作為一項負碳技術(shù)，碳捕集、利用和封存(CCUS)技術(shù)成為高碳行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的重要推手、轉(zhuǎn)型的重要方向。中央和地方相關(guān)文件陸續(xù)出臺，各大示范項目相繼開工，為CCUS規(guī)模化發(fā)展指明了方向，樹立了樣本。如今，CCUS發(fā)展現(xiàn)狀和前景如何?火電和油氣行業(yè)CCUS發(fā)展如何布局?綜合文獻梳理和專家觀點，本期推出CCUS專題報道。

　　來源：能源新聞 作者：蘇偉

　　7月27日，國家標準化管理委員會下達2022年碳達峰碳中和國家標準專項計劃及相關(guān)標準外文版計劃通知，明確了碳捕集、利用與封存(CCUS)項目溫室氣體減排量化和核查技術(shù)規(guī)范以及二氧化碳地質(zhì)封存場地評價指標體系。這對我國CCUS規(guī)范化發(fā)展具有重要意義——CCUS項目由無標準可依變得有規(guī)矩可循，為我國CCUS大規(guī)模商業(yè)化提供了標準化支撐。

　　示范項目日益增多、規(guī)模變大

　　我國對CCUS技術(shù)探索可追溯到2006年以前。2006年，我國研制出首個燃煤電廠二氧化碳捕集裝置，也是在這一年，我國多個政策文件提到要發(fā)展CCUS。

　　據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會規(guī)劃發(fā)展部主任潘荔介紹，2008年，以華能北京熱電廠碳捕集(0.3萬噸/年)試驗項目為標志，CCUS項目在我國開局起步。根據(jù)《氣候戰(zhàn)略研究簡報》2017年第24期介紹，到2017年，我國在煤電、油氣領域共有13個萬噸級及以上CCUS項目在運或在建。這一階段，我國CCUS項目從碳捕集源看，主要集中于火電和煤化工領域;從運輸方式看，以罐車運輸為主;從碳利用和封存方式看，以驅(qū)油(EOR)為主，還有部分作為工業(yè)品使用和鹽水層封存?？傮w而言，我國CCUS的試驗示范仍處于起步階段。

　　此后幾年，我國CCUS試驗示范項目大踏步推進，在技術(shù)研發(fā)、試驗示范和商業(yè)化探索方面開展了大量工作，呈現(xiàn)出技術(shù)路徑多樣、項目種類齊全、部署發(fā)展良好的格局。

　　從2021年開始，我國CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)和全流程示范應用進入新階段，項目迅速增多，規(guī)模越來越大。2021年1月，山西大唐國際云岡熱電有限責任公司建設的世界首個煤電碳捕集及資源化利用全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)線進入試生產(chǎn)。而今年上半年，我國就有7個CCUS項目發(fā)布最新動態(tài)，包括我國首個百萬噸級CCUS項目齊魯石化—勝利油田CCUS項目全面建成，全國最大煤電CCUS項目國家能源集團江蘇公司二氧化碳捕集與資源化能源化利用技術(shù)研究及示范項目(50萬噸級)開工等。

　　據(jù)統(tǒng)計，近兩年我國CCUS項目的數(shù)量和規(guī)模都在快速增長，遍布全國多個省份。

　　技術(shù)基本與國外先進水平同步

　　生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院院長王金南等專家認為，經(jīng)過10多年的試驗示范，我國CCUS技術(shù)水平基本與國際先進水平保持了同步，各項目技術(shù)的儲備及相關(guān)標準的出臺使我國CCUS大規(guī)模商業(yè)化成為可能。

　　在捕集技術(shù)方面，我國第一代碳捕集技術(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。第二代碳捕集技術(shù)(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))也處于實驗室研發(fā)或小試階段，技術(shù)成熟后其能耗和成本將比第一代技術(shù)降低30%以上，預計2035年前后有望大規(guī)模推廣應用。

　　在輸送技術(shù)方面，我國的罐車運輸和船舶運輸技術(shù)已達到商業(yè)應用階段，主要應用于規(guī)模10萬噸/年以下的二氧化碳輸送。管道輸送技術(shù)也進入中試階段，其中海底管道運輸?shù)某杀颈汝懮瞎艿栏?0%~70%，目前也進入研究階段。

　　在利用與封存技術(shù)方面，我國二氧化碳強化驅(qū)油開采技術(shù)已處于工業(yè)示范階段，并已展現(xiàn)出商業(yè)化潛力。以中石油吉林油田的CCUS項目為例，截至2021年9月，中石油吉林油田已建成5個二氧化碳驅(qū)油與埋存示范區(qū)，年埋存能力35萬噸;建成了國內(nèi)首座低成本二氧化碳循環(huán)注入站，日回注氣能力20萬立方米，產(chǎn)出的伴生氣全部回注，二氧化碳實現(xiàn)“零排放”。

　　多環(huán)節(jié)已展現(xiàn)出商業(yè)化潛力

　　《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報告(2021)》預測，依照現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展趨勢，2050年和2060年需要通過CCUS技術(shù)實現(xiàn)的減排量分別為6億~14.5億噸和10億~18.2億噸。從我國源匯匹配的情況來看，CCUS技術(shù)可提供的減排潛力基本可以滿足實現(xiàn)碳中和目標的需求。

　　就目前階段而言，CCUS技術(shù)的成本是影響其大規(guī)模應用的重要制約因素。CCUS技術(shù)的成本主要包括經(jīng)濟成本和環(huán)境成本。其中，經(jīng)濟成本包括固定成本和運行成本，環(huán)境成本包括環(huán)境風險與能耗排放。

　　固定成本包括CCUS項目的前期投資，如設備安裝、占地投資等?！吨袊趸疾都门c封存(CCUS)年度報告(2021)》指出，一家鋼鐵廠安裝年產(chǎn)能為10萬噸的二氧化碳捕集和封存設施的成本大約為2700萬美元。該報告指出，預計到2030年，二氧化碳捕集成本為90~390元/噸，封存成本為40~50元/噸;到2060年，二氧化碳捕集成本為20~130元/噸，封存成本為20~25元/噸。

　　二氧化碳管道運輸是未來大規(guī)模示范項目的主要輸送方式，預計2030年和2060年二氧化碳管道運輸成本分別為0.7元/噸·千米和0.4元/噸·千米。

　　環(huán)境成本主要由CCUS技術(shù)可能產(chǎn)生的環(huán)境影響和環(huán)境風險所致。二氧化碳在捕集、運輸、利用與封存等環(huán)節(jié)可能會發(fā)生泄漏，對附近的生態(tài)環(huán)境、人身安全等造成一定的影響;另外，大部分CCUS技術(shù)具有額外增加能耗的特點，這必然會涉及污染物的排放問題。

　　從我國CCUS領域長期發(fā)展戰(zhàn)略角度考慮，加強對CCUS科研力量與資源投入進行長期規(guī)劃部署，從而建立逐步推進的CCUS科技體系，明確面向碳中和目標的CCUS技術(shù)發(fā)展路徑，并通過有序開展大規(guī)模CCUS示范與產(chǎn)業(yè)化集群建設最終實現(xiàn)商業(yè)化運行，是我國CCUS的必由之路。而完善CCUS政策支持與標準規(guī)范體系則是前提，從國家標準化管理委員會發(fā)布相關(guān)標準來看，我國正在加快這方面的工作。

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