО 2, связанный свышеуказанными диапазонами выбросов, оценивается на уровнегодового показателя в 2,6–4,9 ГтСО 2к 2020 г. (0,7–1,3 ГтС) и 4,7–37,5ГтСО 2к 2050 г. (1,3–10 ГтС). Эти цифры соответствуют 9–12 % и21–45 % глобальных выбросов СО 2в 2020 и 2050 гг. соответственно.Диапазоны выбросов и улавливания отражают характерные неопределенностианализов на основе сценариев и моделирования, а такжетехнические ограничения применения УХУ. В этих сценарияхучитывается только улавливание СО 2в результате использованияископаемого топлива, а не из источников биомассы. В то же время,выбросы из крупных установок по преобразованию биомассы моглибы также быть технически пригодными для улавливания.Потенциальное развитие энергоносителей с низким содержаниемуглерода связано с будущим количеством и размером крупных,стационарных источников с высокими концентрациямиСО 2. В сценариях также предполагается, что крупномасштабноепроизводство энергоносителей с низким содержанием углерода,таких как электричество или водород, может в пределах несколькихдесятилетий начать вытеснять ископаемые виды топлива,которые используются в настоящее время небольшими, распределеннымиисточниками в жилых и коммерческих зданиях и втранспортном секторе (см. раздел 8). Эти энергоносители можнополучать из ископаемых видов топлива и/или биомассы в крупныхустановках, которые будут являться крупными точечнымиисточниками СО 2(энергоустановки или установки, аналогичныесовременным установкам для производства водорода и природногогаза). Эти источники будут подходить для улавливания СО 2.Подобные применения УХУ могут сократить разбросанные выбросыСО 2из транспортного сектора и распределенных системэнергоснабжения. В настоящее время, однако, трудно прогнозироватьвероятное количество, размер или географическое распределениеисточников, связанных с подобными разработками.

24 Техническое резюме3. Улавливание СО 2В этом разделе рассматривается технология улавливания УХУ.Как показано в разделе 2, энергоустановки и другие крупномасштабныепромышленные процессы являются первыми кандидатамидля улавливания и главной темой этого раздела.Варианты и применения технологии улавливанияЦель улавливания СО 2заключается в создании концентрированногопотока СО 2высокого давления, который можно легко транспортироватьк месту хранения. Хотя, в принципе, весь газовыйпоток, содержащий низкие концентрации СО 2, можно транспортироватьи закачивать под землю, расходы на энергию и другиесвязанные с этим расходы, как правило, делают подобный подходнепрактичным. Поэтому для целей транспортировки и хранениянеобходимо создавать почти чистый поток СО 2. Сегодня ужефункционируют применения для сепарации СО 2в крупных промышленныхустановках, включая установки для переработкиприродного газа и производства аммиака. В настоящее время СО 2,как правило, абсорбируется для очистки других потоков промышленныхгазов. Абсорбция используется для целей хранения лишь внескольких случаях; чаще всего СО 2выбрасывается в атмосферу.Процессы улавливания всегда применялись для получения коммерческивыгодных количеств СО 2из потоков дымовых газов,образующихся в результате сжигания угля или природного газа.Сегодня, однако, на крупных энергоустановках (например 500МВт) отсутствуют какие-либо применения для улавливания СО 2.В зависимости от указанного процесса или применения энергоустановкисуществуют три основные концепции улавливания СО 2,образующегося из первичного ископаемого топлива (уголь, природныйгаз или нефть), биомассы или смеси этих видов топлива.Системы улавливания после сжигания отделяют СО 2от дымовыхгазов, образующихся в воздухе в результате сжигания первичноготоплива. В этих системах обычно используется жидкийрастворитель для захвата небольшой доли СО 2(обычно 3–15 %по объему), присутствующего в потоке дымового газа, в которомглавной составляющей является азот (из воздуха). В современнойэнергоустановке, работающей на угольной пыли (УП) или энергоустановкес комбинированным циклом природного газа (КЦПГ),в существующих в настоящее время системах улавливания послесжигания обычно применяется органический растворитель, такойкак моноэтаноламин (МЕА).В системах улавливания до сжигания осуществляется обработкапервичного топлива в реакторе с потоком, насыщенным воздухомили кислородом, для создания смеси, состоящей главным образом изокиси углерода и водорода («синтетический газ»). Дополнительныйводород наряду с СО 2образуется в результате реакции окиси углеродас потоком во вторичном реакторе («смещенный реактор»).После этого получившаяся смесь водорода и СО 2может быть разделенана газовый поток СО 2и поток водорода. Если СО 2подлежитхранению, водород является безуглеродным энергоносителем, которыйможет сжигаться для получения электроэнергии и/или тепла.Хотя первоначальные этапы преобразования топлива являютсяболее сложными и дорогостоящими по сравнению с системами,действующими после сжигания, образующиеся при помощи смещенногореактора высокие концентрации СО 2(обычно 15–60 % пообъему на сухой основе) и высокое давление, весьма характерныедля этих применений, создают более благоприятные условия длясепарации СО 2. Улавливание до сжигания будет использоваться вэнергоустановках, в которых применяется технология комбинированногоцикла комплексной газификации (КЦКГ).В системах сжигания с обогащением топлива кислородомвместо воздуха для сжигания первичного топлива используетсякислород для получения дымового газа, который состоит главнымобразом из водяного пара и СО 2. Благодаря этому дымовойгаз характеризуется высокими концентрациями СО 2(более 80 %по объему). Затем водяной пар удаляется посредством охлажденияи компрессии газового потока. Сжигание топлива с обогащениемкислородом требует сепарации кислорода от воздуха в началетехнологической цепочки, при этом в большинстве современныхконструкций предполагается использование кислорода с чистотойв 95–99 %. Перед отправкой СО 2на хранение может потребоватьсядополнительная обработка дымового газа для удаления загрязнителейвоздуха и несжиженных газов (таких как азот) из дымовогогаза. В качестве метода улавливания СО 2в бойлерах, системы сжиганияс обогащением топлива кислородом находятся на демонстрационномэтапе (см. таблицу ТР.1). Проводятся исследованияпо применению систем с обогащенным кислородом топливом вгазотурбинных системах, однако концептуальные разработки подобныхприменений находятся пока на стадии исследований.На рисунке ТР.3 приводится схематическая диаграмма основныхпроцессов и систем улавливания. Все они требуют наличия этапасепарации СО 2, Н 2или О 2от основного газового потока (такогокак дымовой газ, синтетический газ, воздушный или неочищенныйприродный газ). Эти этапы сепарации могут быть осуществленыпри помощи физических или химических растворителей, мембран,твердых сорбентов или криогенного разделения. Выбор конкретнойтехнологии улавливания определяется главным образом условиямипроцесса, в которых она должна действовать. Современныесистемы улавливания после или до сжигания, предназначенныедля энергоустановок, могут улавливать 85–95 % образующегосяСО 2. Возможна более высокая эффективность улавливания, хотясепараторы становятся значительно большими по размеру, болееэнергоемкими и более дорогостоящими. Для улавливания и компрессиитребуется больше энергии приблизительно на 10–40 % посравнению с аналогичной установкой без улавливания, в зависимостиот типа данной системы. Ввиду сопутствующих выбросовСО 2чистый объем захваченного СО 2составляет приблизительно80–90 %. Системы сжигания топлива с обогащением кислородом впринципе могут улавливать почти весь образующийся СО 2. В то жевремя, из-за необходимости в дополнительных системах обработкигаза для удаления таких загрязнителей, как окись серы и азота, уровеньулавливания СО 2снижается и составляет чуть более 90 %.Как отмечалось в разделе 1, улавливание СО 2уже используетсяв нескольких промышленных применениях (см. рисунок ТР.4).

Техническое резюме25После сжиганияДо сжиганияУгольБиомассаОбогащенноекислородом топливоУгольГазБиомассаВоздухГазификацияГаз, нефтьУгольГазБиомассаВоздух/О 2ПотокN 22O 2CO 2O 2Энергия и теплоСепарацияСО 2COРеформингH 2+ сеп. СО 2 Энергия и теплоN 2CO 2O 2Компрессия иВоздухосушка СО 2CO 2Энергия и теплоN 2ВоздухРазделениевоздухаПромышленныепроцессыУгольГазБиомассаВоздух/О 2СырьеПроцесс + сеп. СО 2Газ, аммиак, стальРисунок ТР.3. Обзор процессов и систем улавливания СО 2Рисунок ТР.4. (а) Улавливание СО 2после сжигания топлива на установке в Малайзии. В этой установке применяется процесс химической абсорбции для отделения0,2 МтСО 2в год от потока дымового газа энергоустановки для производства мочевины, работающей на сжигании газа (с разрешения «Мицубиши хэви индастриз»);(b) улавливание СО 2до сжигания на установке газификации угля в Северной Дакоте, США. В этой установке применяется процесс на основе физического растворителядля отделения 3,3 МтСО 2в год из газового потока для производства синтетического природного газа. Часть захваченного СО 2используется для проекта ПИН в Канаде.

26 Техническое резюмеТе же технологии, которые будут использоваться для улавливаниядо сжигания, применяются при крупномасштабном производствеводорода (который используется главным образом для полученияаммиака и удобрений, а также на нефтеочистительных предприятиях).Отделение СО 2от неочищенного природного газа (которыйобычно содержит значительное количество СО 2) такжепрактикуется в крупном масштабе с использованием технологий,аналогичных технологиям, применяемым для улавливания послесжигания. Несмотря на наличие также коммерческих системдля отделения водорода в крупных масштабах, сжигание топливав обогащенной кислородом среде для улавливания СО 2находитсяв настоящее время на демонстрационной стадии. Кроме того,проводятся исследования для достижения более высоких уровнейсистемной интеграции, повышения эффективности и снижениястоимости всех типов систем улавливания.Улавливание СО 2: риски, энергия и окружающая средаМониторинг, риск и правовые последствия применения систем улавливанияСО 2не представляют, по-видимому, совершенно новыхпроблем, поскольку они являются элементами регулярной практикиконтроля здоровья, безопасности и состояния окружающей средыв промышленности. Однако для работы систем улавливания СО 2требуется большое количество энергии. Это снижает общий КПДэлектростанций, и поэтому они требуют больше топлива для получениякаждого киловатта выработанной электроэнергии. Согласноданным обзора литературы, увеличение потребления топлива врасчете на кВт • ч для установок, улавливающих 90 % СО 2, с применениемсамой совершенной современной технологии, находится впределах 24–40 % для новых сверхкритических установок на угольнойпыли, 11–22 % — для установок с КЦПГ и 14–25 % — для системКЦКГ на угле по сравнению с аналогичными установками без УХУ.Результатом повышенного потребления топлива является увеличениеобъема большинства других выбросов в окружающую среду врасчете на кВт • ч, которые происходят по сравнению с новыми современнымиустановками без улавливания СО 2, а в случае использованияугля — пропорционально более крупные объемы твердыхотходов. Кроме того, возрастает потребление таких химических веществ,как аммиак и известняк, которые используются в установкахна угольной пыли для контроля за выбросами окиси азота и двуокисисеры. Конструкции установок по последнему слову техники, которыееще больше снижают потребности в энергии для УХУ, также смягчаютобщие последствия для окружающей среды и снижают стоимость.По сравнению со многими более старыми существующимиустановками, более эффективные новые или модернизированныеустановки с УХУ могут фактически обеспечить чистые сокращениявыбросов в окружающую среду на уровне установки.Стоимость улавливания СО 2Оценочная стоимость улавливания СО 2на крупных электростанцияхопределяется по результатам исследований технологий, применяющихсясегодня в коммерческом масштабе, с точки зренияинженерной конструкции (хотя нередко в разных примененияхи/или в меньших масштабах по сравнению с теми, которые предполагаютсяв литературе), а также по результатам исследованийконструктивных особенностей применительно к концепциям,которые в настоящее время находятся на стадии исследований иопытно-конструкторских разработок (НИОКР). В таблице ТР.3обобщаются результаты работы новых сверхкритических установокс использованием УП, КЦПГ и КЦКГ, основанных на современнойтехнологии с улавливанием СО 2или без него. Системыулавливания для всех трех типов конструкций снижают выбросыСО 2в расчете на кВт • ч приблизительно на 80–90 % с учетомпотребления энергии, необходимой для улавливания. Все данныепо установкам с использованием УП и КЦКГ, приведенные в таблицеТР.3, относятся только к битуминозным углям. Стоимостьулавливания включает стоимость компрессии СО 2(обычно допорядка 11–14 МПа), но не включает дополнительные расходы натранспортировку и хранение СО 2(см. разделы 4–7).Диапазон стоимости каждой из этих трех систем отражаетразличия в технических, экономических и функциональныхпредположениях, использованных в разных исследованиях. Хотянекоторые различия в указанной стоимости могут объяснятьсяразличиями в конструкции систем улавливания СО 2, главнымиисточниками разброса стоимости являются различия в предполагаемойконструкции, функционировании и финансированииисходной установки, в которой применяется технология улавливания(такие факторы, как размер установки, местоположение,КПД, тип горючего, стоимость горючего, коэффициент нагрузкии стоимость капитала). Ни один единый набор предположений неприменяется в отношении всех ситуаций или всех частей мира,поэтому приводится диапазон стоимости.Для исследований, перечисленных в таблице ТР.3, улавливаниеСО 2повышает стоимость производства электроэнергии 5 на 35–70 % (0,01–0,02 долл. США/кВт • ч) для установки с КЦПГ, 40–85 %(0,02–0,03 долл. США/кВт • ч) для сверхкритической установки наУП и 20–55 % (0,01–0,02 долл. США/кВт • ч) для установки с КЦКГ.В целом стоимость производства электроэнергии для электростанцийна ископаемом топливе, оборудованных системой улавливания(исключая расходы на транспортировку и хранение СО 2),находится в диапазоне 0,04–0,09 долл. США/кВт • ч по сравнению с0,03–0,06 долл. США/кВт • ч для аналогичных электростанций безсистемы улавливания. Согласно данным последних проведенных донастоящего времени исследований системы с КЦПГ, как правило,характеризуются более низкой стоимостью производства электроэнергиипо сравнению с новыми установками на основе УП и КЦКГ(с улавливанием или без него) в случае крупных электростанций сбазисной нагрузкой при высоких коэффициентах нагрузки (75 %или более) и ценах на природный газ от 2,6 до 4,4 долл. США • ГДж -1за период службы данной установки. В то же время в случае болеевысоких цен на газ и/или более низких коэффициентов использованияустановки с КЦПГ нередко характеризуются более высокойстоимостью производства электроэнергии по сравнению с5Стоимость производства электроэнергии не следует смешивать с ценой электричества для потребителей.

Техническое резюме27Таблица ТР.3. Резюме стоимости улавливания СО 2для новых энергоустановок, основанных на современной технологии. Поскольку эта стоимость невключает расходы (или кредиты) на транспортировку и хранение СО 2, эту таблицу не следует использовать для оценки или сравнения общей стоимостиустановки с разными системами улавливания. Полная стоимость установок с УХУ приводится в разделе 8.Рабочие и стоимостные характеристики Новая установка с КЦПГ Новая установка на УП Новая установка с КЦКГДиапазон Реп. Диапазон Реп. Диапазон Реп.нижний верхний величина нижний верхний величина нижний верхний величинаКоэффициент выбросов без улавливания (кг СО 2/кВт • ч) 0,344 - 0,379 0,367 0,736 - 0,811 0,762 0,682 - 0,846 0,773Коэффициент выбросов с улавливанием (кг СО 2/кВт • ч) 0,040 - 0,066 0,052 0,092 - 0,145 0,112 0,065 - 0,152 0,108Процентная доля сокращения СО 2на кВт • ч (%) 83 - 88 86 81 - 88 85 81 - 91 86КПД установки с улавливанием, на основе НЗТ (%) 47 - 50 48 30 - 35 33 31 - 40 35Расход электроэнергии для улавливания11 - 22 16 24 - 40 31 14 - 25 19(увеличение исходного компонента кВт • ч в %)Требуемый объем капитала для установки без системы 515 - 724 568 1161 - 1486 1286 1169 - 1565 1326улавливания (долл. США/кВт)Общий требуемый капитал для установки с системой 909 - 1261 998 1894 - 2578 2096 1414 - 2270 1825улавливания (долл. США/кВт)Процентное увеличение капитальных затрат на систему 64 - 100 76 44 - 74 63 19 - 66 37улавливания (%)СПЭ без системы улавливания (долл. США/кВт • ч) 0,031 - 0,050 0,037 0,043 - 0,052 0,046 0,041 - 0,061 0,047СПЭ только с системой улавливания (долл. США/кВт • ч) 0,043 - 0,072 0,054 0,062 - 0,086 0,073 0,054 - 0,079 0,062Увеличение СПЭ с системой улавливания (долл. США/кВт • ч) 0,012 - 0,024 0,017 0,018 - 0,034 0,027 0,009 - 0,022 0,016Процентное увеличение СПЭ с системой улавливания (%) 37 - 69 46 42 - 66 57 20 - 55 33Стоимость чистого захваченного СО 2(долл. США/тСО 2) 37 - 74 53 29 - 51 41 13 - 37 23Степень достоверности стоимости улавливания(см. таблицу 3.6)средняя средняя средняяСокращения: Репрезентативная величина основана на среднем значении величин, указанных в разных исследованиях; СПЭ = стоимость производства электроэнергии;НЗТ = нижнее значение теплоты. См. раздел 3.6.1 для расчета расхода энергии применительно к установкам с системой улавливания.Примечания: Диапазоны и репрезентативные величины основаны на данных из таблиц 3.7, 3.9 и 3.10 Специального доклада. Все данные об установках наУП и с КЦКГ приводятся только для битуминозных углей при стоимости 1,0–1,5 долл. США • ГДж -1 (НЗТ); все установки на УП являются сверхкритическимиединицами. Данные о КЦПГ основаны на стоимости природного газа в размере 2,8–4,4 долл. США • ГДж -1 (на основе НЗТ). Стоимость приводится впостоянных ценах в долл. США за 2002 г. Мощность энергоустановок находится в диапазоне приблизительно 400–800 МВт без улавливания и 300–700 МВтс улавливанием. Коэффициенты нагрузки колеблются в диапазоне 65-85 % для установок на угле и 50–95 % для газовых установок (среднее значение длякаждой = 80 %). Коэффициенты постоянных затрат колеблются в диапазоне 11–16 %. Полная стоимость включает компрессию СО 2, но без дополнительныхрасходов на транспортировку и хранение СО 2.электростанциями, работающими на угле и оборудованными системойулавливания или без нее. Последние исследования показываюттакже, что электростанции с КЦКГ были несколько более дорогостоящимибез системы улавливания и несколько менее дорогостоящимипри наличии системы улавливания по сравнению с электростанциямина УП аналогичного размера. В то же время разница встоимости между энергоустановками на УП и энергоустановкамис КЦКГ с системой улавливания СО 2или без нее может меняться взначительных пределах в зависимости от типа угля и других местныхфакторов, таких как стоимость капитала для каждого типа установки.Поскольку еще не изготовлены полномасштабные системыс УХУ, работающие на основе КЦПГ, УП и КЦКГ, в настоящеевремя невозможно определить с высокой степенью достоверностиабсолютную или относительную стоимость этих систем.Не было проведено широких исследований вопроса о стоимостимодернизации существующих энергоустановок посредством оборудованияих системами улавливания СО 2. В нескольких докладахуказывается, что снабжение существующей установки аминовымскруббером приводит к большему снижению КПД и более высокимрасходам по сравнению с теми, которые показаны в таблице ТР.3.Проведенные ограниченные исследования также свидетельствуют отом, что более экономически эффективный вариант заключается всочетании модернизации посредством установки систем улавливанияс реконструкцией бойлера и турбины для повышения эффективностии производительности установки. В отношении некоторых существующихустановок, исследования показывают, что аналогичныевыгоды можно получить благодаря переходу на новый электроприводс системой КЦКГ, которая включает технологию улавливанияСО 2. Практическая осуществимость и стоимость всех этих вариантовв значительной мере определяется конкретными для данного места

