由國內(nèi)外CCUS領(lǐng)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(bào)告(2021)——中國CCUS路徑研究》(以下簡稱《報(bào)告》),于近日正式發(fā)布。CCUS是什么?《報(bào)告》具體內(nèi)容是什么?又為未來提供了哪些路徑和建議? 報(bào)告的發(fā)布,對(duì)于研究中國碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下CCUS的戰(zhàn)略定位和發(fā)展路徑起到重要作用,更有助于推動(dòng)我國碳達(dá)峰、碳中和的實(shí)現(xiàn)。 ▲CCUS技術(shù)及主要類型示意圖 報(bào)告指出從實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的減排需求來看,依照現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè),2050年和 2060 年,需要通過 CCUS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的減排量分別為 6 ~ 14 億噸和10 ~ 18 億噸二氧化碳。其中,2060 年生物質(zhì)能碳捕集與封存(BECCS)和直接空氣碳捕集與封存(DACCS)分別需要實(shí)現(xiàn)減排 3 ~ 6 億噸和 2 ~ 3 億噸二氧化碳。從我國源匯匹配的情況看,CCUS 技術(shù)可提供的減排潛力,基本可以滿足實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的需求(6~21 億噸二氧化碳)。 報(bào)告顯示目前,我國 CCUS 技術(shù)整體處于工業(yè)示范階段,但現(xiàn)有示范項(xiàng)目規(guī)模較小。CCUS 的技術(shù)成本是影響其大規(guī)模應(yīng)用的重要因素,隨著技術(shù)的發(fā)展,我國 CCUS 技術(shù)成本未來有較大下降空間。預(yù)期到 2030 年,我國全流程CCUS(按 250 公里運(yùn)輸計(jì))技術(shù)成本為 310~770 元 / 噸二氧化碳,到 2060 年,將逐步降至 140~410 元 / 噸二氧化碳。 中國CCUS 示范項(xiàng)目 中國已投運(yùn)或建設(shè)中的 CCUS 示范項(xiàng)目約為 40 個(gè),捕集能力 300 萬噸 /年。多以石油、煤化工、電力行業(yè)小規(guī)模的捕集驅(qū)油示范為主,缺乏大規(guī)模的多種技術(shù)組合的全流程工業(yè)化示范。2019 年以來,主要進(jìn)展如下 : 捕集 :國家能源集團(tuán)國華錦界電廠新建 15 萬噸 / 年燃燒后 CO2 捕集項(xiàng)目 ;中海油麗水 36-1 氣田開展 CO2 分離、液化及制取干冰項(xiàng)目,捕集規(guī)模5 萬噸 / 年,產(chǎn)能 25 萬噸 / 年。 地質(zhì)利用與封存 :國華錦界電廠擬將捕集的 CO2 進(jìn)行咸水層封存,部分 CO2-EOR 項(xiàng)目規(guī)模擴(kuò)大。 化工、生物利用:20 萬噸 / 年微藻固定煤化工煙氣 CO2 生物利用項(xiàng)目;1 萬噸 / 年 CO2 養(yǎng)護(hù)混凝土礦化利用項(xiàng)目 ;3000 噸 / 年碳化法鋼渣化工利用項(xiàng)目。 中國已具備大規(guī)模 CCUS 的工程能力 中國已具備大規(guī)模捕集利用與封存 CO2 的工程能力,正在積極籌備全流程 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群。 國家能源集團(tuán)鄂爾多斯 CCS 示范項(xiàng)目已成功開展了 10萬噸 / 年規(guī)模的 CCS 全流程示范。中石油吉林油田 EOR 項(xiàng)目是全球正在運(yùn)行的 21 個(gè)大型 CCUS 項(xiàng)目中唯一一個(gè)中國項(xiàng)目,也是亞洲最大的 EOR 項(xiàng)目,累計(jì)已注入 CO2 超過 200 萬噸。國家能源集團(tuán)國華錦界電廠 15 萬噸 / 年燃燒后 CO2 捕集與封存全流程示范項(xiàng)目已于 2019 年開始建設(shè),建成后將成為中國最大的燃煤電廠 CCUS 示范項(xiàng)目。2021 年 7 月,中石化正式啟動(dòng)建設(shè)我國首個(gè)百萬噸級(jí) CCUS 項(xiàng)目(齊魯石化 - 勝利油田 CCUS 項(xiàng)目)。 中國的 CCUS 各技術(shù)環(huán)節(jié)均取得了顯著進(jìn)展,部分技術(shù)已經(jīng)具備商業(yè)化應(yīng)用潛力。 捕集技術(shù) :CO2 捕集技術(shù)成熟程度差異較大,目前燃燒前物理吸收法已經(jīng)處于商業(yè)應(yīng)用階段,燃燒后化學(xué)吸附法尚處于中試階段,其它大部分捕集技術(shù)處于工業(yè)示范階段。燃燒后捕集技術(shù)是目前最成熟的捕集技術(shù),可用于大部分火電廠的脫碳改造,國華錦界電廠開展的15 萬噸碳捕集與封存示范項(xiàng)目正在建設(shè),是目前中國規(guī)模最大的燃煤電廠燃燒后碳捕集與封存全流程示范項(xiàng)目。 