中國CCUS各環(huán)節技術(shù)取得顯著(zhù)進(jìn)展

近日，中國21世紀議程管理中心、全球碳捕集與封存研究院、清華大學(xué)共同發(fā)布了《中國碳捕集利用與封存年度報告(2023)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《報告》)?！秷蟾妗穼谖覈趸疾都门c封存(CCUS)技術(shù)研發(fā)、項目示范、政策部署的有關(guān)情況進(jìn)行了系統梳理，分析了碳中和目標下我國CCUS技術(shù)發(fā)展面臨的潛在挑戰，并提出了相關(guān)政策建議。

CCUS是碳中和技術(shù)體系的重要組成部分

CCUS技術(shù)可以實(shí)現化石能源大規?？沙掷m低碳利用，幫助構建低碳工業(yè)體系，同時(shí)與生物質(zhì)或空氣源結合可具有負排放效應，是中國碳中和技術(shù)體系不可或缺的重要組成部分。

隨著(zhù)國際應對氣候變化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和技術(shù)水平的提高，CCUS技術(shù)發(fā)展的外部條件和內在需求發(fā)生了明顯的改變。

《報告》指出，近年來(lái)，中國CCUS各環(huán)節技術(shù)取得顯著(zhù)進(jìn)展，具備了二氧化碳大規模捕集、管道輸送、利用與封存系統設計能力和近期內實(shí)現規?；瘧玫幕A。但是，各環(huán)節技術(shù)發(fā)展并不均衡，與規?；虡I(yè)應用仍存在不同程度的差距。

“二氧化碳捕集技術(shù)發(fā)展存在明顯代際。”報告召集人、中國21世紀議程管理中心研究員張賢告訴記者，在第一代捕集技術(shù)中，燃燒前物理吸收技術(shù)發(fā)展比較成熟，已經(jīng)處于商業(yè)應用階段，我國與國際先進(jìn)水平同步。而燃燒后化學(xué)吸收技術(shù)，國際上已經(jīng)處于商業(yè)應用階段，我國還處于工業(yè)示范階段。此外，我國的第二代和第三代捕集技術(shù)發(fā)展相對滯后，增壓富氧燃燒和化學(xué)鏈燃燒技術(shù)在國內外均處于中試及以下階段。同時(shí)，我國在生物能源與碳捕獲和儲存(BECCS)及直接空氣捕集(DAC)等負排放技術(shù)領(lǐng)域也在積極開(kāi)展有益探索。

二氧化碳輸送是利用與封存的基礎工程?！秷蟾妗分赋?，在我國，二氧化碳管道運輸的潛力最大，在已開(kāi)展的一些工程實(shí)踐中，中國石油化工集團有限公司齊魯石化—勝利油田項目已經(jīng)建成百萬(wàn)噸級陸上二氧化碳運輸管道，全長(cháng)109公里，設計最大輸量為每年170萬(wàn)噸二氧化碳。

中國二氧化碳化學(xué)和生物利用技術(shù)與國際發(fā)展水平基本同步，整體處于工業(yè)示范階段?！秷蟾妗凤@示，我國在制備高附加值化學(xué)品方面，二氧化碳重整制備合成氣和甲醇技術(shù)較為領(lǐng)先，例如中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所和中國中煤能源集團有限公司在內蒙古鄂爾多斯立項開(kāi)展10萬(wàn)噸/年二氧化碳加氫制甲醇工業(yè)化項目。

在二氧化碳礦化利用方面，鋼渣和磷石膏礦化利用技術(shù)已接近商業(yè)應用水平，例如包鋼集團開(kāi)展了碳化法鋼渣綜合利用產(chǎn)業(yè)化項目，利用二氧化碳與鋼渣生產(chǎn)高純碳酸鈣，每年可利用鋼渣10萬(wàn)噸，成為全球首套固廢與二氧化碳礦化綜合利用項目。

中國CCUS發(fā)展需要應對四方面挑戰

盡管中國CCUS技術(shù)發(fā)展迅速，但當前階段仍舊面臨技術(shù)成本高、技術(shù)需求緊迫、源匯不匹配、商業(yè)模式欠缺四個(gè)方面的挑戰。

技術(shù)成本高是CCUS走向規?；瘧帽仨氁朔碾y題?！秷蟾妗分赋?，CCUS技術(shù)減排成本相對較高，與其他技術(shù)競爭優(yōu)勢不明顯，而且經(jīng)濟社會(huì )尚未做好大宗商品價(jià)格上浮的準備，制約著(zhù)CCUS技術(shù)推廣應用。張賢告訴記者，加裝和運行CCUS的高成本對電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)造成較大壓力。以煤電行業(yè)為例，加裝CCUS設施的燃煤電廠(chǎng)發(fā)電效率會(huì )降低20%—30%，發(fā)電成本升高約60%。

讓產(chǎn)業(yè)界尷尬的是，CCUS的發(fā)展在時(shí)間上面臨“技術(shù)鎖定”風(fēng)險。張賢表示，現役燃煤電廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)、鋼鐵廠(chǎng)等高排放行業(yè)設備服役時(shí)間較短，強制退役將引起大量資產(chǎn)擱淺，據測算，金額可達3.1萬(wàn)—7.2萬(wàn)億元?！秷蟾妗奉A計，2030年后，電力與工業(yè)基礎設施的CCUS技術(shù)改造需求將迅速增加。因此，盡管當前的市場(chǎng)需求并不旺盛，但是為避免技術(shù)鎖定，需加快技術(shù)研發(fā)和迭代升級，保證成本能耗較低的新一代二氧化碳捕集技術(shù)能夠在窗口期廣泛部署應用，發(fā)揮減排效益。

此外，我國二氧化碳大規模排放源主要位于東部沿海地區，化石能源資源主要分布在中西部，而適合封存的盆地主要分布在東北和西北地區。在沒(méi)有全國性管網(wǎng)系統支撐的情況下，這種分布空間差異造成的源匯不匹配問(wèn)題，極大限制了中國潛在二氧化碳封存容量的實(shí)際利用。

而全國性管網(wǎng)系統的構建又面臨政策、管理、經(jīng)濟性等多方面約束，與國際上擁有豐富CCUS應用經(jīng)驗的國家和地區相比，中國的相關(guān)政策還有待完善，商業(yè)模式還有待開(kāi)發(fā)?！秷蟾妗分赋?，國際經(jīng)驗表明，政府通過(guò)金融補貼、專(zhuān)項財稅、強制性約束、碳定價(jià)機制等手段支持CCUS發(fā)展，能提高企業(yè)積極性，推動(dòng)技術(shù)商業(yè)化。同時(shí)，國家應出臺相應監管措施，明確CCUS項目開(kāi)發(fā)過(guò)程中的權、責、利劃分，提高企業(yè)長(cháng)期運營(yíng)的積極性，打消公眾對CCUS項目安全性和環(huán)境影響的顧慮。

《報告》建議，加快探索構建面向碳中和目標的CCUS技術(shù)體系，推進(jìn)技術(shù)研發(fā)和大規模集成示范;推動(dòng)相關(guān)制度法規和標準體系的制定，引導形成各主體都能夠有效參與的商業(yè)模式;此外，還應繼續深化CCUS等綠色技術(shù)領(lǐng)域國際合作與交流，加強人才培養和創(chuàng )新能力建設。