28 Техническое резюмефакторами, в том числе размером, возрастом и КПД данной электростанции,а также наличием дополнительного пространства.В таблице ТР.4 показана стоимость улавливания СО 2припроизводстве водорода. В данном случае стоимость улавливанияСО 2определяется главным образом стоимостью высушиванияи компрессии СО 2, поскольку сепарация СО 2уже осуществленав качестве части процесса производства водорода.Стоимость улавливания СО 2увеличивает приблизительно на5–30 % стоимость производства водорода.УХУ может также применяться в системах, использующих топливона основе биомассы или исходное сырье как таковое или в сочетаниис ископаемым топливом. В нескольких исследованиях анализироваласьстоимость подобных систем, сочетающих улавливание,транспортировку и хранение. Улавливание 0,19 МтСО 2• год-1установкойна биомассе с КЦКГ в 24 МВт оценивается применительно к чистомузахваченному СО 2приблизительно в 80 долл. США/тСО 2(300долл. США/тС), что соответствует повышению стоимости производстваэлектроэнергии почти на 0,08 долл. США/кВт • ч. Проведеносравнительно мало исследований улавливания СО 2для других промышленныхпроцессов с использованием ископаемого топлива, иони обычно ограничиваются стоимостью улавливания, указываемойтолько в качестве стоимости тонны захваченных или предотвращенныхвыбросов СО 2. В целом СО 2, полученный в результате разныхпроцессов, значительно отличается показателями давления и концентрации(см. раздел 2). В результате этого стоимость улавливанияв разных процессах (цементные и сталелитейные предприятия,нефтеочистительные заводы) отличается существенным образоми составляет применительно к чистому захваченному СО 2порядка25–115 долл. США/тСО 2. Стоимость единицы улавливания обычнониже для процессов, в ходе которых получается относительно чистыйпоток СО 2(например, переработка природного газа, производствоводорода и производство аммиака), как это видно по установкамдля производства водорода в таблице ТР.4, когда стоимость чистогозахваченного СО 2колеблется в пределах 2–56 долл. США/тСО 2.Новые или усовершенствованные методы улавливания СО 2,используемые в сочетании с современными энергосистемами итехнологиями промышленных процессов, могут снизить стоимостьулавливания СО 2и расход энергии. Хотя расходы на первыев своем роде коммерческие установки нередко превышаютпервоначальные оценки стоимости, стоимость последующихустановок, как правило, снижается в результате получения практическихзнаний и других факторов. Несмотря на наличие значительнойнеопределенности в отношении величины и сроковсокращений будущих расходов, из литературы следует, что приусловии продолжения деятельности в области НИОКР, усовершенствованияв области коммерческих технологий могут привестик уменьшению текущих расходов на улавливание СО 2поменьшей мере на 20–30 % в последующие приблизительно 10 лет,при этом новые разрабатываемые технологии могут обеспечитьболее существенное снижение стоимости. Будущее уменьшениестоимости будет зависеть от введения в действие и принятия рынкомкоммерческих технологий, а также стабильных НИОКР.Таблица ТР.4. Резюме стоимости улавливания СО 2для новых установок по производству водорода, действующих на основе современной технологии.Новая установка для производства водородаРабочие и стоимостные характеристикиДиапазонРепрезентативная величинанижний верхнийКоэффициент выбросов без улавливания (кгСО 2• ГДж -1 ) 78 - 174 137Коэффициент выбросов с улавливанием (кгСО 2• ГДж -1 ) 7 - 28 17Процентная доля снижения СО 2на ГДж (%) 72 - 96 86КПД установки с системой улавливания, на основе НЗТ (%) 52 - 68 60Расход энергии на улавливание (больший исходный компонент в % • ГДж -1 ) 4 - 22 8Стоимость водорода без улавливания (долл. США • ГДж -1 ) 6,5 - 10,0 7,8Стоимость водорода с улавливанием (долл. США • ГДж -1 ) 7,5 - 13,3 9,1Повышение стоимости Н 2с улавливанием (долл. США • ГДж -1 ) 0,3 - 3,3 1,3Процентное увеличение стоимости Н 2с улавливанием (%) 5 - 33 15Стоимость чистого захваченного СО 2(долл. США/тСО 2) 2 - 56 15Уровень достоверности стоимости улавливаниясредний—высокийПримечания: Диапазоны и репрезентативные величины основаны на данных из таблицы 3.11. Все расходы, приведенные в этой таблице, относятся только кулавливанию и не включают расходы на транспортировку и хранение СО 2. Стоимость приводится в постоянных ценах в долл. США в 2002 г. Исходным сырьемдля установок по производству водорода являются природный газ (4,7–5,3 долл. США • ГДж -1 ) или уголь (0,9–1,3 долл. США • ГДж -1 ); некоторые установки,указанные в наборе данных, помимо водорода вырабатывают электроэнергию. Коэффициенты постоянных затрат колеблются в пределах 13–20 %. Полнаястоимость включает компрессию СО 2, но без дополнительных расходов на транспортировку и хранение СО 2(см. раздел 8 для полной стоимости УХУ).

Техническое резюме294. Транспортировка СО 2За исключением случаев, когда установки находятся непосредственнонад местом геологического хранения, захваченный СО 2долженбыть доставлен из точки улавливания к месту хранения. В этомразделе рассматриваются основные способы транспортировки СО 2и оцениваются аспекты, связанные со здоровьем, безопасностью иокружающей средой, а также расходы.Способы транспортировки СО 2Трубопроводы функционируют сегодня в качестве совершеннойрыночной технологии и являются наиболее распространеннымспособом транспортировки СО 2. Газообразный СО 2обычносжимают до давления более 8 МПа, с тем чтобы предотвратитьдвухфазовые режимы потока и повысить плотность СО 2, благодарячему он становится более легким и менее дорогостоящим длятранспортировки. СО 2может также перевозиться в виде жидкостисудами, автодорожным или железнодорожным транспортом, приэтом перевозка СО 2осуществляется в изолированных цистернахпри температуре, которая значительно ниже температуры окружающейсреды, и при гораздо более низком давлении.Первый трубопровод большой протяженности для доставкиСО 2вступил в действие в начале 1970-х годов. В США по трубопроводупротяженностью свыше 2 500 км доставляется более 40МтСО 2в год из естественных и антропогенных источников, главнымобразом в такие места в Техасе, где СО 2используется дляПИН. Эти трубопроводы действуют в режиме «плотной фазы» (вкотором происходит постоянная прогрессия из газа в жидкость безявно выраженного изменения фазы), и при температуре окружающейсреды и высоком давлении. В большинстве этих трубопроводовпоток приводится в движение посредством компрессоров наверхнем конце потока, хотя у некоторых трубопроводов имеютсяпромежуточные (вспомогательные) компрессорные станции.В некоторых ситуациях или местах транспортировка СО 2судамиможет оказаться экономически более выгодной, особеннокогда СО 2необходимо перевозить на большие расстояния иличерез море. Сжиженные нефтяные газы (СНГ, главным образомпропан и бутан) перевозятся в крупном коммерческом объемеморскими танкерами. СО 2может перевозиться судами в значительноймере таким же способом (обычно при давлении 0,7 МПа),однако подобная перевозка осуществляется в настоящее время внебольшом объеме ввиду ограниченного спроса. Характеристикисжиженного СО 2аналогичны характеристикам СНГ, и масштабыиспользования данной технологии могут быть увеличены до размеракрупных перевозчиков СО 2, если потребуется удовлетворениеспроса на подобные системы.Перевозка авто- и железнодорожными цистернами такжеявляется технически осуществимым вариантом. Эти системыперевозят СО 2при температуре -20 °С и давлении 2 МПа.Однако они являются неэкономичными по сравнению с трубопроводамии судами, за исключением очень малых объемов,и вряд ли подходят для УХУ в крупном масштабе.Аспекты, связанные с окружающей средой, безопасностьюи рискамиТочно так же, как существуют стандарты для природного газаприменительно к трубопроводам, следует разработать минимальныестандарты для СО 2«трубопроводного качества», посколькупроисходит дальнейшее развитие инфраструктуры трубопроводовдля СО 2. Современные стандарты, разработанныеглавным образом в контексте применений ПИН, не обязательноявляются идентичными тому, что потребуется для УХУ. Важноезначение для ПИН имеет низкое содержание азота, однако этоне будет столь существенным для УХУ. В то же время, для трубопроводас СО 2, проходящего через населенные районы, можетпотребоваться, вероятно, более низкое, конкретно определенноемаксимальное содержание H 2S. Кроме того, для доставкиСО 2по трубопроводу через населенные районы требуется выборподробного маршрута, наличие защиты от чрезмерного давления,системы обнаружения утечки и другие конструктивныеособенности. Однако не предполагается каких-либо серьезныхпрепятствий для конструкции трубопровода для УХУ.Утечка СО 2в атмосферу может происходить во время транспортировки,хотя потери из трубопроводов в результате утечкиявляются весьма незначительными. Сухой (не содержащий влаги)СО 2не является коррозионно–агрессивным для марганцево–углеродистыхвидов стали, которые обычно используютсядля трубопроводов, даже если СО 2содержит такие загрязнители,как кислород, а также окиси серы или азота. С другой стороны,насыщенный влагой СО 2является весьма коррозионно-агрессивным,и поэтому трубопровод для СО 2в данном случае необходимоизготавливать из коррозиестойкого сплава или он долженбыть покрыт изнутри сплавом или иметь сплошное полимерноепокрытие. Некоторые трубопроводы изготавливаются из коррозиестойкихсплавов, хотя стоимость материалов в несколько разпревышает стоимость марганцево–углеродистых видов стали. Усудов общая потеря в связи с выбросом в атмосферу составляет3–4 % на 1 000 км, учитывая при этом как потери от испарения,так и выхлопные газы судовых двигателей. Испарение можноуменьшить посредством улавливания и сжижения, а повторноеулавливание приведет к снижению потерь до 1–2 % на 1 000 км.Могут также произойти аварии. В случае существующих трубопроводовСО 2, которые находятся главным образом в районахс низкой плотностью населения, происходит менее одного регистрируемогоинцидента в год (0,0003 на км–год) без каких-либотелесных повреждений или смертельных исходов. Это соответствуетопыту работы с трубопроводами для углеводородов, и последствияне будут, вероятно, более серьезными, нежели последствияаварий, связанных с природным газом. При морской транспортировкепотенциальную опасность представляют танкерыдля углеводородных газов, однако признание данной опасностипривело к установлению стандартов в отношении проектирования,строительства и функционирования, и серьезные инцидентыявляются редкими.

30 Техническое резюмеСтоимость (долл. США/тСО 2/250 км)Стоимость транспортировки СО 2Стоимость транспортировки(долл. США/тСО 2)6.05.04.03.02.01.0Прибрежная зонаМорская зона0.00 5 10 15 20 25 30 35Показатель массового потока (МтСО 2•год -1 )Рисунок ТР.5. Транспортные расходы на береговые и морские трубопроводы,в долл. США/тСО 2/250 км в виде функции показателя массовогорасхода СО 2. График показывает высокие оценки (точечные линии) инизкие оценки (сплошные линии).504540Морской трубопроводПрибрежный35трубопровод3025Стоимость20судов151050 0 1000 2000 3000 4000 5000Расстояние (км)Рисунок ТР.6. Расходы показаны на диаграмме в виде долл. США/тСО 2при транспортировкев зависимости от расстояния для береговых трубопроводов, морскихтрубопроводов и перевозки судами. Расходы, связанные с трубопроводами,приводятся для массового потока в 6 МтСО 2•год -1 . Стоимость перевозки судамивключает промежуточное складирование, портовые сборы, стоимость горючегои погрузочно-разгрузочные работы. Стоимость включает также дополнительныерасходы на сжижение по сравнению с компрессией.Оценка стоимости была проведена как для транспортировки СО 2по трубопроводу, так и морским путем. В каждом случае стоимостьв значительной мере зависит от расстояния и транспортируемогоколичества. При использовании трубопроводов стоимостьзависит от того, проходит ли трубопровод по береговойили морской зоне, является ли данный район перегруженным, атакже имеются ли на маршруте горы, широкие реки или замерзшийгрунт. Все эти факторы могут удвоить стоимость в расчетена единицу длины, при еще большей стоимости для трубопроводов,пролегающих в населенных районах. Любые дополнительныерасходы на повторную компрессию (вспомогательныенасосные станции), которые могут оказаться необходимыми длятрубопроводов большей протяженности, будут учитываться вкачестве транспортных расходов. Подобные расходы являютсяотносительно небольшими и не включены в представленные внастоящем документе оценки.На рисунке ТР.5 показана стоимость транспортировки потрубопроводу на номинальное расстояние в 250 км. Она обычносоставляет 1–8 долл. США/тСО 2(4–30 долл. США/тС). На рисункепоказана также зависимость стоимости трубопровода отпоказателя массового расхода СО 2. Стоимость стали составляетзначительную долю стоимости трубопровода, поэтому колебаниятакой стоимости (такие как удваивание за период с 2003 по2005 гг.) могут сказаться на общей стоимости трубопровода.При перевозке судами определенными ключевыми факторами,определяющими общие транспортные расходы, являютсяемкость танкера и характеристики систем погрузки и разгрузки.Расходы, связанные с компрессией и сжижением СО 2, учитываютсяв рамках представленной ранее стоимости улавливания. Нарисунке ТР.6 дается сравнение стоимости транспортировки потрубопроводу и по морю, а также показано безубыточное расстояние.При наличии морского варианта он, как правило, являетсяболее дешевым по сравнению с трубопроводами при расстояниях,превышающих приблизительно 1 000 км, и при объемах менее несколькихмиллионов тонн СО 2в год. В случае хранения в океаненаиболее подходящая система транспортировки зависит от способазакачивания, а именно со стационарного плавающего контейнера,передвигающегося судна или трубопровода с берега.5. Геологическое хранениеВ этом разделе рассматриваются три типа геологических формаций,которым было уделено большое внимание в качестве вариантагеологического хранения СО 2: резервуары нефти и газа, глубокозалегающие соленосные формации и не имеющие промышленногозначения угольные пласты (рисунок ТР.7). В каждом случаегеологическое хранение СО 2сопровождается его закачиванием вплотном состоянии в формацию породы, находящуюся ниже земнойповерхности. Потенциальными кандидатами для храненияСО 2являются пористые формации породы, которые удерживаютили (как в случае выработанных нефтяных и газовых пластов) ранееудерживали жидкости, такие как природный газ, нефть илисоляные растворы. Подходящие для хранения формации могутнаходиться как в береговых, так и морских седиментационныхбассейнах (естественные крупные углубления в земной коре,заполненные осадками). Угольные пласты могут также использоватьсядля хранения СО 2(см. рисунок ТР.7), когда отсутствуетвероятность того, что уголь будет впоследствии разрабатываться,и при наличии достаточной непроницаемости. Вариант храненияСО 2в угольных пластах и повышение добычи метана находитсяпока на демонстрационном этапе (см. таблицу ТР.1).

