二氧化碳捕获成本
报告的这一部分处理二氧化碳捕获成本的关键问题。我们先概述的许多因素影响成本和比较能力估计在一个一致的基础上发表。不同措施的二氧化碳捕获成本也提出和讨论。现有文献对二氧化碳捕获成本技术审查,以及未来成本的前景在未来几十年。
3.7.1二氧化碳捕获成本影响因素
发表估计二氧化碳捕获成本相差很大,主要是由于不同的假设关于工厂设计相关的技术指标和操作(例如,工厂规模,净效率、燃料特性和负载因素),以及关键的经济和金融等因素燃料成本、利率和植物一生。最近的论文数量已经解决这个问题,确定成本差异和变化的主要来源(赫尔佐格,1999;Simbeck, 1999;鲁宾和饶,2003)。本节在很大程度上吸引了鲁宾和拉奥(2003)强调影响二氧化碳捕获的成本的主要因素。
3.7.1.1定义感兴趣的技术
成本将随二氧化碳捕获技术的选择和选择电力系统或工业过程产生的二氧化碳排放。在工程经济研究的一个植物或二氧化碳捕获技术,这样的定义通常是明确的。然而,更大的系统被分析,如在地区、国家或全球二氧化碳减排的研究选项,具体技术假定二氧化碳生产和捕获可能不清楚或不明确。在这种情况下,环境成本报告的结果也可能是不清楚。
3.7.1.2定义系统边界
任何经济评估应该明确定义的“系统”二氧化碳排放和成本的特点。最常见的假设的研究二氧化碳捕获(通常是一个单一设施电厂)捕捉二氧化碳并传输到离线存储区域地质等的形成。释放的二氧化碳排放被认为是那些设施之前和之后捕获。报告的成本可能会或可能不会包括二氧化碳运输和存储成本。感兴趣的系统边界在这部分的报告中只包括发电厂或其他的兴趣和过程不包括二氧化碳运输和存储系统,其成本提出了在以后的章节。二氧化碳压缩,然而,假定发生在设施内边界,因此压缩的成本包含在capture.3的成本
在一些研究中系统边界包括排放
3另外,压缩成本可以将全部或部分归因于二氧化碳运输和存储。然而,大多数研究包括压缩成本捕获。这也有助于捕获技术的比较,在不同操作压力,从而产生不同的成本达到指定的最终压力。
二氧化碳和其他温室气体,如甲烷(表示为二氧化碳当量)不仅在整个燃料循环包括发电厂或设施,而且提取的“上游”过程,提炼和运输燃料的设施,加上“下游”从使用或存储捕获的二氧化碳排放。仍然较大的系统边界可能包括所有电厂公用事业公司的系统;所有的植物在一个地区或国家电网;国民经济或电厂和工业排放但总体能源系统的一个元素被模仿。在每一种情况下,它是可能的,实现二氧化碳的减排成本,但结果不具有直接可比性,因为它们反映了不同的系统边界和注意事项。第八章更详细地讨论这些差异并提出替代系统感兴趣的结果。
3.7.1.3定义技术时间框架和成熟的另一个因素往往是不清楚的经济评估的二氧化碳捕获是假定的时间框架和/或成熟的技术水平下研究。的成本估计适用于设施将建在今天,或者在未来的时间吗?这是特别有问题的“先进的”技术的研究目前仍在发展,而不是商业。在大多数情况下,对先进技术的研究假设成本适用于n工厂的建立在未来的某个时候,当技术成熟。这样估计反映技术学习的预期利益,但可能会或可能不会充分考虑成本的增加,通常发生在商业化的早期阶段。技术的选择时间框架和假设的成本改进,可以因此产生很大的不同在二氧化碳捕获成本估计。
3.7.1.4不同成本的措施和假设
文献揭示了许多不同的措施用来描述二氧化碳捕获和存储成本,包括资本成本,电力成本,避免二氧化碳和其他成本。因为其中的一些措施是在相同的单位(如美元每吨二氧化碳)有潜力巨大的误解。此外,对于任何给定的成本衡量,不同的假设技术,经济和金融在成本计算中使用的参数还可以产生大的差异报告获取成本。3.7.2章论述部分的一些共同的标准成本和他们使用的参数。
需要解决大问题,如哪些选项或策略追求——问题解决后在第8章。
3.7.2.1资本成本
资本成本(也称为投资成本或成本)是一种广泛使用的,虽然不完整,标准成本的技术。它经常被报道在规范化的基础上(例如,每千瓦成本)。为二氧化碳捕获系统,资本成本通常被认为代表所需的总开支设计、采购和安装系统感兴趣的。它可能还包括其他工厂组件不需要的额外成本没有二氧化碳捕获设备的情况下,比如一个上游气体净化系统的成本保护捕获设备。这些成本通常出现在复杂的发电厂。因此,二氧化碳捕获的总增量成本对于一个给定的植物设计是最好的决定总成本的不同植物之间没有二氧化碳捕获,生产相同数量的有用的(主要)产品,如电。