當(dāng)前第一代碳捕集技術(shù) ( 燃燒后捕集技術(shù)、燃燒前捕集技術(shù)、富氧燃燒技術(shù) ) 發(fā)展?jié)u趨成熟,主要瓶頸為成本和能耗偏高、缺乏廣泛的大規(guī)模示范工程經(jīng)驗(yàn) ;而第二代技術(shù) ( 如新型膜分離技術(shù)、新型吸收技術(shù)、新型吸附技術(shù)、增壓富氧燃燒技術(shù)等 ) 仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或小試階段,技術(shù)成熟后其能耗和成本會(huì)比成熟的第一代技術(shù)降低 30%以上,2035 年前后有望大規(guī)模推廣應(yīng)用。 輸送技術(shù):在現(xiàn)有 CO2 輸送技術(shù)中,罐車運(yùn)輸和船舶運(yùn)輸技術(shù)已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用階段,主要應(yīng)用于規(guī)模 10 萬噸 / 年以下的 CO2 輸送。中國已有的 CCUS 示范項(xiàng)目規(guī)模較小,大多采用罐車輸送。華東油氣田和麗水氣田的部分 CO2 通過船舶運(yùn)輸。管道輸送尚處于中試階段,吉林油田和齊魯石化采用路上管道輸送 CO2。海底管道運(yùn)輸?shù)某杀颈汝懮瞎艿栏?40%~70%,目前海底管道輸送 CO2 的技術(shù)缺乏經(jīng)驗(yàn),在國內(nèi)尚處于研究階段。 利用與封存技術(shù):在 CO2 地質(zhì)利用及封存技術(shù)中,CO2 地浸采鈾技術(shù)已經(jīng)達(dá)到商業(yè)應(yīng)用階段,EOR 已處于工業(yè)示范階段,EWR已完成先導(dǎo)性試驗(yàn)研究,ECBM 已完成中試階段研究,礦化利用已經(jīng)處于工業(yè)試驗(yàn)階段,CO2 強(qiáng)化天然氣、強(qiáng)化頁巖氣開采技術(shù)尚處于基礎(chǔ)研究階段。 2021 年 7 月,中石化正式啟動(dòng)建設(shè)我國首個(gè)百萬噸級(jí)CCUS 項(xiàng)目(齊魯石化 - 勝利油田CCUS 項(xiàng)目),有望建成為國內(nèi)最大 CCUS 全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉痘亍?/span> 中國 CCUS 成本評(píng)估 在石化和化工行業(yè)中,CCUS運(yùn)行成本主要來自捕集和壓縮環(huán)節(jié),更高的 CO2 產(chǎn)生濃度通常意味著更低的 CO2 捕集和壓縮成本,因此,提高 CO2 產(chǎn)生濃度是降低CCUS 運(yùn)行總成本有效方式。 2025—2060 年 CCUS 各環(huán)節(jié)技術(shù)成本 采用 CCS 和 CCU 工藝后,煤氣化成本分別增加 10% 和 38%,但當(dāng)碳稅高于 15 美元 / 噸 CO2 時(shí),采用 CCS 和 CCU 的煤氣化工藝在生產(chǎn)成本上更具有優(yōu)勢(shì)。在延長石油 CCUS 綜合項(xiàng)目中,其 CO2 來自于煤制氣中的預(yù)燃燒過程 ( 即煤制氣中合成氣的生產(chǎn)過程)。因此,具有較高的純度和濃度,相較于其他 CO2 捕獲和運(yùn)輸項(xiàng)目,延長石油 CCUS 綜合項(xiàng)目的捕集和運(yùn)行成本下降了約 26.4%,僅為 26.5 美元/ 噸 CO2,其中,捕集成本為 17.52美元 / 噸 CO2,運(yùn)輸成本為 9.03 美 元 / 噸 CO2。 建議 為促進(jìn)中國 CCUS 技術(shù)發(fā)展,更好支撐碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn),建議: (1)明確面向碳中和目標(biāo)的 CCUS 技術(shù)發(fā)展路徑。充分考慮碳中和目標(biāo)下的產(chǎn)業(yè)格局和重點(diǎn)排放行業(yè)排放路徑,全面系統(tǒng)評(píng)估中國 2021 ~ 2060 年 CCUS 技術(shù)的減排需求和潛力。 (2)完善 CCUS 政策支持與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。推動(dòng) CCUS 商業(yè)化步伐,將 CCUS 納入產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展目錄,完善優(yōu)化法律法規(guī)框架,制定科學(xué)合理的建設(shè)、運(yùn)營、監(jiān)管、終止等標(biāo)準(zhǔn)體系。 (3)規(guī)劃布局 CCUS 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。加大二氧化碳捕集、輸送與封存各環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)設(shè)施投資力度與建設(shè)規(guī)模,提高技術(shù)設(shè)施管理水平,建立相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施合作共享機(jī)制,推動(dòng) CCUS 技術(shù)與不同碳排放領(lǐng)域和行業(yè)的耦合集成。 (4)有序開展大規(guī)模 CCUS 示范與產(chǎn)業(yè)化集群建設(shè)。提高 CCUS 全鏈條技術(shù)單元之間的兼容與集成優(yōu)化,加快突破大規(guī)模 CCUS 全流程示范的相關(guān)技術(shù)瓶頸,促進(jìn) CCUS 產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)。 福 利 |
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