Техническое резюме31Обзор Aperçu вариантов des options геологического de stockage géologiqueхранения11. Выработанные Gisements de pétrole нефтяные ou de и gaz газовые épuisés пласты22. Использование Utilisation pour la СОrécupération 2для повышенного assistée извлечения du pétrole et нефти du gaz и газа33. Глубоко Formations залегающие salines profondes: соленосные a) en формации mer, b) sur – la terre ferme4. а) Utilisation морская pour зона la b) récupération береговая зона assistée du méthane4 Использование СО 2для повышенного извлечения угольного метанаДобыча Pétrole нефти ou gaz или produit газаЗакачанный CO 2injecté СО 2Хранящийся CO 2stockéСО 2Рисунок ТР.7. Методы хранения СО 2в глубинных подземных геологических формациях. С рекуперацией углеводородов могут сочетаться два метода: ПИН(2) и ПИУМ (4). См. текст для объяснения этих методов. (С разрешения ОЦИТПГ.)Существующие проекты хранения СО 2Геологическое хранение СО 2осуществляется в рамках трех проектовпромышленного масштаба (проекты порядка 1 МтСО 2• год-1или более): проект Слейпнера в Северном море, проект Уэйберна вКанаде и проект Ин-Салаха в Алжире. Порядка 3–4 МтСО 2, которыйв противном случае был бы выброшен в атмосферу, улавливается ихранится ежегодно в геологических формациях. Дополнительныепроекты перечислены в таблице ТР.5.Помимо осуществляемых в настоящее время проектов УХУ,ежегодно для целей ПИН закачивается 30 МтСО 2, главным образомв Техасе, США, где ПИН началось в начале 1970-х годов.Большую часть этого СО 2получают из естественных залежейСО 2, обнаруженных в западных регионах США, и его определеннаячасть поступает из антропогенных источников, таких какпереработка природного газа. Значительное количество СО 2, закачанногодля ПИН, добывается вместе с нефтью, от которой онотделяется и затем вновь закачивается. После извлечения нефтиСО 2может сохраняться в целях смягчения воздействия на изменениеклимата, вместо того чтобы выбрасываться в атмосферу. Этаоперация планируется в рамках проекта Уэйберна.Технология и механизмы храненияДля закачивания СО 2в глубинные геологические формацииприменяются во многом те же самые технологии, которые былиразработаны отраслью по разведке и добыче нефти и газа. Припроектировании и осуществлении геологического хранениядальнейшее развитие получили технология бурения скважин,технология закачивания, компьютерная имитация динамическиххарактеристик резервуара хранения и методы мониторингасуществующих применений. Другие виды практики закачиванияпод землю также дают необходимый опыт работы. В частности,хранение природного газа, закачивание жидких отходов на большуюглубину и удаление кислого газа (смеси СО 2и Н 2S) осуществлялисьв Канаде и США с 1990 г., также в мегатонном масштабе.

32 Техническое резюмеТаблица ТР.5. Места, где хранение СО 2было осуществлено, осуществляется в настоящее время или планируется — от небольшихэкспериментальных проектов до крупномасштабных коммерческих применений.Название проекта Страна Началозакачивания (год)Приблизительныйсреднесуточный показательзакачивания (тСО 2•сутки -1 )Общий (планируемый)объем хранения (тСО 2)Тип резервуара дляхраненияУэйберн Канада 2000 3 000-5 000 20 000 000 ПИНИн-Салах Алжир 2004 3 000-4 000 17 000 000 ГазовоеместорождениеСлейпнер Норвегия 1996 3 000 20 000 000 Соленосная формацияK12В Нидерланды 2004 100 (1 000 планируется на2006+)8 000 000 Повышенноеизвлечение газаФрио США 2004 177 1 600 Соленосная формацияФенн Биг Веллей Канада 1998 50 200 ПИУМБассейн Циньшуй Китай 2003 30 150 ПИУМЮбари Япония 2004 10 200 ПИУМРекопол Польша 2003 1 10 ПИУМГоргон (планируется) Австралия ~2009 10 000 Hеизвестен Соленосная формацияСнохвит (планируется) Норвегия 2006 2 000 Hеизвестен Соленосная формацияПредполагается, что хранение СО 2в резервуарах углеводородаили глубоко залегающих соленосных формациях обычно осуществляетсяна глубинах более 800 м, где в результате давленияи температуры окружающей среды СО 2находится в жидком илисверхкритическом состоянии. При этих условиях плотность СО 2будетнаходиться в пределах 50–80 % от плотности воды. Это близкок плотности некоторых видов сырой нефти, и при этом возникаютвыталкивающие силы, которые стремятся направить СО 2в верхнемнаправлении. Поэтому для обеспечения того, чтобы СО 2оставалсязамкнутым под землей, важно наличие хорошо герметизирующейперекрывающей породы над избранным для хранения резервуаром.При закачивании под землю СО 2сжимается и заполняет пористоепространство в результате частичного вытеснения уже имеющихся внем жидкостей («жидкости в точке»). В нефтяных и газовых пластахвытеснение жидкости в точке закачиваемым СО 2может привести косвобождению большей части пористого объема для хранения СО 2.В соленосных формациях оценки потенциального объема храненияявляются более низкими и находятся в пределах от порядка несколькихпроцентов до более 30 % от общего объема породы.После закачивания в формацию-хранилище удерживаемаячасть зависит от сочетания физических и геохимических механизмовудерживания. Физическое удерживание с целью предотвращениямиграции СО 2в верхнем направлении обеспечивается благодаряслою глинистого сланца или глинистой породы над формацией-хранилищем.Этот непроницаемый слой известен как «перекрывающаяпорода». Дополнительная физическая ловушка может создаватьсякапиллярными силами, которые удерживают СО 2в пористых пространствахформации. Однако во многих случаях одна или несколькосторон формации остаются открытыми, из-за чего становитсявозможной боковая миграция СО 2ниже перекрывающей породы. Вподобных случаях важное значение для долгосрочного хранения вловушке закачанного СО 2имеют дополнительные механизмы.Механизм, известный как геохимическая ловушка, начинаетдействовать по мере вступления СО 2в реакцию с жидкостями вточке и вмещающей породой. В первую очередь СО 2растворяетсяв воде в точке. Как только это происходит (в течение сроков всотни–тысячи лет), насыщенная СО 2вода становится более плотнойи погружается на дно формации (вместо того чтобы подниматьсяна поверхность). Затем в результате химических реакциймежду растворенным СО 2и минералами породы образуются разновидностиионов, вследствие чего доля закачанного СО 2превратитсяза миллионы лет в твердые карбонатные минералы.Кроме того, происходит еще один тип улавливания, когдаСО 2избирательно адсорбируется на уголь или сланцы с большимсодержанием органического вещества, вытесняя такиегазы, как метан. В подобных случаях СО 2остается в ловушкедо тех пор, пока сохраняется постоянство давления и температуры.Эти процессы будут, как правило, происходить на меньшихглубинах по сравнению с хранением СО 2в резервуарахуглеводорода и соленосных формациях.Географическое распределение и емкость мест храненияКак показано выше в разделе 2 (рисунок ТР.2b), регионы с седиментационнымибассейнами, которые являются потенциальнопригодными для хранения СО 2, имеются во всем мире как вбереговой, так и морской зонах. В настоящем докладе основноевнимание уделяется залежам нефти и газа, глубоко залегающимсоленосным формациям и не имеющим промышленного значенияугольным пластам. Другие возможные геологические формацииили структуры (такие как базальты, нефтяные или газовыесланцы, соляные каверны и заброшенные шахты) создаютблагоприятные возможности или были недостаточно изучены внастоящее время для оценки их потенциала.

Техническое резюме33Таблица ТР.6. Емкость хранения для нескольких вариантов геологического хранения. Емкость хранения включает вариантыхранения, которые не являются экономичными.Тип резервуараНижняя оценка емкостихранилища (ГтСО 2)Верхняя оценка емкостихранилища (ГтСО 2)Нефтяные и газовые месторождения 675 a 900 aУгольные пласты, не имеющие промышленного3-15 200значения (ПИУМ)Глубоко залегающие соленосные формации 1,000 Не ясно, но возможно 10 4a Эти цифры увеличились бы на 25 %, если бы в эту оценку были включены «неоткрытые» нефтяные и газовые месторождения.В таблице ТР.6 дается резюме оценок технического потенциала 6для разных вариантов геологического хранения. Оценки и уровнидостоверности основаны на анализе литературы, а также как региональныхоценок по восходящему принципу, так и глобальных оценокпо нисходящему принципу. В литературе отсутствует какойлибовероятностный подход к определению емкостных оценок, иэто будет необходимо для количественного определения неопределенностинадежным образом. Общие оценки, особенно верхнегопредела потенциала, характеризуются широким разбросоми высокой степенью неопределенности, отражая противоречивыеметодологии в литературе и тот факт, что наши знания о соленосныхформациях являются весьма ограниченными в большинствечастей мира. По залежам нефти и газа имеются более совершенныеоценки, основанные на замещении объемов углеводородаобъемами СО 2. Следует отметить, что, за исключением ПИН, этирезервуары не будут готовы для хранения СО 2до тех пор, пока непроизойдет истощение углеводородов, и что изменения давления игеомеханические воздействия, вызванные образованием углеводородав резервуаре, могут снизить существующую емкость.Другим способом анализа потенциала хранения является, однако,постановка вопроса о том, существует ли вероятность того, что онявляется адекватным для тех объемов выбросов СО 2, которые необходимобудет предотвратить на основе использования УХУ в рамкахразных сценариев стабилизации парниковых газов и предположенияо применении других вариантов смягчения воздействий. Как говоритсядалее в разделе 8, оценочный диапазон экономического потенциала7 для УХУ в последующее столетие составляет приблизительно200–2 000 ГтСО 2. Низкие пределы, приведенные в таблице ТР.6, показывают,что на мировом уровне практически ясно 8 , что существующаяемкость для геологического хранения составляет 200 ГтСО 2, ивероятно 9 , что имеется по меньшей мере около 2 000 ГтСО 2.Критерии и методы выбора местаИсключительно важное значение для успешного геологического храненияимеют описание и выбор места, а также прогнозирование егохарактеристик. Перед выбором места должны быть описаны геологическиеусловия с целью определения того, обеспечит ли перекрывающаяпорода эффективную герметизацию, имеется ли достаточнообъемная и проницаемая формация для хранения и не нарушат ли целостностьгерметизации заброшенные или действующие скважины.Методики, разработанные для разведки нефтяных и газовыхпластов, мест хранения природного газа и мест для удаления жидкихотходов, подходят для описания мест геологического храненияСО 2. К числу примеров относится метод сейсмического изображения,испытание на закачивание для оценки формаций и уплотненийв месте хранения, а также каротаж целостности цементирующегослоя. Для содействия описанию места и отборочной работыиспользуются компьютерные программы, которые моделируютподземное движение СО 2. Первоначально эти программы былиразработаны для таких применений, как разработка нефтяныхи газовых пластов и исследования ресурсов грунтовых вод. Хотяони включают многочисленные физические, химические и геомеханическиепроцессы, необходимые для прогнозирования каккраткосрочных, так и долгосрочных характеристик храненияСО 2, требуется дополнительный опыт для обретения уверенностив их эффективности с точки зрения прогнозирования долгосрочныххарактеристик в случае их адаптации к задачам, связанным схранением СО 2. Кроме того, весьма важным для надежности моделейявляется наличие достоверных данных с описанием места.Оценка рисков и воздействие на окружающую средуРиски, связанные с утечкой в результате хранения СО 2в геологическихрезервуарах, делятся на две широкие категории: риски наглобальном и риски на локальном уровнях. Риски на глобальномуровне связаны с выбросом СО 2, который может существенным образомспособствовать изменению климата, если происходит утечкав атмосферу определенной доли газа из формации-хранилища.Кроме того, в случае утечки СО 2из формации-хранилища можетбыть создана опасность на местном уровне для людей, экосистем игрунтовых вод. Это является рисками на локальном уровне.6Технический потенциал — это объем, на который можно сократить выбросы парниковых газов путем применения технологии или практики, которые уже былипродемонстрированы.7Экономический потенциал — это объем сокращений выбросов парниковых газов в результате конкретного варианта, который может быть обеспеченэкономически эффективным образом с учетом доминирующих обстоятельств (цена сокращений выбросов СО 2и стоимость других вариантов).8«Практически ясно» — это вероятность в 99 % или больше.9«Вероятно» — это вероятность в 66–90 %.

34 Техническое резюмеВ отношении рисков на глобальном уровне, согласно результатамнаблюдений и анализа существующих в настоящее время местхранения СО 2, природных систем, инженерных систем и моделей,доля газа, сохраняющаяся в должным образом выбранных и контролируемыхрезервуарах, должна, весьма вероятно 10 , превысить99 % через 100 лет и, вероятно, превысить 99 % через 1 000 лет.Аналогичные доли газа сохранятся, вероятно, в течение даже болеепродолжительных периодов времени, поскольку предполагается,что риск утечки будет снижаться со временем благодаря тому, чтодругие механизмы выступают в качестве дополнительной ловушки.В разделе 8 рассматривается вопрос о том, будут ли эти сохраняемыедоли достаточными для того, чтобы непостоянное хранениеимело значение для смягчения воздействий на изменение климата.В отношении рисков на локальном уровне, имеются два типасценариев, по которым может происходить утечка. В первом случаеразрушения закачивающей скважины и утечка вверх по заброшеннымскважинам могут привести к неожиданному и быстромувыбросу СО 2. Этот тип выброса будет, вероятно, быстро обнаружени прекращен при помощи методов, существующих сегодня дляудерживания выбросов из скважин. Опасности, связанные с этимтипом выбросов, затрагивают в первую очередь рабочих, находящихсярядом с местом выброса в тот момент, когда он происходит,или лиц, вызванных для прекращения выброса. КонцентрацияСО 2в воздухе более 7–10 % создаст непосредственную опасностьдля жизни и здоровья человека. Меры по удерживанию этих видоввыбросов могут осуществляться в течение часов–дней, а общийобъем выброшенного СО 2будет, вероятно, весьма небольшимпо сравнению с общим количеством закачанного газа. Эти типыопасностей эффективно контролируются на регулярной основе внефтегазовой промышленности при помощи мер инженерного иадминистративного контроля.Согласно второму сценарию утечка может произойти в результатенеобнаруженных дефектов, разрывов или через дающие утечкускважины, и при этом выброс на поверхность является болеепостепенным и разбросанным. В этом случае опасность создается впервую очередь для горизонтов питьевой воды и экосистем, в которыхСО 2накапливается в зоне между поверхностью и верхней частьюводного зеркала. Грунтовые воды могут пострадать в результатекак утечки СО 2непосредственно в водоносный горизонт, так ипопадания соляных растворов в водоносный горизонт в результатеих вытеснения СО 2в процессе его закачивания. По этому сценариюможет также происходить кислование почв и замещение кислородав почве. Кроме того, если утечка в атмосферу происходит в низкорасположенных районах при слабом ветре или в отстойниках иподвальных помещениях, расположенных над этими разбросаннымиутечками, людям и животным будет причинен ущерб, если утечкапройдет незамеченной. Люди пострадают меньше в результатеутечки из мест морского хранения по сравнению с утечкой из местхранения в береговой зоне. Маршруты утечки могут быть установленыпри помощи нескольких методов и благодаря знанию характеристикрезервуара. На рисунке ТР.8 показаны некоторые потенциальныепути утечки из соленосной формации. Если потенциальныемаршруты утечки известны, для ее ликвидации может быть адаптированастратегия мониторинга и восстановительных мер.Эффективными способами уменьшения опасности, связаннойс разбросанной утечкой, являются тщательное проектирование ивыбор места для системы хранения, а также методы раннего обнаруженияутечки (желательно задолго до того, как СО 2достигнет поверхностиземли). Имеющиеся методы мониторинга являются перспективными,однако необходим больший опыт для определенияуровней обнаружения и разрешения проблемы. Как только утечкиобнаружены, для их прекращения или контроля применяются определенныеметоды восстановления. В зависимости от типа утечкиэти методы могут включать стандартные методы ремонта скважиныили извлечение СО 2путем отсечения его утечки в неглубокийгоризонт подземных вод (см. рисунок ТР.8). Имеются также методыудаления СО 2из почв и подземных вод, однако их применение является,вероятно, дорогостоящим. Необходимо приобретение опыта,связанного с демонстрацией эффективности и установления стоимостиприменения этих методов при хранении СО 2.Мониторинг и проверкаМониторинг является весьма важной частью общей стратегии управленияв условиях риска в рамках проектов геологического хранения.Стандартные процедуры или протоколы пока не разработаны,однако, как ожидается, их разработка будет осуществляться помере усовершенствования технологии и определяться местнымирисками и правилами. В то же время предполагается, что измерениетаких определенных параметров, как скорость закачивания идавление в закачивающей скважине, будут проводиться обычнымобразом. Повторная сейсмическая разведка зарекомендовала себяв качестве эффективного способа для отслеживания подземноймиграции СО 2. Полезными могут также оказаться такие новые методы,как гравитационные и электрические измерения. Полезнымдля непосредственного обнаружения утечки СО 2может быть взятиепроб грунтовых вод и почвы между поверхностью и воднымзеркалом. В закачивающие скважины могут устанавливатьсядатчики СО 2с сигнализаторами для обеспечения безопасностирабочих и обнаружения утечки. Для обнаружения и определенияобъема наземных выбросов могут также применяться методы, используемыена уровне поверхности. Наличие высококачественныхисходных данных повышает надежность и разрешающую способностьвсех измерений и будет иметь существенное значение дляобнаружения незначительных утечек.Поскольку все эти методы мониторинга были адаптированына основе других применений, необходимо провести их испытанияи оценку в контексте геологического хранения с точки зрениянадежности, разрешения проблем и чувствительности. В рамкахвсех существующих проектов промышленного значения и экспериментальныхпроектов имеются программы по разработке ииспытанию этих и других методов мониторинга. В соответствиис требованиями РКИК ООН о представлении информации о выбросахи мониторинге, необходимыми или желательными могут10«Весьма вероятно» — это вероятность в 90–99 %.

