《中國CCUS路徑研究報告》發布 建議加快推進超前部署CCUS應用

發布日期:2021-08-10 11:13

來源:中國環境

作者:于昊天

      近日,由國內外CCUS領域的49名研究人員撰寫的《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報告(2021)——中國CCUS路徑研究》(以下簡稱《報告》),經過13位權威專家的評審,于近日在生態環境部環境規劃院發布。

      這份報告的發布,對于研究中國碳達峰碳中和目標下CCUS的戰略定位和發展路徑起到重要作用,更有助于推動我國碳達峰、碳中和的實現。

    “有研究表明,CCUS將成為我國實現碳中和目標不可或缺的關鍵性技術之一,需要根據新的形勢對CCUS的戰略定位進行重新思考和評估,并在此基礎上加快推進、超前部署。”生態環境部應對氣候變化司司長李高表示。

      CCUS是什么?這項《報告》說了什么?又為未來提供了哪些路徑和政策建議?

把二氧化碳“抽”出來、“存”起來、“用”起來

      單純地減少二氧化碳排放是否是促進碳中和目標實現的唯一途徑?

      并不是。CCUS,為我們提供了碳減排的另一種思路。

      CCUS是二氧化碳捕集、利用與封存的英文縮寫,指的是將二氧化碳從工業過程、能源利用或者大氣中分離出來,直接加以利用,或者注入地層,從而實現二氧化碳永久減排的過程。

      通過燃燒前捕集、燃燒后捕集、富氧化捕集和化學鏈捕集等方式,將二氧化碳從工業生產的過程中“抽”出來。然后再用罐車、船舶或管道的方式進行運輸,將這些二氧化碳“聚集”起來。

      這些二氧化碳聚集起來以后,就可以通過工程技術手段,實現資源化利用。比如將二氧化碳注入地下,進而實現強化能源生產、促進資源開采的過程,比如提高石油、天然氣的開采率。

      而封存則指的是將收集到的二氧化碳注入深部地質儲層,實現二氧化碳與大氣長期隔絕的過程。如陸地封存或海洋封存等方式。

      眼下,CCUS的重要意義逐步凸顯:截至2021年5月,溫室氣體排放占比超過65%、GDP占比超過75%的全球131個國家都已宣布了碳中和的目標。對于中國而言,碳中和目標的明確以及碳減排工作的加快推進,都使得CCUS愈發重要。

      目前,CCUS是實現化石能源低碳化利用的重要選擇。中國能源系統規模龐大,需求多樣,要兼顧實現碳中和目標,同時保障能源安全。有機構預測,到2050年,中國的化石能源仍將扮演重要角色,占中國能源消費比例的10%-15%,而應對化石能源產生的碳排放,CCUS就是實現這部分近零排放的重要技術選擇。

發展CCUS,中國哪些行業有需求?

      報告指出,根據國內外研究結果,碳中和目標下,中國CCUS減排需求為:2030年0.2億噸-4.08億噸,2050年6億噸-14.5億噸,2060年10億噸-18.2億噸。

圖片源自 《報告 》

      目前,中國已經投運或建設中的CCUS示范項目約為40個,捕集能力300萬噸/年。中國已經具備大規模捕集利用與封存二氧化碳的工程能力,正在積極籌措全流程CCUS產業集群。CCUS項目技術項目遍布19個省份,在CCUS的各項技術環節,部分技術已經具備了商業化的能力。

      具體到各行各業,對CCUS的需求有多大?

      火電行業是CCUS示范的重點。預計到2025年,煤電減排量將達到600萬噸/年,2040年為2億噸-5億噸/年。報告指出,到2050年,我國目前的裝機容量中,仍將有大約9億千瓦在運行。燃煤電廠加裝CCUS可捕獲90%的碳排放量,使其變成一種低碳的發電技術。

      鋼鐵行業CCUS2030年減排需求為0.02億噸-0.05億噸/年,2060年減排需求為0.9億噸-1.1億噸/年。值得注意的是,鋼鐵行業的二氧化碳除了進行利用與封存外,還可以直接用于煉鋼過程。報告顯示,充分利用這些技術,能夠減排5%-10%。

      水泥行業CCUS2030年的減排需求為0.1億噸-1.52億噸/年,2060年減排需求為1.9億噸-2.1億噸/年。水泥行業石灰石分解產生的二氧化碳約占總排放量的60%,因此CCUS是水泥行業脫碳的必要手段。

      2030年石化和化工行業的減排需求約為5000萬噸,到2040年逐漸降低至0。這是由于石化和化工行業是二氧化碳的主要利用領域,并且捕集能耗低、投資成本與運行維護成本低,可為早期CCUS示范提供低成本的機會。

      實行CCUS技術,我國潛力有多大?

      報告指出,我國發展CCUS潛力大。以二氧化碳強化咸水開采(CO2-EWR)技術為例,適合應用的盆地分布面積大,封存潛力巨大。這種技術理論封存容量高達24170億噸,可實現二氧化碳的深度減排。準噶爾盆地、塔里木盆地、柴達木盆地、松遼盆地和鄂爾多斯盆地是最適合進行這項技術的區域。

政策支持與標準規范體系應不斷完善

      報告還提供了未來中國CCUS發展的政策建議。

      首先,報告指出,應明確面向碳中和目標的CCUS發展路徑。在碳中和目標下,產業格局和重點排放行業的排放路徑應予以充分考慮,重點從減排的需求出發,研判火電、鋼鐵、水泥等重點排放行業以及生物質能的碳捕集與封存和直接空氣捕集的技術減排貢獻,預測2020年-2060年的CCUS發展路徑、空間布局,為行業乃至全社會碳中和路徑確定錨點。

      發展方向確定,制度設計上也要鋪路。

      報告建議,CCUS政策支持與標準的規范體系應不斷完善。應加速推動CCUS商業化步伐,將CCUS納入產業和發展目錄,打通金融融資渠道,為CCUS項目優先授信和優惠貸款。借鑒國外政策經驗,探索制定符合中國國情的CCUS稅收優惠和補貼激勵政策,形成投融資增加和成本降低的良性循環,完善優化法律法規體系,制定科學合理的建設、運營、監管、終止標準體系。

      基礎設施在CCUS布局上至關重要。報告建議,要加大二氧化碳輸送與封存等基礎設施的投資力度與建設規模。不斷提升技術設施的管理水平,建立基礎設施的合作共享機制。同時,要注重已有資源的優化、整合,將現有的裝置設備改良升級。充分完善基礎設施共享機制,建設二氧化碳運輸與封存共享網絡,不斷形成新的CCUS產業促進中心等。

      最后,報告建議要開展大規模的CCUS示范與產業化集群建設。報告建議在“十四五”期間建成3項-5項百萬噸級CCUS全鏈條示范項目,加速突破高性價比的二氧化碳吸收/吸附材料開發、大型反應器設計、長距離二氧化碳管道運輸等核心技術。報告指出要把握2030年-2035年燃煤電廠CCUS技術改造的最佳窗口期,在電力行業超前部署新一代低成本、低能耗CCUS技術示范,爭取最大的減排效益。

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