不同的组织采用不同的系统账户指定元素的资本成本估计。发电厂的一个广泛使用的过程是定义的电力科学研究院(EPRI, 1993)。然而,因为没有普遍使用的术语或系统的账户,由不同的组织或资本成本报告的作者并不总是包含同样的物品。术语用于报告资本成本可能会进一步掩盖这些差异,导致误解是什么和不包括。例如,发电成本的研究通常报告价值的资本成本,不包括利息成本在施工期间或其他所谓的“所有者成本”,通常添加至少10 - 20%(有时更多)的总资本要求的系统。只有这样的资本成本分析报告遗漏被发现。研究未能报告今年成本估算的不确定性进一步介绍可能影响成本的比较。
3.7.2.2增加产品成本
二氧化碳捕获的影响成本的电力(或其他产品)是一种最经济影响的重要措施。发电厂,二氧化碳排放的主要来源,在这方面特别感兴趣。电厂的电力成本(COE)可以计算为:4
COE = [(TCR)(对)+ (FOM)] / [(CF)(8760)(千瓦)]+ VOM +(人力资源)(FC) (7)
3.7.2章措施的二氧化碳捕捉成本
我们定义四种常见措施的二氧化碳捕捉成本:资本成本,增加产品成本的成本(如电力),二氧化碳避免成本和成本的二氧化碳捕获或删除。这些措施提供了一个不同的视角对二氧化碳捕捉成本感兴趣的特定的技术或系统。然而,都代表着“工程经济”视角显示捕获二氧化碳的增加成本在一个特定的应用程序。这些措施,COE =成本逐步降低电力(kWh-1美元),TCR =总资本需求(美元),自由现金流量=固定电荷因素(分数一年级),FOM =固定运营成本(一美元),VOM =变量运营成本(kWh-1美元),人力资源管理=净植物热速率(kJ kWh-1), FC =单位燃料成本(kJ-1美元),CF =能力
4为简单起见,自由现金流量的价值方程(7)应用于总资本要求。COE基于年年的详细计算分析应用自由现金流量的总资本成本不包括所有者的成本(如利息在施工期间),它们分别占植物启动之前的几年里。
因子(分数),8760 =总时间在一个典型的年份和千瓦=净功率(千瓦)。在本章成本方程(7)只包括发电厂和捕获技术,而不是二氧化碳的额外成本运输和存储与CCS需要一个完整的系统。增量COE的区别是在电力成本,没有二氧化碳捕获。5,这里的值报告排除运输和存储成本。在第8章CCS的成本报告。
方程(7)表明,许多因素影响这种增量成本。例如,正如资本总成本包含许多不同的项目,也与植物相关的固定和可变成本操作和维护(运营管理)。同样,固定费用因子(自由现金流量,也被称为资本采收率)反映了植物生命周期假设和实际利率(或折现率)用于资本成本摊销。6假设方程(7)的任何因素对总体成本的结果可以有明显的效果。这些因素也不全是相互独立的。例如,新发电厂的设计热率可能影响总资本要求因为高效植物通常更昂贵的低效率的设计。
最后,因为几个参数值的方程(7)可能会改变在操作的生活设施(如能力因素,单位燃料成本、运营成本或变量),COE的价值也从每年可能会有所不同。包括这样的效果,一个经济评价计算贴现成本的净现值(NPV)基于成本的逐年变化的时间表,代替方程(7)的简单公式。然而,大多数工程经济研究使用方程(7)计算一个值逐步降低的COE的植物的生命。COE是电力的成本,逐步降低,植物的使用寿命,如果持续下去,会产生相同的NPV的假定流变量年度成本。然而,在大多数经济研究的二氧化碳捕获方程(7)的所有参数值保持不变,反映(隐式或显式)plant.7 COE的生活逐步降低
使用最广泛的措施之一,二氧化碳捕获和存储的成本是二氧化碳的成本避免的。这个值反映了平均成本的降低大气中的二氧化碳大量排放一个单位,同时提供相同数量的有用的产品作为“参考植物没有CCS。对于一个发电厂避免成本可以被定义为:
二氧化碳避免成本(美元/ tCO2) =
[(COE)捕获-(我们的/ [(CO2 ^ Xef——(CO2 ^ UJ
二氧化碳捕获系统5大辅助能源需求,增量成本的大小也取决于植物捕获被认为是更大的设施生产的净输出参考植物没有捕获,或者参考植物只是走低提供辅助能量。而后者假设是最常见的,前者产生一个更小的增量成本由于规模经济效应。
6在其最简单的形式,自由现金流量可以从项目生命周期,计算n(年),年利率,我(分数),由方程:自由现金流量= i / (1 - (1 + i) - n)。
7读者不熟悉这些经济概念和计算基础经济学可能希望咨询,或引用,如(EPRI, 1993)或(鲁宾,2001)为更多的细节。
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