Формация-хранилищеТехническое резюме35Закачанный СО 2мигрирует вверхпо падению пласта, что способствуетмаксимальному растворению иулавливанию остаточного СО 2АлевролитВодоносный горизонтСбросПотенциальные механизмы утечкиA. Газовоедавление СО 2превышаеткапиллярноедавление, иСО 2проходит черезалевролитB. Утечкасвободного СО 2вверх вдольсброса из А вверхнийводоносныйгоризонтC. Утечка СО 2ввышерасположенныйводоносныйгоризонт черезразрыв вперекрывающейпородеD. ЗакачанныйСО 2мигрируетвверх по падениюпласта, повышаетпластовоедавление ипроницаемостьсбросаE. Утечка СО 2через плохозакупореннуюстаруюзаброшеннуюскважинуF. Естественныйпоток растворяетСО 2в местеконтакта СО 2иводы и переноситего от точкизакрытияG. УтечкарастворенногоСО 2в атмосферуили океанВосстановительные мерыA. Извлечение иочисткаподземных водB. Извлечение иочисткаподземных водC. Удаление СО2 иповторноезакачивание вдругом местеD. Более низкиепоказателизакачивания илидавленияE. Повторнаязакупорка скважиныцементомF. Перехват иповторноезакачивание СО 2G. Перехват иповторноезакачивание СО 2Рисунок ТР.8. Потенциальные маршруты утечки и восстановительные методы для СО 2, закачанного в соленосные формации.Восстановительная методика будет зависеть от потенциальных маршрутов утечки, обнаруженных в резервуаре. (С разрешения ОЦИТПГ.)также быть методы мониторинга объема хранящегося под землейСО 2(см. раздел 9). Учитывая долгосрочный характер храненияСО 2, может потребоваться проведение мониторинга места храненияв течение длительных периодов времени.Правовые вопросыВ настоящее время правовая и нормативная основы для храненияСО 2в прибрежной зоне созданы специально не во многих странах.Соответствующее законодательство включает законодательствоо нефти, законодательство о питьевой воде и нормативные актыо горнодобывающей промышленности. Во многих случаях имеютсязаконы, действие которых распространяется на некоторые, илипочти все вопросы, касающиеся хранения СО 2. Пока конкретно нерассматривались вопросы о долгосрочной ответственности, такиекак глобальные вопросы, связанные с утечкой СО 2в атмосферу, атакже местные проблемы, связанные с последствиями для окружающейсреды. Режимы мониторинга и проверки и риски утечкимогут играть важную роль при определении ответственности, инаоборот. Имеются также такие факторы, как долговечность институтов,текущий мониторинг и возможность передачи институциональныхзнаний. Существенное значение для правовой основыв области УХУ имеет долгосрочная перспектива, поскольку срокихранения охватывают многие поколения, равно как и проблемаизменения климата. В некоторых странах, особенно США, правасобственности всех затронутых лиц должны учитываться с правовойточки зрения, поскольку пористое пространство принадлежитвладельцам наземной собственности.Согласно общим принципам обычного международного права,государства могут осуществлять свой суверенитет на своихтерриториях и могут поэтому заниматься такими видами деятельности,как хранение СО 2(как геологическое, так и в океане) в техрайонах, которые находятся в их юрисдикции. Если, однако, хранениеимеет трансграничные последствия, государства несут ответственностьза обеспечение того, чтобы деятельность в рамкахих юрисдикции или контроля не причиняла ущерб окружающейсреде других государств или районам, выходящим за пределы национальнойюрисдикции.В настоящее время имеется несколько договоров (в первуюочередь Конвенция ООН по морскому праву, а также Лондонскаяконвенция 11 и Конвенция ОСПАР 12 ), которые могут применятьсяв отношении закачивания СО 2в морскую окружающую среду (какв океан, так и в геологические структуры подстилающей поверхностипридонного слоя). Все эти договоры были подготовлены11Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972 г.) и ее Лондонский протокол (1996 г.), который еще не вступил в силу.12Конвенция по защите морской среды северо-восточной части Атлантического океана, которая была принята в Париже (1992 г.). ОСПАР — это сокращение от Осло-Париж.

36 Техническое резюмебез конкретного учета хранения СО 2. Оценка, подготовленнаягруппой юристов и лингвистов Конвенции ОСПАР (относительносеверно-восточной части Атлантического океана), например, содержитвывод о том, что в зависимости от метода и цели закачивания,закачивание СО 2в геологические структуры подстилающейповерхности придонного слоя и в океан может быть сопоставимос положениями договора в некоторых случаях, таких как случайтранспортировки СО 2по трубопроводу с суши. Аналогичная оценкапроводится сейчас Сторонами Лондонской конвенции. Крометого, в документах специалистов по толкованию правовых норм делаетсявывод о том, что СО 2, улавливание которого было осуществленопри добыче нефти или природного газа и который хранитсяв морской геологической формации (подобно проекту Слейпнера),не будет рассматриваться в качестве «сброса» и поэтому не будетзапрещаться Лондонской конвенцией.Общественное восприятиеОценка общественного восприятия УХУ является проблемнойиз-за относительно технического и «отдаленного» характера этоговопроса в настоящее время. Результаты весьма немногочисленныхисследований, проведенных на сегодняшний день по вопросу общественноговосприятия УХУ, показывают, что общественность,как правило, плохо информирована о УХУ. Если информациясообщается вместе с информацией о других вариантах смягчениявоздействий на изменение климата, то, согласно немногим исследованиям,проведенным до настоящего времени, УХУ, как правило,считается менее благоприятным вариантом по сравнениюс другими вариантами, такими как повышение энергетическогоКПД и использование источников энергии иных, нежели ископаемоетопливо. Одобрение УХУ, если оно имеет место, происходитскорее «неохотно», а не с «энтузиазмом». В некоторых случаях этоявляется следствием мнения о том, что УХУ может потребоватьсяиз-за неспособности сократить выбросы СО 2иными способами.Имеются свидетельства того, что геологическое хранение можетвосприниматься положительным образом, если оно осуществляетсясовместно с другими более желательными мерами. Хотя общественноевосприятие изменится, вероятно, в будущем, данные ограниченныхисследований на сегодняшний день показывают, чтонеобходимо будет, вероятно, выполнить как минимум два условия,для того чтобы общественность считала улавливание и хранениеСО 2надежной технологией наряду с другими более хорошо известнымивариантами: 1) глобальное изменение климата в результатедеятельности человека должно рассматриваться в качестве относительносерьезной проблемы; 2) должна признаваться необходимостьзначительных сокращений выбросов СО 2для уменьшенияопасности глобального изменения климата.Стоимость геологического храненияТехнологии и оборудование, используемые для геологическогохранения, широко применяются в нефтегазовой промышленности,поэтому оценки стоимости этого варианта характеризуютсяотносительно высокой степенью достоверности в отношенииемкости хранения в нижнем пределе технического потенциала.В то же время имеется значительный диапазон и изменчивостьстоимости ввиду действия таких конкретных для данного местафакторов, как береговая зона по сравнению с морской, глубинапласта и геологические характеристики формации-хранилища(например, проницаемость и толщина формации).Репрезентативные оценки стоимости хранения закачанногоСО 2в соленосных формациях и выработанных нефтяных игазовых месторождениях находятся, как правило, в пределах0,5–8 долл. США/тСО 2. Расходы на мониторинг в размере 0,1–0,3 долл. США/тСО 2являются дополнительными. Самой низкойстоимостью хранения характеризуются береговые, неглубокиерезервуары с высокой проницаемостью и/или места хранения, вкоторых возможно повторное использование скважин и инфраструктурыдействующих нефтяных и газовых месторождений.Если хранение сопровождается ПИН, ПИУМ или (потенциально)повышенным извлечением газа (ПИГ), то экономическаястоимость СО 2может снизить общую стоимость УХУ. Исходя изданных и цен на нефть в период до 2003 г., повышенная добыча нефтидля ПИН в береговой зоне с хранением СО 2может дать чистуюприбыль в размере 10–16 долл. США/тСО 2(37–59 долл. США/тС) (включая стоимость геологического хранения). По ПИН иПИУМ, которые находятся пока в стадии разработки, отсутствуеткакая-либо достоверная информация о стоимости, основаннаяна фактическом опыте. В любом случае, однако, экономическаявыгода от повышенного производства в значительной мере зависитот цен на нефть и газ. В этом отношении в литературе, послужившейосновой для этого доклада, не учитывается повышениемировых цен на нефть и газ с 2003 г. и предполагается, что цены нанефть равны 15–20 долл. США за баррель. В случае повышенияцен в течение срока действия проекта УХУ, экономическая стоимостьСО 2может оказаться более высокой по сравнению с той,которая сообщается в настоящем документе.6. Хранение в океанеПотенциальным вариантом хранения СО 2является закачиваниеСО 2после его улавливания непосредственно в глубинную частьокеана (на глубины более 1 000 м), где большая его часть будетизолирована от атмосферы в течение столетий. Это может бытьдостигнуто посредством транспортировки СО 2по трубопроводамили судами к месту хранения в океане, где он закачиваетсяв водяной столб океана или на морское дно. После этого растворенныйили распыленный СО 2станет частью глобальногоцикла водорода. На рисунке ТР.9 показаны некоторые основныеметоды, которые могут применяться. Хранение в океане еще неприменялось и не демонстрировалось на экспериментальномуровне и до сих пор находится на этапе исследований. Тем не менее,проведены эксперименты на местах небольшого масштаба,и в течение 25 лет проводились теоретические, лабораторные имодельные исследования целевого хранения СО 2в океане.

Техническое резюме37ДисперсияСО 2с суднаДисперсиясмесиСО 2/СаСО 3РеакторСО 2/СаСО 3ДымовойгазПерезаправкасуднаУдержанныйи сжатый СО 2Всплывающийфакел СО 2Погружающийсяфакел СО 23 кмОзеро СО 2Озеро СО 2Рисунок ТР.9. Методы хранения в океане.Механизмы и технология храненияОкеаны покрывают более 70 % поверхности Земли, а их средняяглубина составляет 3 800 м. Поскольку двуокись углерода можетрастворяться в воде, происходят естественные обмены СО 2междуатмосферой и водой на уровне поверхности океана, которые продолжаютсядо достижения равновесия. В случае повышения атмосфернойконцентрации СО 2, дополнительный СО 2постепеннопоглощается океаном. Таким образом океанами было поглощенооколо 500 ГтСО 2(140 ГтС) из общего количества антропогенныхвыбросов в 1 300 ГтСО 2(350 ГтС), выброшенных в атмосферу запоследние 200 лет. Из-за повышения атмосферных концентрацийСО 2в результате деятельности человека по сравнению с доиндустриальнымиуровнями океаны поглощают в настоящее времяСО 2в объеме порядка 7 ГтСО 2• год-1(2 ГтС • год -1 ).Большая часть этой двуокиси углерода остается сейчасв верхних слоях океана и привела к настоящему времени куменьшению pH на уровне порядка 0,1 на поверхности океанаблагодаря кислотному характеру действия СО 2в воде. Сегодня,однако, не отмечается практически никаких изменений рН вокеанских глубинах. Согласно прогнозам моделей за последующиенесколько столетий океаны поглотят в конечном итогебольшую часть СО 2, выброшенного в атмосферу, посколькуСО 2растворяется на уровне поверхности океана и затем перемешиваетсяс глубинными водами океана.Нет практически никакого физического предела тому объему антропогенногоСО 2, который может храниться в океане. В то жевремя в масштабе тысячелетия объем хранящегося газа будет зависетьот равновесия между океаном и атмосферой. Стабилизацияатмосферных концентраций СО 2в пределах 350–1 000 ppmv будетозначать, что от 2 000 до 12 000 ГтСО 2будет в конечном итоге оставатьсяв океане, если не будет проводиться какого-либо специальногозакачивания СО 2. Этот диапазон представляет поэтомуверхний предел емкости хранения СО 2в океане посредством активногозакачивания. На эту емкость будут также воздействоватьфакторы окружающей среды, такие как максимально допустимоеизменение рН.Как анализ результатов наблюдений за океаном, так и моделипоказывают, что закачиваемый СО 2будет изолирован отатмосферы на протяжении по меньшей мере нескольких сотенлет, и что та доля, которая сохраняется, будет увеличиватьсяпо мере увеличения глубины закачивания (см. таблицу ТР.7).Идеи, связанные с увеличением сохраняемой доли, включаютобразование твердых гидратов СО 2и/или жидких озер СО 2наморском дне, а также растворение таких щелочных минералов,как известняк, для нейтрализации кислотного СО 2. Растворениеприродных карбонатов, если оно является практически возможным,может увеличить сроки хранения до приблизительно 10 000лет, при этом сводятся к минимуму изменения в рН в океане ипарциальном давлении СО 2. Однако подобный подход потребует

38 Техническое резюмеТаблица ТР.7. Доля СО 2, удерживаемого при хранении в океане, полученная путем имитации с использованием семи моделей, связанных с океаном, для 100-летнего срока постоянного закачивания на трех разных глубинах начиная с 2000 г.Глубина закачиванияГод 800 м 1 500 м 3 000 м2100 0,78 ± 0,06 0,91 ± 0,05 0,99 ± 0,012200 0,50 ± 0,06 0,74 ± 0,07 0,94 ± 0,062300 0,36 ± 0,06 0,60 ± 0,08 0,87 ± 0,102400 0,28 ± 0,07 0,49 ± 0,09 0,79 ± 0,122500 0,23 ± 0,07 0,42 ± 0,09 0,71 ± 0,14больших количеств известняка и энергии для переработки материалов(приблизительно такой же порядок величины, что иколичество на тонну закачиваемого СО 2, которые необходимыдля карбонизации минералов; см. раздел 7).Последствия и риски для экологии и окружающей средыЗакачивание нескольких ГтСО 2приведет к существенному изменениюхимии океана в районе закачивания, а закачивание сотен ГтСО 2вызовет еще большие изменения в районе закачивания и в конечномитоге явится причиной существенных изменений по всему объемуокеана. Имитации при помощи моделей, предполагающие выброс изсеми мест на глубине 3 000 м и хранение в океане при условии осуществления10 % мер по смягчению воздействия с целью стабилизацииСО 2на уровне 550 ppmv, прогнозировали изменения кислотности(изменения рН) более чем на 0,4 в приблизительно 1 % объема океана.По сравнению с этим в случае стабилизации на уровне 550 ppmvбез хранения в океане изменение рН на поверхности океана оценивалосьпоказателем, превышающим 0,25, вследствие равновесия сповышенными концентрациями СО 2в атмосфере. В любом случаеизменение рН в пределах 0,2–0,4 является значительно большим посравнению с доиндустриальными изменениями кислотности океана.За столетия перемешивание в океане приведет к утрате изоляции закачанногоСО 2. По мере выхода к поверхностным водам океана всебольших количеств СО 2обширные районы океана будут постепенностановиться источниками выбросов в атмосферу. Отсутствуют данныео каких-либо механизмах неожиданного или катастрофическоговыброса закачанного СО 2из океана в атмосферу.Данные экспериментов свидетельствуют о том, что добавлениеСО 2может причинить ущерб морским организмам.Воздействия повышенных уровней СО 2изучались главным образомво временных масштабах до нескольких месяцев применительнок отдельным организмам, которые живут у поверхностиокеана. Наблюдаемые явления включают снижение темпов кальцификации,воспроизводства, роста, снабжения циркулярнымводородом и мобильности, а также постепенного увеличениясмертности. В некоторых организмах эти воздействия считаютсяответной реакцией на небольшие добавки СО 2. Наступление немедленнойсмерти предполагается недалеко от точек закачиванияили озер СО 2. Еще не изучены хронические последствия прямогозакачивания СО 2в океан для океанских организмов или экосистемв крупных океанских регионах и на протяжении больших сроков.В глубинных частях океана не проводилось никаких контролируемыхэкспериментов с экосистемами, поэтому может бытьдана лишь предварительная оценка потенциальных последствийдля экосистем. Ожидается, что эти последствия будут усиливатьсяпо мере увеличения концентраций СО 2и уменьшения рН, однакохарактер подобных последствий является непонятным в настоящеевремя, и пока не определены какие-либо критерии, касающиесяокружающей среды, с целью предотвращения пагубного воздействия.В настоящее время не ясно также, каким образом виды иэкосистемы адаптируются к устойчивым химическим изменениями смогут ли они сделать это.Стоимость хранения в океанеНесмотря на отсутствие какого-либо опыта в области хранения вокеане, были предприняты определенные попытки с целью оценкистоимости проектов хранения СО 2, в соответствии с которымивыброс СО 2осуществляется на морском дне или в океанскихглубинах. Стоимость улавливания и транспортировки СО 2к береговойлинии (например по трубопроводам) не включается в стоимостьхранения в океане. В то же время в стоимость хранения в океаневключены расходы на морские трубопроводы или суда, плюслюбые дополнительные расходы на энергию. Резюме стоимостихранения в океане дается в таблице ТР.8. Эти цифры показывают,что при коротких расстояниях более дешевым будет вариант стационарноготрубопровода. Для более значительных расстоянийпривлекательнее будет вариант движущегося судна или транспортировкасудном до платформы с последующим закачиванием.Правовые аспекты и общественное восприятиеГлобальные и региональные договоры по морскому праву и морскойокружающей среде, такие как ОСПАР и Лондонская конвенция,рассмотренные ранее в разделе 5 применительно к местамгеологического хранения, также влияют на хранение в океане,поскольку они касаются «морской зоны». В обеих конвенцияхпроводится различие между применяемым методом хранения ицелью хранения для установления правого статуса хранения СО 2

