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CCUS是碳中和必不可少的技术选择2023年03月22日 来源:
中国石化报 作者:
专家一致认为:依赖传统减排路径无法实现碳减排目标,而CCUS是目前实现化石能源零碳利用的唯一途径,是碳中和必不可少的技术选择。
联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测,2030年和2050年CCUS减排量分别为1亿~4亿吨和30亿~68亿吨。国际能源署(IEA)预测,全球于2070年实现净零排放,CCUS是第四大贡献技术,占累计减排量的15%。国际可再生能源署(IRENA)预测,2050~2060年实现净零排放,2050年CCUS将贡献约6%,即27.9亿吨/年的减排量。而据相关机构预测,到2050年,CCUS对我国减排贡献将达到10亿吨/年的量级,占比10%~15%。
同时,全球气候投融资快速增长。据相关机构数据,2021年全球能源转型投资总额达7550亿美元(2020年为5013亿美元),中国投资是美国的2.3倍;2021年全球绿色债券发行规模6210亿美元(2020年为2970亿美元),美国第一,中国第三;2021年全球碳市场交易总额约7594亿欧元(2022年为2878亿欧元),中国位列欧盟、北美、英国、新西兰之后。
世界各国均加快推进CCUS项目。全球首个燃煤电厂百万吨级二氧化碳捕集与封存工程——加拿大边界大坝项目自2014年底运行以来,已累计捕集二氧化碳415万吨,纯度99%,主要用于强化采油和地质封存。
全球最大燃煤电厂二氧化碳捕集与驱油封存商业化工程——美国佩特拉诺瓦项目2016年12月正式启动商业运行,每吨二氧化碳捕集能耗约2.4吉焦,综合成本在55~60美元。
全球首个百万吨级吸附法二氧化碳捕集与封存商业化工程——美国阿瑟港项目2013年初开始商业运行,每吨二氧化碳捕集能耗约2.5吉焦,捕集后用于提高石油采收率。
全球首个百万吨级生物质碳捕集封存(BECCS)商业项目——美国伊利诺斯乙醇厂捕集封存项目,将乙醇厂生产的二氧化碳捕集后进行地质封存。
全球首个垃圾发电碳捕集封存工程——挪威富海垃圾电厂项目计划2026年建成投运。
全球首个运行的直接空气碳捕集与封存(DACCS)项目——瑞士空气技术企业“气候工厂”和冰岛碳封存技术公司合作的空气碳捕集与封存项目,将从空气中捕集到的二氧化碳与水混合,泵入地下1000米深处,在数年内会变成石头。
全球首个百万吨级DACCS项目——加拿大空气碳捕集封存项目,设计每吨二氧化碳的捕集能耗为8.81吉焦。
目前,全球CCUS减排量超4000万吨/年,我国占比低于5%。我国也已建成约40个CCUS示范项目,年碳捕集能力超300万吨,设计和在建CCUS工程呈现规模化、全流程、产业集群化趋势。
国家能源集团锦界电厂15万吨/年CCUS示范工程,是国内已投运最大的燃煤电厂燃烧后捕集示范工程,每吨二氧化碳捕集能耗为2.35吉焦,综合成本在250~300元。在泰州电厂建设50万吨/年CCUS示范工程,设计每吨二氧化碳捕集能耗小于2.4吉焦,完全成本低于250元。
中国华能建立了具有自主知识产权的烟气二氧化碳捕集理论和成套技术体系,目前正在华能陇东能源基地建设世界最大燃煤电厂CCS项目,年捕集150万吨,利用3700米深的咸水层封存。
延长石油建成30万吨/年CCUS示范工程,由于煤化工排放二氧化碳浓度高(78%~98%),每吨二氧化碳捕集能耗仅1.37吉焦,成本仅105元。目前,已完成500万吨/年CCUS项目总体规划编制。
中国石化建成我国首个百万吨级齐鲁石化-胜利油田CCUS项目,示范区动用储量2500多万吨,预计15年累计注气超千万吨、累计增油近300万吨,提高采收率11.6个百分点。中国石化还形成陆相页岩油二氧化碳前置压裂技术,增强压裂效果,补充地层能量,提高单井最终采出量,已在胜利济阳页岩油等全面应用,多口井初期日产油超百吨,正建设陆相页岩油国家级示范区。
中国科学院上海高等研究院研究员孙楠楠说,在碳中和全新情景下,CCUS整体定位发生深刻变化,它是目前实现大规模化石能源零排放利用的唯一选择,是保持电力灵活性的主要手段,是钢铁、有色、化工、水泥等难减排行业的必要方案,是非化石能源“碳元素”获取和循环利用的主要手段,与新能源等耦合的负排放技术是实现碳中和目标的托底保障。
中国工程院院士李阳说,国外提出的是CCS,我国于2010年提出CCUS,就是强调碳的资源化利用,通过利用实现减排增汇,并与传统产业、新兴产业耦合,重塑工业流程,形成新兴产业。CCUS产业链包括捕集、输送管网、能源化工、工业气体、储存等,产业链复杂,运营周期长,投资大。
当前,我国CCUS产业发展的困境是规模较小、建设和运营成本高昂,受制于消纳利用场景,全产业技术链有待升级。更重要的是,推动CCUS商业化运行,需要多种政策激励,政策直接影响CCUS成本。如美国45Q法案规定,应用CCUS的企业享受减税35~50美元/吨二氧化碳。
因此,多位专家建议:国家层面应制定激励政策、加大激励力度,同时,开展CCUS标准体系建设,构建CCUS技术体系,开展CCUS减排量核算方法学研究,推进能源核心区CCUS产业化集群建设。
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