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      碳捕集利用與封存技術大規模應用卡在哪兒?
      發布時間:2021-7-6 18:43:58,來源:中國環境報, 訪問次數:144

       中國環境報記者 鄧玥 碳中和目標下,碳捕集利用與封存(CCUS)很火,卻在一些企業遇冷。一位業內人士說,電廠、鋼廠、水泥廠對CCUS都很感興趣,但一問造價,就打了退堂鼓。

         成本高只是難點之一。業內人將行業痛點稱為“三高”:高能耗、高成本、高不確定性,另外還有缺乏激勵政策,產業鏈協同困難等,這些都制約了CCUS技術的大規模應用。

      發展務必趁早。北京理工大學副校長魏一鳴指出:如果不盡快加速CCUS技術商業化,導致大規模技術推廣滯后,將錯失低成本發展機會,額外付出1000億-3000億美元的代價。

      近期,業內接連舉辦兩次會議體現了緊迫性。中國21世紀議程管理中心、中國可持續發展研究會主辦了CCUS青年學者沙龍和中國CCUS示范項目交流研討會。從遠期看,亟須培育壯大青年人才的力量;近在眼前的,中國21世紀議程管理中心正抓緊組織編制《碳中和技術發展路線圖》,專家、企業家的建議會成為制定路線圖的重要參考。

        機不可失

            CCUS迎來前所有未有的機遇

            在中國可持續發展研究會氣候變化工作委員會主任張賢看來,近10年來,CCUS的重要性和必要性已經發生了巨大變化。

            2011年,科技部編寫的第一版CCUS技術發展路線圖,將其定位成化石能源大規模低碳利用的“戰略儲備技術”,但碳中和目標下,張賢認為,CCUS技術“不可或缺”。

            “未來是多元復合能源結構,新能源不可能包打天下。即便到2050年,化石能源仍將占我國能源消費比例的10%-15%,全球鋼鐵、水泥行業仍然剩余約34%、48%的碳排放量。這部分該怎么辦?靠CCUS!睆堎t說。

      他說,CCUS將扮演5個重要角色:是碳中和下剩余化石能源凈零排放的重要技術選擇;是火電行業具有競爭力的重要技術手段;是鋼鐵水泥等減排難度大的行業實現凈零排放為數不多的可行技術方案;是未來能源體系和化工工藝流程提供綠碳的主要來源。同時,到2060年,我國仍有部分無法減排的溫室氣體需要通過碳匯和負排放技術來抵消,CCUS與新能源耦合的負排放技術是實現碳中和的托底技術保障。

      中國21世紀議程管理中心總工孫洪透露,當前21世紀中心正聯合有關單位抓緊編制的《碳中和技術發展路線圖》中,CCUS是路線圖重點技術之一。其他技術包括零碳電力技術、零碳非電能源技術、原料/燃料與過程替代技術、集成耦合與優化技術。

           “如果沒有CCUS,減緩氣候變化的成本平均將升高138%,最多可達兩倍以上!蔽阂圾Q說。北京理工大學能源與環境政策研究中心預測,2060年碳中和目標下,我國需要通過CCUS技術完成約175億-315億噸的累計減排任務。其中,火電行業是CCUS發揮作用的主陣地,約能減排160億-285億噸,非電行業如鋼鐵、水泥、化工等約可減排15億-30億噸。

            CCUS正迎來前所未有的機遇。

            迫在眉睫

            CCUS部署越晚,代價越高

            比起“機不可失”,業內人覺得“迫在眉睫”4字更值得關注。

      浙江大學教授王濤表示,我國CCUS技術雖然與國外起步時間差不多,發展卻與國外有一定差距。

      目前,全球有65座商業CCUS設施,每年可捕集和永久封存約4000萬噸二氧化碳;在我國,截至2020年,有35個CCUS示范項目,但商業設施僅6個,我國總計二氧化碳捕集能力僅300萬噸/年,2007年-2019年累計二氧化碳封存量僅200萬噸。

            “國外基本都是百萬噸級,而我國CCUS國家示范工程的級別從1萬噸到十幾萬噸不等,規模較小。而且,今年4月,?松梨谝呀浶荚谀鞲鐬辰|噸級的CCUS離岸封存集群了!蓖鯘榻B,集群是把眾多排放源的二氧化碳捕集后,集中收存到某個區域。?松梨谟媱澋2040年,實現每年1億噸封存量。目前,?松梨谝呀浝塾嫴都^1.2億噸二氧化碳,占全球CCUS項目總捕集量的20%。

      魏一鳴認為,CCUS部署得越晚,代價越高,“中國如果CCUS能在2025年或2030年得到大規模推廣,將分別需要約3290億美元和5690億美元,如果時間推遲到2035年以后,總成本將飆升至6260億美元!