Техническое резюме39Таблица ТР.8. Стоимость хранения в океане на глубинах более 3 000 м.Способ хранения в океанеСтоимость чистого закачaнного СО 2(долл. США/тСО 2)100 км от берега 500 км от берегаСтационарный трубопровод 6 31Движущееся судно/платформа a 12–14 13–16a Стоимость варианта с движущимся судном приводится для глубин закачивания в 2 000–2 500 м.в океане. Пока, однако, не принято никакого решения относительноправового статуса целевого хранения в океане.Весьма небольшое количество исследований общественноговосприятия, в которых рассматривался вопрос о хранении СО 2вокеане, свидетельствует о весьма плохой информированности общественностина эту тему или ее знания. В то же время, по даннымнемногих проведенных до настоящего времени исследований, общественностьвысказывает больше оговорок в отношении храненияв океане по сравнению с геологическим хранением. Эти свидетельствапоказывают также, что отношение к хранению в океанеменялось по мере получения большего количества информации;в одном из исследований это привело к большему признанию храненияв океане, а в другом исследовании результатом явилось егоменьшее признание. В литературе также отмечается, что возникла«значительная оппозиция» в отношении предлагаемого экспериментапо выбросу СО 2в Тихом океане.7. Карбонизация минералов и промышленноеиспользованиеВ этом разделе рассматриваются два довольно разных вариантахранения СО 2. Первым является карбонизация минералов, прикоторой благодаря использованию химических реакций СО 2преобразуетсяв твердые неорганические карбонаты. Вторым вариантомявляется промышленное использование СО 2либо непосредственнымобразом, либо в качестве исходного сырья для производстваразличных углеродосодержащих химических веществ.Карбонизация минералов:технология, последствия и стоимостьКарбонизация минералов означает фиксацию СО 2с использованиемщелочных и щелочноземельных оксидов, таких как оксидмагния (MgO) и оксид кальция (CaO), которые присутствуют в силикатныхпородах естественного происхождения, таких как серпентини оливин. В результате химических реакций между этимивеществами и СО 2получают такие соединения, как карбонат магния(MgCO 3) и карбонат кальция (CaCO 3, обычно известный какизвестняк). Количество оксидов металлов в силикатных породах,которые могут быть найдены в земной коре, превышает количества,необходимые для фиксации всего СО 2, который будет произведенв результате сжигания всех имеющихся запасов ископаемоготоплива. Эти оксиды также присутствуют в малых количествахв некоторых промышленных отходах, таких как шлак и золанержавеющей стали. Карбонизация минералов дает кремнезем икарбонаты, которые характеризуются стабильностью в течениепродолжительных периодов времени и которые могут поэтомуудаляться в такие места, как силикатные шахты, или повторноиспользоваться для строительных целей (см. рисунок ТР.10), хотяподобное повторное использование будет, вероятно, незначительнымпо сравнению с произведенными количествами. После карбонизацииСО 2не будет выбрасываться в атмосферу. Благодаряэтому вряд ли потребуется мониторинг свалок, а связанные с этимриски будут весьма низкими. На этом раннем этапе разработкитрудно оценить потенциал хранения. Он будет ограничен долейсиликатных запасов, которые могут технически эксплуатироваться,проблемами, связанными с окружающей средой, такимикак объем отходов продукции, а также правовыми и социальнымиограничениями по месту хранения.Процесс карбонизации минералов происходит естественнымпутем и известен как «выветривание». В природе этот процесспроисходит весьма медленно; поэтому он должен быть значительноускорен, для того чтобы быть практически осуществимымметодом хранения СО 2, который улавливается из антропогенныхисточников. В этой связи исследования в области карбонизацииминералов сосредоточены на поиске технологическихспособов, благодаря которым могут быть достигнуты скоростиреакции, практически применимые для промышленных целей,а сама реакция станет более эффективной в плане потребленияэнергии. Технология карбонизации минералов с использованиемприродных силикатов находится на исследовательском этапе,однако некоторые процессы, в которых применяются промышленныеотходы, находятся на демонстрационном этапе.Коммерческий процесс потребует добычи, дробления и обогащенияминералосодержащих руд и их транспортировки на перерабатывающиепредприятия, получающие концентрированныйпоток СО 2из улавливающей установки (см. рисунок ТР.10).Расход энергии в процессе карбонизации составит 30–50 % мощностиулавливающей установки. С учетом дополнительных энергетическихпотребностей для улавливания СО 2система УХУ скарбонизацией минералов потребует исходной энергии на 60–180% больше в расчете на киловатт–час по сравнению со стандартнойэнергетической установкой без улавливания или карбонизацииминералов. Эти энергетические потребности значительноповышают стоимость в расчете на тонну предотвращенных выбросовСО 2для системы в целом (см. раздел 8). Самым лучшим

40 Техническое резюмеРисунок ТР.10. Этапы процесса, связанные с карбонизацией минералов из силикатных пород или промышленными остатками. (С разрешения Европейскойсети по вопросам конкуренции.)примером, изученным до настоящего времени, является влажнаякарбонизация природного силикатного оливина. Оценочная стоимостьэтого процесса равна приблизительно 50–100 долл. США/чистая минерализованная тСО 2(дополнительно к стоимости улавливанияи транспортировки СО 2, а также с учетом дополнительныхэнергетических потребностей). Процесс карбонизации минераловпотребует 1,6–3,7 тонны силикатов на тонну подлежащегозахоронению СО 2и дает 2,6–4,7 тонны минералов на тонну СО 2дляхранения, которые должны быть удалены в качестве карбонатов.Поэтому это явится крупной операцией с воздействием на окружающуюсреду, аналогичным воздействию современных крупномасштабныхназемных разработок. Серпентин также часто содержитхризотил, являющийся природной разновидностью асбеста. Егоприсутствие потребует поэтому таких мер по мониторингу и смягчениюпоследствий, которые применяются в горнодобывающейпромышленности. С другой стороны, продукция карбонизацииминералов не содержит хризотила, поскольку он является наиболеехимически активным компонентом породы и соответственнопервым веществом, которое преобразуется в карбонаты.Прояснения все еще требует ряд вопросов, перед тем какможно будет давать какие-либо оценки потенциала хранения прикарбонизации минералов. Эти вопросы включают оценки техническойосуществимости и соответствующих энергетических потребностейв крупных масштабах, а также в той части силикатныхзапасов, которые могут технически и экономически эксплуатироватьсядля хранения СО 2. Воздействие на окружающую средугорнодобывающей деятельности, удаление отходов и хранениепродукции также могут ограничить потенциал. В настоящеевремя невозможно определить то, в какой степени может бытьиспользована карбонизация минералов, поскольку это зависит отнеизвестного количества запасов силикатов, которые невозможноразрабатывать с технической точки зрения, а также вопросов,связанных с окружающей средой, таких как отмеченные выше.Промышленные виды использованияПромышленные виды использования СО 2включают химическиеи биологические процессы, в которых СО 2выступает в качествереагента, такие как процессы, применяемые при производствемочевины и метанола, а также различные технологическиеприменения с непосредственным использованием СО 2, напримерв садоводстве, холодильном оборудовании, при упаковкепищевых продуктов, сварке, в напитках и огнетушителях. Внастоящее время СО 2используется во всем мире в количестве

Техническое резюме41приблизительно 120 МтСО 2в год (30 МтС • год -1 ), исключая использованиедля ПИН (рассматривается в разделе 5). Большаяего часть (2/3 общего количества) используется для производствамочевины, которая применяется в производстве удобрений и другойпродукции. Определенное количество СО 2добывают из природныхскважин, и часть образуется из промышленных источников— главным образом высококонцентрированных источников,таких как установки для производства аммиака и водорода, — вкоторых СО 2улавливается в качестве одного из элементов производственногопроцесса.Промышленные виды использования СО 2могут, в принципе,способствовать тому, чтобы СО 2не попадал в атмосферу,посредством его хранения в «химическом пуле углерода» (т. е.запас углеродосодержащей промышленной продукции). В то жевремя в качестве меры по смягчению воздействий на изменениеклимата этот вариант имеет смысл только в том случае, если количествои срок хранения СО 2являются значительными, а такжеесли происходит реальное итоговое сокращение выбросов СО 2.Характерный срок жизни большей части СО 2, который используетсяв настоящее время в промышленных процессах, связан сосроками хранения от нескольких дней до месяцев. После этогохранящийся углерод окисляется и превращается в СО 2и вновьвыбрасывается в атмосферу. Подобные короткие сроки не имеютсущественного значения для смягчения воздействия на изменениеклимата. Кроме того, общая цифра промышленного использованияв 120 МтСО 2• год-1является незначительной по сравнению свыбросами из основных антропогенных источников (см. таблицуТР.2). Хотя некоторые промышленные процессы обеспечиваютхранение небольшой доли СО 2(в общей сложности приблизительно20 МтСО 2• год-1) на срок до нескольких десятилетий, общее количестводолгосрочного хранения (в масштабе веков) составляетсейчас порядка 1 МтСО 2• год-1или меньше без каких-либо перспективзначительного увеличения этого объема.Еще одним важным вопросом является вопрос о том, могутли промышленные виды использования СО 2привести к общемуитоговому сокращению выбросов СО 2посредством их заменыдругими промышленными процессами или продукцией.Правильная оценка этого может быть дана только посредствомрассмотрения границ определенной системы с точки зренияэнергетических и материальных балансов процессов с использованиемСО 2, а также проведением подробного анализа циклажизни предлагаемого вида использования СО 2. Литература вэтой области является ограниченной, однако из нее следует, чтооценка точных цифр является трудной и что во многих случаяхпромышленные виды использования могут привести скорее кувеличению общего объема выбросов, а не к итоговому сокращению.Ввиду небольшой доли удерживаемого СО 2небольшиеобъемы использования и возможность того, что замена можетпривести к возрастанию выбросов СО 2, можно сделать вывод отом, что вклад промышленных видов использования СО 2послеего улавливания в смягчении воздействий на изменение климатабудет, как предполагается, небольшим.8. Стоимость и экономический потенциалПрименение технологий УХУ в будущем в сравнении с другими вариантамисмягчения воздействий парниковых газов будет в значительноймере определяться строгостью будущих требований в отношенииконтроля выбросов парниковых газов и предполагаемойстоимостью систем УХУ. В этом разделе в первую очередь даетсярезюме общей стоимости УХУ для основных вариантов и технологическихприменений, рассмотренных в предыдущих разделах.Термин «стоимость», используемый в этом резюме и докладе, означаеттолько рыночные цены, но не включает такую внешнююстоимость, как наносимый окружающей среде ущерб и более широкиесоциальные расходы, которые могут быть связаны с использованиемУХУ. До настоящего времени почти ничего не делалосьдля оценки и количественного определения такой внешней стоимости.Затем УХУ рассматривается в контексте альтернативныхвариантов для глобальных сокращений парниковых газов.Стоимость систем УХУКак отмечалось ранее, имеется сравнительно небольшой опытв области сочетания улавливания, транспортировки и храненияСО 2в рамках полностью интегрированной системы УХУ. И хотянекоторые компоненты УХУ уже применяются для определенныхпромышленных применений в странах с развитым рынком, УХУпока не используется в крупных энергоустановках (применение снаибольшим потенциалом).В литературе приводится весьма широкий диапазон стоимостикомпонентов УХУ (см. разделы 3–7). Этот диапазон объясняетсяглавным образом изменчивостью факторов, характерных для определенныхмест, особенно характеристик конструкций, функционированияи финансирования энергоустановок или промышленныхпредприятий, на которых используется УХУ; типом и стоимостьюиспользуемого горючего; необходимыми расстояниями, местностьюи количествами, связанными с перевозкой СО 2; а такжетипом и характеристиками хранения СО 2. Кроме того, до сих поростаются неопределенности в отношении рабочих характеристики стоимости нынешних и будущих компонентов технологии УХУи комплексных систем. В литературе говорится, однако, о широкораспространенной уверенности в том, что стоимость монтажаи функционирования систем улавливания СО 2будет со временемснижаться в результате получения знаний из практического опыта(в результате применения технологии) и постоянных НИОКР.Исторический опыт также свидетельствует о том, что стоимостьпервых улавливающих установок подобного рода может превышатьсуществующие оценки до последующего снижения стоимости.В большинстве систем УХУ стоимость улавливания (включаякомпрессию) является самым значительным компонентом стоимости.Стоимость электроэнергии и топлива колеблется в широкомдиапазоне в зависимости от страны, и эти факторы такжевлияют на экономическую жизнеспособность вариантов УХУ.В таблице ТР.9 дается резюме стоимости улавливания, транспортировкии хранения СО 2, данные о которой приводились в

42 Техническое резюмеТаблица ТР.9 Стоимость компонентов системы УХУ в ценах 2002 г. меняется в зависимости от данного типа энергоустановки или промышленного источника.Стоимость отдельных компонентов невозможно просто суммировать для расчета стоимости системы УХУ в целом с учетом предотвращенных выбросовСО 2в долл. США. Все цифры представляют стоимость для крупных, новых установок при ценах на природный газ в предполагаемом диапазоне 2,8–4,4 долл.США • ГДж -1 и цен на уголь 1–1,5 долл. США • ГДж -1 .Компоненты системы УХУ Диапазон стоимости ЗамечанияУлавливание из энергоустановки на углеили газеУлавливание из установки дляпроизводства водорода и аммиака илипереработки газаУлавливание из других промышленныхисточниковТранспортировкаГеологическое хранение aГеологическое хранение:мониторинг и проверкаХранение в океанеКарбонизация минераловa15–75 долл. США/чистая захваченная тCO 25–55 долл. США/чистая захваченная тCO 225–115 долл. США/чистая захваченная тCO 21–8 долл. США/транспортируемая тCO 20,5–8 долл. США/чистая закачанная тCO 2Чистая стоимость захваченного СО 2по сравнению с такой жеустановкой без улавливанияПрименяется к источникам высокой чистоты, требующим простоговысушивания и компрессииДиапазон отражает использование разных технологий и видовтопливаНа 250 км трубопровода или перевозки судами для массовогорасхода в 5 (верхний конец) — 40 (нижний конец) МтCO 2•год -1Исключая потенциальные прибыли от ПИН или ПИУМ0,1–0,3 долл. США/закачанная тCO 2Это включает мониторинг до закачивания, в процессе закачиванияи после закачивания и зависит от нормативных требований5–30 долл. США/чистая закачанная тCO 250–100 долл. США/чистаяминерализованная тCO 2Включая морскую транспортировку на расстояние в 100–500 км, безучета мониторинга и проверкиДиапазон для изученного наиболее показательного случая. Включаетиспользование дополнительной энергии для карбонизацииЧерез длительный период времени могут появиться дополнительные расходы, связанные с восстановительными мерами и обязательствами.разделах 3–7. Также отражена стоимость мониторинга. В таблицеТР.10 составляющие элементы стоимости сведены воедино, чтобыпоказать общую стоимость УХУ и производства электроэнергиидля трех энергетических систем с транспортировкой по трубопроводуи двух вариантов геологического хранения.Для установок с геологическим хранением и без положительногозначения ПИН стоимость УХУ находится в диапазоне 0,02–0,05долл. США/кВт • ч для установок, работающих на УП, и 0,01–0,03долл. США/кВт • ч для установок с КЦПГ (и в тех и других применяетсяулавливание после сжигания). Для установок с КЦКГ (использующихулавливание до сжигания) диапазон стоимости УХУнаходится в пределах 0,01–0,03 долл. США/кВт • ч по сравнению саналогичной установкой без УХУ. Для всех систем электроснабжениястоимость УХУ может быть снижена почти на 0,01–0,02 долл.США/кВт • ч при использовании ПИН с хранением СО 2, посколькуприбыли от ПИН частично компенсируют стоимость УХУ. Самымикрупными сокращениями стоимости характеризуются установкина угле, в которых происходит улавливание самых больших количествСО 2. В нескольких случаях нижний предел стоимости УХУможет иметь отрицательное значение, что свидетельствует о том,что предполагаемый кредит для ПИН за период срока службы установкипревышает самую низкую зарегистрированную стоимостьулавливания СО 2для этой системы. Это также может относиться,вероятно, к нескольким случаям дешевого улавливания СО 2, образующегосяв результате промышленных процессов.Помимо процессов преобразования энергии на основе ископаемоготоплива СО 2может также улавливаться в энергоустановках сиспользованием биомассы в качестве топлива или установках, работающихна совместном сжигании ископаемого топлива и биомассы.В настоящее время установки на биомассе характеризуются небольшоймощностью (менее 100 МВт э). Это означает, что итоговая стоимостьпроизводства с или без УХУ является относительно высокойпо сравнению с альтернативными вариантами на ископаемом топливе.Полная стоимость УХУ для биомассы может достигать 110 долл.США за тонну предотвращенных выбросов СО 2. Применение УХУ вустановках для преобразования энергии на биомассе в качестве топливаили установках с совместным сжиганием приведет к более низкимили негативным 13 выбросам СО 2, что может снизить стоимостьэтого варианта в зависимости от рыночной стоимости снижений выбросовСО 2. Кроме того, СО 2может улавливаться в установках дляH 2, работающих на биомассе в качестве топлива. Сообщаемая стоимостьпредотвращенных выбросов составляет 22–25 долл. США/тСО 2(80–92 долл. США/тС) в установке производительностью 1млн Nm 3 /Н 2в сутки и соответствует повышению производственнойстоимости Н 2на порядка 2,7 долл. США • ГДж -1 . Значительно болеекрупные установки на биомассе могут в перспективе получить выгодув результате экономии, обусловленной ростом масштабов производства,снизив стоимость систем УХУ до уровней, в значительноймере аналогичных установкам на угле. Однако в настоящее времяимеется мало опыта работы с крупными установками на биомассе, ипоэтому их практическая ценность еще не получила подтверждения,а стоимость и потенциал с трудом поддаются оценке.Для неэнергетических применений стоимость УХУ стольподробным образом не изучалась. Поскольку эти источники характеризуютсязначительным разнообразием с точки зрения концентрацииСО 2и давления газового потока, имеющиеся данные13Если, например, сбор биомассы характеризуется нестабильным показателем (т. е. быстрее ежегодного повторного роста), чистые выбросы СО 2результате даннойдеятельности не могут быть отрицательными.

Техническое резюме43Таблица ТР.10. Диапазон общей стоимости улавливания, транспортировки и геологического хранения СО 2на основе современной технологии для новыхэнергоустановок, использующих битуминозный уголь или природный газ.Рабочие и стоимостные параметры энергоустановки aЭнергоустановка наугольной пылиЭнергоустановка скомбинированнымциклом природногогазаЭнергоустановка скомбинированным цикломкомплексной газификацииугляСтандартная установка без УХУСтоимость электроэнергии (долл. США/кВт • ч) 0,043–0,052 0,031–0,050 0,041–0,061Энергоустановка с улавливаниемПовышенный расход топлива (%) 24–40 11–22 14–25Захваченный СО 2(кг/кВт • ч) 0,82–0,97 0,36–0,41 0,67–0,94Предотвращенные выбросы СО 2(кг/кВт • ч) 0,62–0,70 0,30–0,32 0,59–0,73% предотвращенных выбросов СО 281–88 83–88 81–91Энергоустановка с улавливанием и геологическим хранением bСтоимость электроэнергии (долл. США/кВт • ч) 0,063–0,099 0,043–0,077 0,055–0,091Стоимость УХУ (долл. США/кВт•ч) 0,019–0,047 0,012–0,029 0,010–0,032% повышения стоимости электроэнергии 43–91 37–85 21–78Стоимость смягчения воздействия(долл. США/тCO 2предотвращенных выбросов) 30–71 38–91 14–53(долл. США/тC предотвращенных выбросов) 110–260 140–330 51–200Энергоустановка с улавливанием и повышенным извлечением нефти cСтоимость электроэнергии (долл. США/кВт • ч) 0,049–0,081 0,037–0,070 0,040–0,075Стоимость УХУ (долл. США/кВт • ч) 0,005–0,029 0,006–0,022 (–0,005)–0,019% повышения стоимости электроэнергии 12–57 19–63 (–10)–46Стоимость смягчения воздействия(долл. США/тCO 2предотвращенных выбросов) 9–44 19–68 (–7)–31(долл. США/тC предотвращенных выбросов) 31–160 71–250 (–25)–120abcВсе изменения относятся к аналогичной (стандартной) установке без УХУ. Подробности предположений, лежащих в основе изложенных диапазоновстоимости, смотри в таблице ТР.3.Стоимость улавливания, основанная на диапазонах, указанных в таблице ТР.3; диапазон стоимости транспортировки 0–5 долл. США/тСО 2; диапазонстоимости геологического хранения: 0,6–8,3 долл. США/тСО 2.Стоимость улавливания и транспортировки аналогична указанной выше; чистая стоимость хранения при диапазоне ПИН от -10 до -16 долл. США/тСО 2(на основе цен на нефть до 2003 г. в размере 15–20 долл. США/баррель).проведенных исследований показывают весьма широкий разброс.Самая низкая стоимость была выявлена для процессов, прикоторых отделение СО 2уже осуществляется в качестве частипроизводственного процесса, таких как производство водорода(стоимость улавливания при производстве водорода указываласьранее в таблице ТР.4). Полная стоимость УХУ, включая транспортировкуи хранение, повышает стоимость производства водорода,исходя из тех же предположений в отношении стоимости, что идля таблицы ТР.10, на 0,4–4,4 долл. США • ГДж в случае геологическогохранения, и на –2,0–2,8 долл. США • ГДж -1 в случае ПИН.Стоимость предотвращения выбросов СО 2В таблице ТР.10 показаны также пределы стоимости «предотвращениявыбросов СО 2». Энергетические потребности УХУповышают количество исходного топлива (и соответственновыбросы СО 2) в расчете на единицу конечной произведеннойэнергии. В результате этого количество СО 2, образовавшегосяв расчете на единицу продукции (кВт • ч электроэнергии), большеу энергоустановки с УХУ по сравнению со стандартной установкой,как показано на рисунке ТР.11. Для определения сокращенийвыбросов СО 2, которые можно объяснить действиемсистемы УХУ, необходимо сравнить выбросы СО 2в расчете накВт • ч установки с улавливанием с соответствующими показателямистандартной установки без улавливания. Разница называется«предотвращенными выбросами».Оборудование энергоустановок системой УХУ может повлиятьна принятие решения относительно типа монтируемойустановки и вида используемого топлива. Поэтому в некоторыхситуациях полезным может оказаться расчет стоимости на тоннупредотвращенных выбросов СО 2на основе стандартной установки,отличной от установки с УХУ. В таблице ТР.10 показаны

44 Техническое резюмеСтандартнаяустановкаУстановкас УХУПредотвращенные выбросы СО 2Удержанный СО 2ВыбросЗахвати самых дешевых стандартных установок, представляющих потенциальныйинтерес. В ней показано, например, что если первоначальнопланируется установка на УП, то применение системыУХУ в этой установке может привести к более высокой стоимостипредотвращения выбросов СО 2по сравнению с выбором установкис КЦПГ, оборудованной системой УХУ, при условии наличияприродного газа. Еще одним вариантом с более низкой стоимостьюпредотвращения выбросов могло бы явиться строительствоустановки с КЦКГ и системой улавливания вместо оборудованияэтой системой установки, работающей на УП.Экономический потенциал УХУ для смягчения воздействийна изменение климатаПроизводство СО 2(кг/кВт • ч)Рисунок ТР.11. Улавливание и хранение СО 2из энергоустановок.Повышенное производство СО 2в результате снижения общего КПДэнергоустановки вследствие дополнительного расхода энергии на улавливание,транспортировку и хранение, а также любая утечка во времяперевозки приводят к увеличению количества «СО 2, произведенного наединицу продукции» (нижняя черта) по сравнению со стандартной установкой(верхняя черта) без улавливания.коэффициенты стоимости и выбросов для трех стандартных установоки соответствующих установок с УХУ для случая геологическогохранения. В таблице ТР.11 дается резюме пределов оценочнойстоимости для различных комбинаций установок с УХУОценки экономического потенциала УХУ основываются на энергетическихи экономических моделях, которые изучают вопросыбудущего применения, и стоимости УХУ в контексте сценариев, вкоторых предусматриваются экономически эффективные и самыедешевые варианты стабилизации атмосферных концентраций СО 2.Хотя количественные результаты этих моделей характеризуютсязначительными неопределенностями (см. обсуждение ниже),все модели показывают, что системы УХУ вряд ли будут применятьсяв широких масштабах при отсутствии четко сформулированнойполитики, благодаря которой существенно ограничиваютсявыбросы парниковых газов в атмосферу. Многими комплекснымиоценками предусматривается, что в случае установления пределоввыбросов парниковых газов применение систем УХУ будетТаблица ТР.11. Стоимость мер по смягчению воздействия меняется для разных комбинаций стандартных установок и установок с УХУ, основанных насовременной технологии для новых энергоустановок. В настоящее время во многих регионах общей практикой будет либо установка на УП, либо установкас КЦПГ 14 . Расчет преимуществ ПИН основан на ценах на нефть в размере 15–20 долл. США за баррель. Цены на газ предполагаются в размере 2,8–4,4 долл.США/ГДж, а цены на уголь предполагаются в размере 1–1,5 долл. США • ГДж -1 (на основе таблицы 8.3а).Стандартная установка с КЦПГТип энергоустановки с УХУПредотвращение выбросовв долл. США/тСО 2(долл. США/тС)Энергоустановка с улавливанием и геологическимхранениемКЦПГ 40 – 90(140 – 330)УП 70 – 270(260 – 980)КЦКГ 40 – 220(150 – 790)Энергоустановка с улавливанием и ПИНКЦПГ 20 – 70(70 – 250)УП 50 – 240(180 – 890)КЦКГ 20 – 190(80 – 710)Стандартная установка на УППредотвращение выбросовв долл. США/тСО 2(долл. США/тС)20 – 60(80 – 220)30 – 70(110 – 260)20 – 70(80 – 260)0 – 30(0 – 120)10 – 40(30 – 160)0 – 40(0 – 160)14КЦКГ не включен в качестве стандартной установки, которая будет построена сегодня, поскольку эта технология не получила еще широкого применения в сектореэлектроэнергетики и обычно является несколько более дорогостоящей по сравнению с установкой на УП.

Техническое резюме45осуществляться в широких масштабах в течение нескольких десятилетийс начала введения любого строгого режима в отношениисмягчения воздействий на изменение климата. Энергетические иэкономические модели показывают, что системы УХУ вряд ливнесут значительный вклад в смягчение воздействий на изменениеклимата, если они не будут применяться в энергетическом секторе.Для того чтобы это произошло, стоимость сокращений выбросовдвуокиси углерода должна превысить 25–30 долл. США/тСО 2илидолжен быть санкционирован эквивалентный предел выбросовСО 2. Литература и современный промышленный опыт показывают,что при отсутствии мер по ограничению выбросов СО 2имеютсялишь незначительные благоприятные возможности для применениятехнологий УХУ. Эти исходные возможности включаютулавливание СО 2из источников с высокой чистотой и низкой стоимостью,транспортировку СО 2на расстояния менее 50 км наряду ссохранением СО 2в применении с добавленной стоимостью, такомкак ПИН. Потенциал таких благоприятных вариантов составляетоколо 360 МтСО 2в год (см. раздел 2).Модели также показывают, что системы УХУ будут конкурентоспособнымис другими вариантами крупномасштабногосмягчения воздействий, такими как атомная энергия и технологиивозобновляемой энергии. Эти исследования свидетельствуюто том, что включение УХУ в портфель мер по смягчению воздействиймогло бы привести к снижению стоимости стабилизацииконцентрации СО 2на 30 % или более. Один из аспектов стоимостнойконкурентоспособности технологий УХУ заключаетсяв их совместимости с самыми современными энергетическимиинфраструктурами.В большинстве сценариев сокращение выбросов постепенностановится со временем все более сложным. Большинствоанализов свидетельствуют о том, что несмотря на значительноераспространение систем УХУ к 2050 г., основная работа по развертываниюсистем УХУ будет происходить во второй половинеэтого столетия. Самый ранний ввод в действие систем УХУобычно предусматривается в промышленно развитых странах, ив конечном итоге их развертывание охватит весь мир. Несмотряна расхождение результатов в разных сценариях и моделях (частосущественным образом) в том, что касается конкретных сочетанийи количества разных мер, необходимых для достиженияконкретного сдерживания выбросов (см. рисунок ТР.12), согласнообщему мнению, изложенному в литературе, УХУ может явитьсяважным компонентом обширного портфеля энергетических технологийи концепций сокращения выбросов.Фактическое использование УХУ будет, вероятно, меньше,чем оценки экономического потенциала, вытекающие из этихэнергетических и экономических моделей. Как отмечалось выше,результаты, как правило, основаны на оптимизированном анализенаименьшей стоимости, который неадекватно учитывает существующиев реальном мире барьеры на пути разработки и введения вдействие технологии, такие как воздействие на окружающую среду,отсутствие четкой правовой или нормативной основы, предполагаемыеинвестиционные риски разных технологий и неопределенностьв отношении того, как быстро стоимость УХУ будет сниженаблагодаря НИОКР и приобретению знаний на основе практическогоопыта. В моделях обычно применяются упрощенные предположенияотносительно стоимости УХУ для разных применений итемпов, которыми будут снижаться будущие расходы.Согласно сценариям стабилизации СО 2на уровне 450-750 ppmv,опубликованные оценки совокупного количества СО 2, которыйпотенциально хранится в глобальном масштабе в течение этоговека (в геологических формациях и/или в океане), характеризуетсяшироким диапазоном от весьма малых количеств до тысячгигатонн СО 2. В значительной мере этот широкий диапазон объясняетсянеопределенностью долгосрочных социально-экономических,демографических и особенно технологических изменений,которые являются основными определяющими факторамибудущих выбросов СО 2. Важно отметить, однако, что большинстворезультатов, согласно сценариям стабилизации на уровне450-750 ppmv СО 2, характеризуются тенденцией группирования вдиапазоне 220–2 200 ГтСО 2(60–600 ГтС) в случае совокупного введенияв действие систем УХУ. Для того чтобы системы УХУ достиглиэтого экономического потенциала, потребуется несколькосотен или тысяч этих систем во всем мире в течение следующегостолетия, при этом объем улавливания каждой из них составляетпорядка 1–5 МтСО 2в год. Как показано в разделе 5, одного толькотехнического потенциала для геологического хранения достаточно,вероятно, для охвата верхнего предела диапазона экономическогопотенциала для УХУ.Перспективы утечки СО 2из мест храненияПолитические последствия медленной утечки из мест хранениязависят от предположений в рамках анализа. Исследования, проведенныедля рассмотрения вопроса о том, каким образом обеспечитьвременное хранение, основаны на разных подходах: стоимостьзадержки выбросов, минимизация стоимости конкретногосценария смягчения воздействий или допустимые будущие выбросыв контексте предполагаемой стабилизации атмосферных концентрацийпарниковых газов. В некоторых из этих исследованийдопускается компенсация будущих выбросов за счет дополнительныхсокращений выбросов; результаты зависят от предположенийв отношении будущей стоимости сокращений, учетных ставок,объема хранящегося СО 2и предполагаемого уровня стабилизациидля атмосферных концентраций. В других исследованияхкомпенсация не рассматривается в качестве варианта вследствиеполитических и институциональных неопределенностей, и анализсосредоточен на ограничениях, вызванных предполагаемымуровнем стабилизации и объема хранения.Несмотря на различия между конкретными результатамиряда исследований в зависимости от методов и сделанныхпредположений, итоговые результаты показывают, что доля,сохраняющаяся в размере порядка 90–99 % в течение 100 летили 60–95 % в течение 500 лет, может, тем не менее, обеспечитьцелесообразность применения подобного временного хранениядля смягчения воздействий на изменение климата. Всеисследования предполагают, что если УХУ будет принято в

46 Техническое резюмеИспользование первичной энергии(ЭДж•год -1 )1 4001 2001 000800600400200-MiniCAMa2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.1 400bMESSAGE1 2001 000800600400200-2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.Солнечная энергия/ветерГидроэнергияБиомассаАтомная энергияНефтьГаз, УХУГаз (без улавливания)Уголь, УХУУголь (без улавливания)Выбросы (МтСО 2•год -1 )90 00080 00070 00060 00050 00040 00030 00020 00010 000-MiniCAMcВыбросыв атмосферу2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.90 00080 00070 00060 00050 00040 00030 00020 00010 000-MESSAGEdВыбросыв атмосферу2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.Сохранение иэнергоэффективностьBозобновляемаяэнергияАтомная энергияЗамена угля на газУХУПредельная цена СО 2(2002 г., вдолл. США/тСО 2)180160140120100806040200eMiniCAMMESSAGE2005 r. 2020 r. 2035 r. 2050 r. 2065 r. 2080 r. 2095 r.Рисунок ТР.12. Эти рисунки являются иллюстративным примером глобального потенциального вклада УХУ как части портфеля мер по смягчениювоздействий. Они основаны на двух альтернативных комплексных моделях оценки (MESSAGE и MiniCAM), содержащих одинаковые предположения вотношении главных движущих факторов выбросов. Результаты будут значительно различаться на региональных уровнях. Этот пример основан на единомсценарии и поэтому не показывает полного диапазона неопределенностей. Разделы а и b показывают глобальное использование первичной энергии, включаяввод в действие систем УХУ. Разделы с и d показывают серым цветом глобальные выбросы СО 2и разными цветами соответствующие вклады основных мерпо сокращению выбросов. Раздел е показывает расчетную предельную стоимость сокращений выбросов СО 2.качестве меры для смягчения воздействий, должен быть болеевысокий предел объема утечки, которая может иметь место.9. Кадастры и учет выбросовВажным аспектом улавливания и хранения СО 2является разработкаи применение методов для оценки и представленияинформации о количествах, в которых выбросы СО 2(и связанныес ними выбросы метана или окиси азота) сокращаются,нейтрализуются или удаляются из атмосферы. В данном случаеприсутствуют два элемента: 1) фактическая оценка и представлениеинформации о выбросах для национальных кадастровпарниковых газов; и 2) учет УХУ в соответствии с международнымисоглашениями для ограничения чистых выбросов 15 .15В этом контексте «оценка» означает процесс расчета выбросов парниковых газов, а «представление информации» — это процесс сообщения оценок РКИК ООН. «Учет»означает правила сравнения выбросов и абсорбции, о которых сообщается в соответствии с обязательствами (МГЭИК, 2003 г.).