      在張賢看來,CCUS商業化務必加速還有另一個原因,“不能只看CCUS,還要看不同技術之間的競爭。如果將煤電加裝CCUS與光伏相比較,目前,加裝CCUS運維成本約為光伏發電成本的3倍,但占地面積較后者優勢明顯。因此,如果CCUS在近期發展提速,運維成本或將進一步降低,CCUS未來發展的確定性也就更大!

            攔路虎

            怎么降成本?二氧化碳給誰?產業鏈上下游怎么對接?

            盡管業內對加速CCUS規;、商業化發展的呼聲很高,但擺在眼前的挑戰也顯而易見。

            交流研討會上,各方企業代表提及最多的關鍵詞是:成本、能耗和轉化應用,能耗也是影響成本的因素之一。簡單說,企業最關心怎么降低成本?捕集來的二氧化碳賣給誰?怎么賣能賺錢?

            從參會各行業代表介紹的信息看,5萬噸、10萬噸、15萬噸的二氧化碳捕集項目,總投資分別需要5000多萬元、9800萬元和1.5億元。項目運行成功后,每噸二氧化碳捕集成本基本在260元-380元之間,成本較低的能做到200元/噸。

            一位來自中海油分公司的代表說,二氧化碳船運成本200公里以內每公里約1元/噸,200公里-250公里每公里約0.5元/噸;500公里-1000公里每公里約0.3元/噸-0.4元/噸。

      就二氧化碳捕集的能耗而言,一些企業分別能做到1.56GJ/tCO2、2.4GJ/tCO2和3.4GJ/tCO2(GJ即吉焦,一個吉焦等于10億焦耳)。另外,有專家指出,不同噸級捕集裝置如工程塔的設計尺寸不同,電力、化工等不同行業的示范工程設計標準不同,也是成本難降的原因。

      還有企業代表反映,一些二氧化碳捕集裝置建成后并未投入運行,處于停用狀態,主要原因是沒有市場,二氧化碳無處消納;一些示范項目即便投入運行,收益率也只能維持在2%甚至以下。高成本、低收益下,參與CCUS項目的企業以國有企業或包含多個產業的大型企業為主,其他類型企業參與困難。

      現在,前端做捕集項目的企業,重點工作放在二氧化碳的轉化應用上;后端做封存和利用項目的企業,則需要200公里或更近距離的豐富、經濟碳源。雙方的痛點皆在于怎么找到經濟又合適的合作對象。魏一鳴指出,全流程示范項目較少,產業鏈上下游對接不暢,缺乏跨行業跨部門的合作模式,氣源去向和供應是示范項目面臨的主要問題之一。

            缺口

            巨大的投資缺口需要重新設計CCUS投融資機制

            挑戰之下,多數企業代表一致認為,亟須出臺CCUS配套激勵政策,提高企業參與的積極性,比如完善碳市場交易,讓CCUS也能在碳交易中掙錢。同時,加快實施大規模全鏈條集成示范工程,超前部署新一代低成本、低能耗CCUS技術研發和突破,帶動技術普及、產業發展。

      當前,科技部已成立了碳達峰與碳中和科技工作領導小組,正在重點推進編制《科技支撐碳達峰碳中和行動方案》《碳中和技術發展路線圖》,推動設立“碳中和關鍵技術研究與示范”重點專項。

      魏一鳴認為,如果要在2030年迎來CCUS商業化拐點,現在就要開始基礎設施建設,這需要大量投資支持。國際能源署(IEA)預計,全球每年應用于二氧化碳管道和氫能基礎設施的投資額,將從目前的10億美元增加到2030年的約400億美元左右,也就是20年后投資要翻40倍。

           “巨大的投資缺口需要重新設計CCUS投融資機制!彼f。目前,我國CCUS投融資一直是熱點,特別是2020年7月發布的《綠色債券支持項目目錄(2020版)》,CCUS首次納入其中。

      魏一鳴及其研究團隊得出的CCUS最優投資布局認為,CCUS項目應重點部署在環繞渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地、南華北盆地、四川盆地等區域;可形成4個大型CCUS集群發展區:長三角地區、環渤海地區、東北地區、新疆準噶爾盆地以南;需要對裝機容量約175GW的燃煤電廠實施CCUS改造,這些電廠主要集中分布在華北、華東與東北等5個區域,共計156座電廠。

            現在,CCUS業內已加快行動起來。除了編制《碳中和技術發展路線圖》,以國家能源集團、華能集團、中石化、中海油等央企為代表的企業,加速技術研發、擴大示范規模、進行商業化探索,并計劃以聯盟形式,推動行業相關標準制定。他們呼吁更多企業參與,推動行業高質量發展及減排進程。

       

            
       
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