Техническое резюме47Современная основаВ соответствии с РКИК ООН в национальных кадастрах выбросовпарниковых газов традиционно представляется информацияо выбросах за конкретный год, и они готовились на ежегоднойили иной периодической основе. В Руководящих принципахМГЭИК (МГЭИК, 1996 г.) и Докладах о Руководящих указанияхпо эффективной практике (МГЭИК, 2000 г.; 2003 г.) даетсяописание подробных концепций подготовки национальных кадастров,которые являются полными, транспарентными, документированными,оцененными с точки зрения неопределенностей,согласованными во времени и сопоставимыми для разныхстран. Используемые в настоящее время документы МГЭИК несодержат конкретной информации о вариантах улавливания ихранения СО 2. В то же время Руководящие принципы МГЭИКпересматриваются в настоящее время, и их обновленный вариантпри опубликовании в 2006 г. будет содержать определенныеруководящие принципы. Основа, которая уже была принята,может применяться к системам УХУ, хотя некоторые вопросынеобходимо, вероятно, пересмотреть или расширить.Вопросы, касающиеся учета и представления информацииВвиду отсутствия доминирующих международных соглашенийнеясным остается вопрос о том, будут ли различные формыулавливания и хранения СО 2рассматриваться в качестве сокращениявыбросов или абсорбции из атмосферы. И в том и вдругом случае результатами УХУ являются новые пулы СО 2, изкоторых через некоторое время в будущем может происходитьфизическая утечка. В настоящее время в системе РКИК ООНотсутствуют какие-либо методы мониторинга, измерения илиучета физической утечки из мест хранения. В то же время утечкаиз хорошо контролируемых мест геологического храненияявляется, вероятно, незначительной по величине и может произойтив отдаленном будущем.Можно рассмотреть вопрос о создании специальной категориидля УХУ в рамках представления информации о выбросах,но это не является строго необходимым, поскольку количестваСО 2, который улавливается и хранится, могут быть отраженыв том секторе, в котором был образован СО 2. Хранение СО 2вданном месте может включать СО 2из многих разных категорийисточников и даже из источников во многих разных странах.Неорганизованные выбросы в результате улавливания, транспортировкии закачивания СО 2для его хранения могут в значительнойстепени оцениваться в рамках существующих методовпредставления информации, а выбросы, связанные с дополнительнымрасходом энергии для функционирования систем УХУ,могут измеряться и сообщаться в рамках существующих кадастров.Может также потребоваться рассмотрение конкретноговопроса о применении УХУ к системам биомассы, посколькурезультатом этого применения явится представление информацииоб отрицательных выбросах, что в настоящее время ни коимобразом не предусматривается в рамках системы отчетности.Вопросы, касающиеся международных соглашенийОбязательства по количественному ограничению выбросовпарниковых газов и использованию торговли выбросами, совместноеосуществление (СО) и механизм чистого развития(МЧР) требуют наличия четких правил и методов для учетавыбросов и абсорбции. Поскольку системы УХУ обладаютспособностью переноса СО 2через традиционные границыучета (например, СО 2может улавливаться в одной стране ихраниться в другой, или улавливаться в один год и частично выбрасыватьсяиз места хранения в последующий год), правила иметоды учета могут отличаться от тех, которые используютсяв традиционных кадастрах выбросов.В настоящее время научные, технические и политическиеобсуждения вопроса учета хранящегося СО 2в большинстве своемсосредоточены на вопросе поглощения в земной биосфере.История этих обсуждений может послужить определенным руководствомдля разработки методов учета для УХУ. Признаваяпотенциально непостоянный характер хранения СО 2в земнойбиосфере, РКИК ООН согласилась с идеей о том, что чистыевыбросы могут быть сокращены при помощи биологическихпоглотителей, однако установила сложные правила для подобногоучета. УХУ явным образом отличается по многим аспектамот поглощения СО 2в земной биосфере (см. таблицу ТР.12),а разные формы УХУ явно отличаются друг от друга. В то жевремя главная цель учета состоит в обеспечении того, чтобыблагодаря деятельности в области УХУ осуществлялись реальныеи количественно определяемые сокращения чистых выбросов.Одна тонна постоянно хранящегося СО 2приносит такую жепользу с точки зрения атмосферных концентраций СО 2, что иодна тонна невыброшенного СО 2, однако одна тонна временнохранящегося СО 2приносит меньшую выгоду. Согласно всеобщемупризнанию, это различие следует отразить в любой системеучета сокращений чистых выбросов парниковых газов.Руководящие принципы МГЭИК (МГЭИК, 1996 г.) и Докладыо Руководящих указаниях по эффективной практике (МГЭИК,2000 г.; 2003 г.) также содержат руководящие принципы мониторингавыбросов парниковых газов. Неизвестным остается вопросо том, можно ли соблюсти пересмотренные Руководящиепринципы МГЭИК для УХУ посредством использования методовмониторинга, особенно в случае геологического хранения ихранения в океане. Имеется несколько методов мониторинга ипроверки выбросов СО 2в результате геологического хранения,однако они отличаются с точки зрения применимости, пределовобнаружения и неопределенностей. В настоящее время мониторингколичественных параметров при геологическом храненииможет осуществляться во время закачивания, а мониторинг качественныхпараметров — посредством измерения поверхностныхпотоков СО 2. Мониторинг хранения в океане может проводитьсяпутем обнаружения факела выброса СО 2, но не посредствомизмерения выброса с поверхности океана в атмосферу.Опыт мониторинга существующих проектов УХУ является досих пор слишком малым для того, чтобы использовать его в

48 Техническое резюмеТаблица ТР.12. Различия в формах УХУ и биологических поглотителях, которые могут повлиять нa метод проведения учета.Характеристика Земная биосфера Глубоководные участки океана Геологические резервуарыИзолированный илихранящийся СО 2ВладениеИзменения запаса могут контролироватьсяс течением времени.Запасы будут находиться в скрытомместе, а личность их владельца можетбыть установлена.Можно измерять количество закачанногоуглерода.Можно изменять количество закачанногоуглерода.Запасы будут характеризироватьсямобильностью и могут находиться вмеждународных водах.Запасы могут находиться в резервуарах,которые пересекают национальные границыили границы владения, и границыотличаются от поверхностных границ.Управленческие решенияВопрос о хранении будет определятьсяна основе постоянныхрешений относительно приоритетовземлепользования.Люди не принимают каких-либопоследующих решений относительнообслуживания после того, какбыло произведено закачивание.После того, как было произведено закачивание,принимаемые людьми решенияотносительно постоянного хранениясвязаны с минимальным обслуживанием,если хранение не влияет на извлечениересурсов.МониторингМожет осуществляться мониторингизменений в запасах.Изменения в запасах будутмоделироваться.Выброс СО 2может быть обнаруженпосредством физического мониторинга.Предполагаемое времяудержанияДесятилетия — в зависимости отуправленческих решений.Века — в зависимости от глубины иместа закачивания.В основном постоянное, с принятиеммер для предотвращения физическогоразрушения резервуара.Физическая утечкаПотери могут произойти в результатевозмущения, изменения климатаили принятия решений в отношенииземлепользования.Потери будут, безусловно, происходитьвследствие последующеговоздействия циркуляции морскойводы и установления равновесия сатмосферой.Потери вряд ли будут иметь место, заисключением случая разрушения резервуараили наличия изначально необнаруженныхпутей утечки.ОтветственностьМожет быть установлен отдельныйземлевладелец, имеющий запасизолированного углерода.Многие стороны могут вноситьвклад в один и тот же запас хранящегосяСО 2, и СО 2может находитьсяв международных водах.Многие стороны могут вносить вклад втот же самый запас хранящегося СО 2,который может находиться под поверхностьюмногих стран.качестве основы для выводов о показателях физической утечкии связанных с ними неопределенностей.Киотским протоколом устанавливаются различные единицыучета выбросов парниковых газов, сокращений выбросов, атакже выбросов, которые улавливаются в рамках различныхсоответствующих механизмов. «Единицы установленного количества»(ЕУК) определяют обязательства по выбросам иприменяются к торговле выбросами, «сертифицированныесокращения выбросов» (ССВ) используются в рамках МЧР,а «единицы сокращения выбросов» (ЕСВ) применяются врамках СО. На сегодняшний день в результате международныхпереговоров выработаны незначительные руководящиеуказания относительно методов расчета и учета, связанныхс проектами по сокращениям выбросов СО 2из систем УХУ(только ССВ или ЕСВ), и поэтому неясным остается вопрос отом, каким образом подобные сокращения будут учитыватьсяв соответствии с Киотским протоколом. Некоторые руководящиеуказания могут быть даны при помощи методологий, касающихсяправил в отношении биологических поглотителей.Кроме того, в действующих соглашениях не рассматриваютсятрансграничные проекты в области УХУ. Это имеет особенноважное значение при рассмотрении трансграничных проектов,связанных с улавливанием СО 2в стране, включенной в «приложениеВ», которая является Стороной Киотского протокола,но хранением СО 2в стране, которая не включена в приложенииВ или не несет обязательств согласно Протоколу.Хотя имеющиеся в настоящее время методы для национальныхкадастров выбросов могут либо включать системыУХУ либо быть пересмотрены для подобного включения, учетхранящегося СО 2вызывает вопросы относительно признанияи передачи ответственности за выбросы хранящегося СО 2.Подобные вопросы могут быть рассмотрены в рамках национальныхи международных политических процедур.10. Пробелы в знанияхЭто резюме пробелов в знаниях охватывает аспекты УХУ, касающиесяситуаций, когда повышение уровня знаний, приобретениеопыта и уменьшение неопределенностей будyт иметь важное значениедля оказания содействия процессу принятия решений относительновведения в действие УХУ в крупных масштабах.Технологии улавливания и храненияТехнологии для улавливания СО 2являются относительно хорошопонятыми сегодня благодаря наличию промышленного опыта поцелому ряду применений. Кроме того, отсутствуют какие-либосерьезные технические или научные препятствия для применения

Техническое резюме49транспортировки по трубопроводу или геологического храненияСО 2после улавливания. В то же время необходимо объединениеэлементов улавливания, транспортировки и хранения в рамкахполномасштабных проектов для получения знаний и опыта, которыетребуются для более широкого введения в действие технологийУХУ. Необходимы также НИОКР, с тем чтобы лучше знатьпоявляющиеся концепции и содействовать применению технологиидля улавливания СО 2, которые характеризуются наличиемпотенциала для существенного уменьшения стоимости улавливаниядля новых и существующих установок. Если говорить болееконкретно, то существуют пробелы в знаниях о энергоустановкахс улавливанием СО 2, работающих на угле и природном газе, мощностькоторых составляет порядка нескольких сотен мегаватт(или нескольких МтСО 2). Необходима демонстрация улавливанияСО 2в этом масштабе для определения надежности и поведения вокружающей среде разных типов энергосистем с улавливанием,уменьшения стоимости УХУ и повышения доверия к оценкамстоимости. Кроме того, требуется крупномасштабное осуществлениедля получения более качественных оценок стоимости ирабочих характеристик УХУ в промышленных процессах, такихкак отрасли по производству цемента и стали, которые являютсякрупными источниками СО 2, однако имеют незначительный илинулевой опыт в области улавливания СО 2.В отношении технологии карбонизации минералов, главныйвопрос заключается в том, каким образом использоватьполучаемое в процессе реакции тепло в практических конструкциях,которые могут уменьшить стоимость и чистый расходэнергии. Для заполнения этих пробелов требуются экспериментальныеустановки для проведения испытаний.В отношении промышленных видов использования захваченногоСО 2, дальнейшее исследование чистого энергетического балансаи баланса СО 2промышленных процессов, в ходе которыхиспользуется захваченный СО 2, могло бы способствовать получениюболее полного представления о потенциале этого варианта.Географическое распределение источников и возможныхмест хранения СО 2Получение более ясного представления о близости крупныхисточников СО 2к подходящим местам хранения (всех типов),а также определение кривых стоимости для улавливания,транспортировки и хранения СО 2будут способствовать процессупринятия решений относительно введения в действие УХУ вкрупных масштабах. В этом контексте необходимы подробныеоценки на региональном уровне для определения того, насколькохорошо крупные источники выбросов СО 2(как действующие,так и будущие) соответствуют подходящим вариантам хранения,которые могут быть использованы для требуемых объемов.Емкость и эффективность геологического храненияСуществует необходимость в более точных оценках емкостихранения на глобальном, региональном и местном уровнях, атакже лучшего понимания процессов долгосрочного хранения,миграции и утечки. Рассмотрение последнего вопроса потребуетобеспечения более широких возможностей для мониторингаи проверки поведения СО 2при геологическом хранении. Важноезначение для лучшего понимания нами этих вопросов будетиметь осуществление большего количества проектов по экспериментальномуи демонстрационному хранению в разнообразныхгеологических, географических и экономических условиях.Последствия хранения в океанеОсновные пробелы в знаниях, которые должны быть ликвидированы,до того как может быть проведена оценка рисков и потенциаладля хранения в океане, связаны с экологическим воздействиемСО 2в глубоководных участках океана. Необходимыисследования реакции биологических систем в морских глубинахна добавленный СО 2, включая исследования большей продолжительностии больших масштабов по сравнению с теми,которые осуществлялись до настоящего времени. Кроме того,требуется также разработка методов и датчиков для обнаруженияи мониторинга факелов выбросов СО 2и их биологическихи геохимических последствий.Правовые и нормативные вопросыВсе еще недостаточными являются имеющиеся в настоящее времязнания о правовых и нормативных требованиях для осуществленияУХУ в более крупных масштабах. Отсутствует какая-либонадлежащая основа для упрощения осуществления геологическогохранения и учета связанных с ним долгосрочных обязательств.Разъяснения требуют вопросы, касающиеся потенциальных правовыхограничений хранения в морской окружающей среде (храненияв океане и геологических структурах подстилающей поверхностипридонного слоя). Другие основные пробелы в знанияхсвязаны с методологиями для кадастров и учета выбросов.Глобальный вклад УХУ в смягчение воздействий наизменение климатаИмеется несколько других вопросов, которые будут способствоватьбудущему процессу принятия решений в отношенииУХУ благодаря дальнейшему улучшению нашего пониманияпотенциала вклада УХУ в долгосрочное глобальное смягчениевоздействий и стабилизацию концентраций парниковых газов.Это включает потенциал для передачи и распространения технологийУХУ, в том числе возможности для развивающихсястран эксплуатировать УХУ, их применение к источникам образованияСО 2из биомассы и потенциальное взаимодействиемежду инвестированием в УХУ и другими вариантами смягчениявоздействий. Требуется дальнейшее исследование вопросао том, как долго будет необходимо хранить СО 2. Этот вопроссвязан с методами стабилизации и аспектами значимости дляразных поколений.

Глоссарий, акронимы и сокращения51Приложение I: Глоссарий, акронимы и сокращенияОпределения, содержащиеся в этом глоссарии, относятся киспользованию терминов в контексте Резюме для лиц, определяющихполитику, Специального доклада об улавливании ихранении двуокиси углерода.АдсорбцияПоглощение молекул поверхностным слоем твердого тела илижидкости.АминОрганическое химическое соединение, содержащее один илинесколько атомов азота в группах -NH 2, -NH или -N.Антропогенный источникИсточник, который является результатом деятельностичеловека в отличие от природного источника.БазальтРазновидность основной магматической породы, котораяобычно извергается из вулкана.БиомассаВещество, получаемое в последнее время из биосферы.Битуминозный угольПромежуточная разновидность угля, находящаяся междукрайними пределами от торфяного угля до антрацита, ближек антрациту.Верхний слой океанаОкеан до глубины в 1 000 м.Вода формацииВода, которая естественным образом образуется в порахформаций пород.Водоносный горизонтГеографическая структура, которая содержит воду ихарактеризуется значительной водопроницаемостью,обеспечивающей поток; ограничивается уплотнениями породы.Возобновляемые источникиИсточники энергии, которые по своей сути являютсявозобновляемыми, такие как солнечная энергия,гидроэнергетика, ветер и биомасса.Восстановительные мерыПроцедура устранения любого источника аварии.Восходящая модельМодель, при которой в анализ включаются технологические иинженерные детали.ВыбросОзначает катастрофический разрыв скважины, при которомпроисходит неконтролируемый выброс на поверхностьнефтяной жидкости или водяного потока.ВыработанныйОтносится к пласту: пласт, характеризующийся значительнымсокращением добычи.ГазификацияПроцесс, в ходе которого углеродосодержащее твердоетопливо преобразуется в углеродо- и водородосодержащеегазообразное топливо в результате реакции с воздухом иликислородом и паром.Газовая турбинаМашина, в которой топливо сжигается вместе со сжатымвоздухом или кислородом, и механическая работасовершается благодаря расширению нагретых продуктов.Геохимическое улавливаниеЗадержка закачанного СО 2в результате геохимических реакций.ГидратПохожее на лед соединение, образующееся в результатереакции воды с СО 2, СН 4или похожими газами.Глубоко залегающая соленосная формацияГлубоко залегающая подземная формация породы из проницаемыхматериалов и содержащая жидкости с высоким содержанием соли.Глубоководные участки моряМоре глубиной более 1 000 м.ГраницаВ системе учета ПГ — разделение между учетнымиединицами, независимо от того, являются ли онинациональными, организационными, оперативными, бизнесединицамиили секторами.Демонстрационный этапТехнология разработана и действует на уровнеэкспериментальной установки, однако требуется дальнейшаяразработка, для того чтобы данная технология была готовадля проектирования и создания полноценной системы.

52 Приложение IДымовой газГазы, образующиеся в результате сжигания топлива, которыеобычно выбрасываются в атмосферу.Естественный аналогЕстественное событие, которое отражает в наиболеесущественных элементах предполагаемую или фактическуюдеятельность человека.ЗакачиваниеПроцесс использования давления для принудительной подачижидкостей в скважины.Закачивающая скважинаСкважина, в которую жидкости закачиваются, а не из которойони добываются.ИзвестнякОсадочная порода, состоящая главным образом изминерального кальцита (карбонат кальция), обычнообразующаяся из раковин мертвых организмов.ИсточникЛюбой процесс, деятельность или механизм, которыйявляется источником выброса в атмосферу парникового газа,аэрозоля или их предшественника.Исходное сырьеМатериал, который используется в качестве исходного вопределенном процессе.Исходные условияДанная исходная величина, по отношению к которойизмеряется изменение.КарбонатПриродные минералы, состоящие из различных анионов,присоединенных к катиону СО 32-(например, кальцит, доломит,сидерит, известняк).Киотский протоколПротокол к Рамочной конвенции Организации ОбъединенныхНаций об изменении климата, который был принят в Киото 11декабря 1997 г.Кислый газЛюбая газовая смесь, которая превращается в кислотупри растворении в воде (обычно относится к H 2S + СО 2извысокосернистого нефтяного газа).КПД улавливанияДоля СО 2, отделенного от газового потока источника.Кредит углеродаМеханизм, характеризующийся элементамиконвертируемости и передачи, который позволяеторганизации получить финансовую выгоду в результатесокращения выбросов.КриогенныйОтносящийся к низким температурам, обычно ниже -100 °С.КЦКГКомбинированный цикл комплексной газификации:производство энергии, при котором происходит газификацияуглеводородов или угля, а газ используется в качестве топливадля приведения в движение как газовой, так и паровойтурбины.КЦПГКомбинированный цикл природного газа: энергетическаяустановка с газовой и паровой турбинами, работающая насжигании природного газа.ЛовушкаГеологическая структура, физически удерживающаяжидкости, которые являются более легкими по сравнениюс находящимися ниже жидкостями, например перевернутаячаша.Лондонская конвенцияКонвенция по предотвращению загрязнения моря сбросамиотходов и других материалов, которая была принята вЛондоне, Мехико, Москве и Вашингтоне 29 декабря 1972 г.Лондонский протоколПротокол к Конвенции, принятый в Лондоне 2 ноября 1996 г.,но который не вступил в силу во время нaписания.МВт • чМегаватт-часМЕАМоноэтаноламинМембранаПленка или пластина, которая выборочно разделяеткомпоненты жидкой смеси.МиграцияПеремещение жидкостей в породах-коллекторах.МодернизацияМодификация существующего оборудования с целью егообновления и включения новых элементов после установки.

Глоссарий, акронимы и сокращения53МониторингПроцесс измерения количества хранящейся двуокиси углеродаи ее местонахождения.МЧРМеханизм чистого развития: механизм Киотского протокола,предназначенный для оказания помощи странам, невключенным в приложение I, в достижении целей Протокола,а также странам, включенным в приложение I, длявыполнения их обязательств.Национальный кадастр парниковых газовКадастр антропогенных выбросов из источников и абсорбциипоглотителями парниковых газов, подготовленныйСторонами РКИК ООН.Не имеющий промышленного значенияПочти полное отсутствие вероятности промышленнойразработки при нынешних или прогнозируемыхэкономических условиях.Нейтрализация карбонатаМетод хранения углерода в океане, основанный на реакцииСО 2с природным карбонатом, таким как известняк, дляполучения анионов бикарбоната и растворимых катионов.Неорганизованный выбросЛюбые выбросы газов или пара в результате антропогеннойдеятельности, такой как переработка или транспортировкагаза или нефти.Нисходящая модельМодель, основанная на применении макроэкономическойтеории и эконометрической методики к историческим даннымо потреблении, ценах и т. д.НТСНизшая теплота сгорания: энергия, полученная в результатесжигания топлива, за исключением остаточной теплоты воды.Обязательство по сокращениюОбязательство Стороны Киотского протокола соблюдатьсвой установленный количественный предел выбросов.ОСПАРКонвенция по защите морской среды северо-восточной частиАтлантического океана, которая была принята в Париже 22сентября 1992 г.Оценка рискаЧасть системы управления в условиях риска.Парциальное давлениеДавление, которое оказывал бы определенный газ в газовойсмеси, если бы он занимал объем всей смеси.Перекрывающая породаПорода с очень низкой проницаемостью, которая действует вкачестве верхнего уплотнителя, не позволяющего жидкостивытекать из резервуара.ПерспективностьКачественная оценка вероятности наличия подходящегоместа для хранения в данном районе, основанная наимеющейся информации.ПИГПовышенное извлечение газа: извлечение газа, помимодобываемого естественным образом, в результатезакачивания жидкости или применения других средств.ПИНПовышенное извлечение нефти: извлечение нефти, помимодобываемой естественным образом, в результате закачиванияжидкости или применения других средств.ПИУМПовышенное извлечение угольного метана; использованиеСО 2для повышения извлечения метана, присутствующегов не имеющих промышленного значения угольных пластах,посредством избирательной адсорбции СО 2на угле.ПлавучестьТенденция жидкого или твердого тела всплывать в жидкости сболее высокой плотностью.Плотная фазаГаз, сжатый до плотности, приближающейся к плотностижидкости.Повышенное извлечение газаСм. ПИГПовышенное извлечение нефтиСм. ПИНПоглотительЕстественный поглотитель СО 2из атмосферы, которыйобычно содержится в почвах, лесах или океанах.ПоглощениеХимическое или физическое поглощение молекул основноймассой твердого или жидкого вещества, в результате которогообразуется либо раствор, либо соединение.

54 Приложение IПористое пространствоПространство между зернами породы или отложений,которое может содержать жидкости.Придонный слойПограничная линия между свободной водой и верхней частьюдонного седимента.Предотвращенные выбросы СО 2Разница между количеством выбросов СО 2из системы безУХУ и количеством итоговых выбросов СО 2из аналогичнойсистемы с УХУ.ПроверкаДоказательство результатов мониторинга по отношению кстандарту, который еще предстоит установить. В контекстеМЧР — независимый обзор назначенным оперативныморганом контролируемых сокращений антропогенныхвыбросов.ПроницаемостьСпособность протекать или пропускать жидкости черезпористый твердый материал, такой как порода.РазломЛюбой излом в породе, вдоль которого не наблюдаетсякакого-либо значительного перемещения.РезервуарПриповерхностная масса породы с достаточной пористостьюи проницаемостью для хранения и пропускания жидкостей.Репрезентативная величинаРепрезентативная величина основывается на среднихзначениях, полученных в ходе различных исследований.РКИК ООНРамочная конвенция Организации Объединенных Наций обизменении климата, которая была принята в Нью-Йорке 9 мая1992 г.СбросВ геологии – поверхность, на которой пласт не является болеенеизменным и характеризуется смещением.СверхкритическийПри температуре и давлении выше критической температурыи давления соответствующего вещества.СДСВСпециальный доклад о сценариях выбросов; используется вкачестве основы для перспективных оценок климата в ТДО.Седиментационный бассейнЕстественное углубление большого размера на поверхностиЗемли, заполненное седиментами.Сейсмический методИзмерение свойств пород при помощи скорости звуковыхволн, создаваемых искусственным или естественным путем.Сжигание обогащенного кислородом топливаСжигание топлива с добавлением чистого кислорода илисмеси кислорода, воды и двуокиси углерода.СкважинаПробуренное антропогенное отверстие в земле для добычижидкостей или газов или закачивания жидкостей.СкрубберУстройство для очистки газов или извлечения газообразногокомпонента посредством контакта между газом и жидкостью.Смягчение воздействияПроцесс снижения воздействия любого нарушения.СОСовместное осуществление: согласно Киотскому протоколуоно дает возможность Стороне с установленной цифройвыбросов ПГ получать кредиты от других Сторон,включенных в приложение I.Совместное сжиганиеОдновременное использование нескольких видов топлива вэнергетической установке или промышленном процессе.СокращениеСокращение степени или интенсивности выбросов или другихзагрязнителей.Соленосная формацияОсадочные породы, насыщенные водами формации свысокими концентрациями растворенных солей.СтабилизацияОзначает стабилизацию атмосферных концентрацийпарниковых газов.Стабильная геологическая формацияФормация, целостность которой в последнее время ненарушалась в результате тектонического движения.СценарийВероятное описание будущего на основе внутреннесогласованного набора предположений относительноключевых взаимоотношений и движущих сил.

Глоссарий, акронимы и сокращения55ТДОТретий доклад об оценках Межправительственной группыэкспертов по изменению климата.Технический потенциалОбъем, в котором можно сократить выбросы парниковыхгазов путем применения технологии или практики, котораядостигла демонстрационного этапа.Топливный элементЭлектрохимическое устройство, в котором топливоокисляется контролируемым образом для непосредственногополучения электрического тока и тепла.Торговля выбросамиСхема торговли, которая предусматривает выдачуразрешений на выброс определенного количества тоннзагрязнителя, которые продаются и покупаются.Точечный источникИсточник выбросов, который ограничивается однимнебольшим местом.Улавливание до сжиганияУлавливание двуокиси углерода в результате обработкитоплива перед сжиганием.Улавливание после сжиганияУлавливание двуокиси углерода после сжигания топлива.УПУгольная пыль: обычно используется в бойлерах, работающихна мелкоизмельченном угле.УплотнениеВодонепроницаемая порода, которая образует барьер сверхуи вокруг породы-коллектора таким образом, что жидкостиостаются в породе-коллекторе.УстойчивыйОтносится к развитию, которое является устойчивым вэкологической, социальной и экономической областях.УтечкаВ отношении торговли углеродом — изменение выбросов изантропогенных источников или абсорбции поглотителями,которое происходит за пределами границы проекта.УХУУлавливание и хранение двуокиси углерода.УХУ на основе биомассыУлавливание и хранение углерода, когда биомасса являетсяисходным сырьем.Фактор выбросовСтандартизованная мера выбросов ПГ с точки зренияактивности, например, тонны ПГ, выброшенные в расчете натонну потребленного топлива.ФиксацияИммобилизация СО 2в результате его реакции с другимвеществом для получения стабильного соединения.ФормацияМагматическое тело значительной протяженности с явновыраженными характеристиками, которые позволяютгеологам нанести его на карту, описать и дать ему название.ХранениеПроцесс удерживания захваченного СО 2, с тем чтобы он недостиг атмосферы.Экономически осуществимый при определенных условияхТехнология является хорошо понятой и используетсяв отдельных коммерческих применениях, например вусловиях благоприятного налогового режима или особоблагоприятного рынка, при переработке не менее 0,1МтСО 2• год-1и небольшом количестве (менее 5) повторенийданной технологии.Экономический потенциалОбъем сокращений выбросов парниковых газов согласноконкретному варианту, который может быть осуществленэкономически эффективным образом с учетомдоминирующих обстоятельств (т. е. рыночная стоимостьсокращений выбросов СО 2и стоимость других вариантов).Энергоноситель с низким содержанием углеродаТопливо, которое обеспечивает незначительные выбросыСО 2в течение всего цикла использования топлива, такое какметанол.УтечкаВ отношении хранения углерода — утечка закачаннойжидкости из хранилища.

56 Приложение IIПриложение II: Список основных докладов МГЭИКClimate Change – The IPCC Scientific AssessmentДоклад рабочей группы МГЭИК по научной оценке, 1990 г.Climate Change – The IPCC Impacts AssessmentДоклад рабочей группы МГЭИК по оценке воздействий, 1990 г.Climate Change – The IPCC Response StrategiesДоклад рабочей группы МГЭИК по стратегиям реагирования,1990 г.Emissions ScenariosПодготовлено рабочей группой МГЭИК по стратегиямреагирования, 1990 г.Assessment of the Vulnerability of Coastal Areas to Sea LevelRise – A Common Methodology1991 г.Climate Change 1992 – The Supplementary Report to the IPCCScientific AssessmentДоклад рабочей группы МГЭИК по научной оценке, 1992 г.Climate Change 1992 – the Supplementary Report to the IPCCImpacts AssessmentДоклад рабочей группы МГЭИК по оценке воздействий, 1992 г.Climate Change: The IPCC 1990 and 1992 AssessmentsПервый доклад об оценках МГЭИК: Обзор и Резюме для лиц,определяющих политику, и приложение МГЭИК, 1992 г.Global Climate Change and the Rising Challenge of the SeaПодгруппа по управлению прибрежными зонами рабочейгруппы МГЭИК по стратегиям реагирования, 1992 г.Report of the IPCC Country Study Workshop, 1992Preliminary Guidelines for Assessing Impacts of Climate Change,1992Руководящие принципы по составлению национальныхкадастров газов с парниковым эффектом (три тома),МГЭИК, 1994 г.Climate Change 1994 – Radiative Forcing of Climate Change andAn Evaluation of the IPCC IS92 Emission ScenariosIPCC Technical Guidelines for Assessing Climate Change Impactsand Adaptations, 1995Climate Change 1995 – The Science of Climate Change – Вкладрабочей группы I во Второй доклад об оценкахClimate Change 1995 – Scientific-Technical Analyses of Impacts,Adaptations and Mitigation of Climate Change – Вклад рабочейгруппы II во Второй доклад об оценкахClimate Change 1995 – The Economic and Social Dimensions ofClimate Change – Вклад рабочей группы III во Второй докладоб оценкахThe IPCC Second Assessment Synthesis of Scientific-TechnicalInformation Relevant to Interpreting Article 2 of the UNFramework Convention on Climate Change, 1995Пересмотренные руководящие принципы национальныхинвентаризаций парниковых газов (три тома), МГЭИК, 1996 г.Technologies, Policies and Measures for Mitigating ClimateChange – IPCC Technical Paper 1, 1996An Introduction to Simple Climate Models Used in the IPCCSecond Assessment Report – IPCC Technical Paper 2, 1997Stabilisation of Atmospheric Greenhouse Gases: Physical,Biological and Socio-Economic Implications – IPCC TechnicalPaper 3, 1997Implications of Proposed CO 2Emissions Limitations – IPCCTechnical Paper 4, 1997Последствия изменения климата для регионов: оценкауязвимостиСпециальный доклад МГЭИК, 1997 г.Авиация и глобальная атмосфераСпециальный доклад МГЭИК, 1999 г.Методологические и технологические вопросы передачитехнологииСпециальный доклад МГЭИК, 2000 г.Сценарии выбросовСпециальный доклад МГЭИК, 2000 г.Землепользование, изменения в землепользовании и лесноехозяйствоСпециальный доклад МГЭИК, 2000 г.

Список основных докладов МГЭИК57Руководящие указания по эффективной практике и учетфакторов неопределенности в национальных кадастрахпарниковых газовПрограмма МГЭИК по национальным кадастрам парниковыхгазов, 2000 г.Climate Change and Biodiversity – IPCC Technical Paper V, 2002Изменение климата, 2001 г.: Научные аспекты – Вкладрабочей группы I в Третий доклад об оценкахИзменение климата, 2001 г.: Последствия, адаптация иуязвимость – Вклад рабочей группы II в Третий доклад обоценкахИзменение климата, 2001 г.: Смягчение последствий – Вкладрабочей группы III в Третий доклад об оценкахИзменение климата, 2001 г.: Обобщенный докладРуководящие указания по эффективной практике дляземлепользования, изменений в землепользовании и лесногохозяйстваПрограмма МГЭИК по национальным кадастрам парниковыхгазов, 2003 г.Охрана озонового слоя и глобальной климатическойсистемы: вопросы, связанные с гидрофторуглеродами иперфторуглеродамиСпециальный доклад МГЭИК/ТЕАП, 2005 г.

Специальный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата(МГЭИК) предоставляет информацию для лиц, определяющих политику, ученыхи инженерно-технических работников в области изменения климата и уменьшениявыбросов СО 2. В докладе приводится описание источников СО 2, технические особенностиего улавливания, транспортировки и хранения. В нем также дается оценка стоимости,экономического потенциала и социально-технических проблем, включая общественноевосприятие и правовые вопросы. Основные варианты хранения СО 2включают хранение вгеологических формациях и океане, а также карбонизацию минералов. В значительной мередоклад рассматривает вопросы улавливания и хранения СО 2в контексте других вариантовсмягчения воздействий на изменение климата, таких как переход на другие виды топлива,возобновляемые источники энергии, атомную энергию и повышение энергетического КПД.Доклад показывает, что потенциал улавливания и хранения СО 2является значительным, аобщая стоимость мер по смягчению воздействий может быть уменьшена по сравнению состратегиями, при которых рассматриваются только другие варианты уменьшения воздействийна изменение климата. Важность будущей системы улавливания и хранения СО 2для целейуменьшения воздействий на изменение климата будет зависеть от ряда показателей, включаяфинансовые стимулы для размещения системы, а также насколько успешно будут учитыватьсяфакторы риска, связанные с хранением СО 2. Настоящее издание включает Резюме для лиц,определяющих политику, которое было принято правительствами, представленными вМГЭИК, и Техническое резюме.Специальный доклад МГЭИК Улавливание и хранение двуокиси углерода предоставляетвесьма ценную информацию для ученых, занимающихся исследованиями в областиокружающей среды, геологии, техники и нефтегазового сектора, для лиц, определяющихполитику в правительствах и организациях по контролю окружающей среды, а также длянаучно-технических работников в промышленности.Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) была учрежденасовместно Всемирной Метеорологической Организацией и Программой ОрганизацииОбъединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП). Группа экспертов предоставляетавторитетные оценки научной информации об изменении климата на международномуровне. Настоящий доклад был подготовлен МГЭИК по предложению Рамочной конвенцииОрганизации Объединенных Наций об изменении климата.Полный текст Специального доклада был опубликован «Кембридж Юниверсити Пресс»(www.cambridge.org), а версия в электронном виде доступна на веб-сайте СекретариатаМГЭИК (www.ipcc.ch) или может быть получена на компакт-дисках из Секретариата МГЭИК.Настоящая брошюра содержит Резюме для лиц, определяющих политику, и Техническоерезюме доклада.