離岸CCUS技術研發前景 | 雙碳觀點
一、前言
當前全球變暖、氣候變化帶來的負面效應日益加劇,相關影響將從社會、經濟、糧食安全擴展至包括地球生存環境在內的全面影響。目前,離岸碳捕集、利用與封存(CCUS)技術逐漸成為沿海國家和地區依海發展新興產業價值鏈的重點方向。針對離岸CCUS相關的理論和技術開展了一系列投資、研發、應用和推廣工作,涉及內容從物理、化學等基礎研究,延伸到多工程學科交叉融合、工業化應用技術研發以及產業規模壯大。
離岸CCUS技術通過工程方式,助力碳減排目標實現,為缺乏陸上封存條件的沿海國家和地區的碳減排工作提供了重要路徑。離岸CCUS技術相關概念的提出與工程實踐已有30多年,具體包括從沿海大型或近海碳排放源捕集CO2,加壓并運輸至離岸封存平臺進而注入海底地質儲層中,實現與大氣永久隔離或利用其生產價值產品的過程。
自20世紀90年代以來,部分國家和地區重視離岸CCUS技術及產業的發展,建成了多個離岸CCUS工程項目。歐盟排放交易體系以碳稅的形式引導離岸油氣行業的減碳發展,如挪威在碳排放稅政策的驅動下,于1996年啟動了世界首個大型商業化離岸CCUS項目,每年可從海上開采的天然氣中分離約100萬tCO2并實現海底封存;其他類似項目還有荷蘭在北海啟動的K12-B項目(2004年)、馬來西亞石油公司在馬來盆地杜朗油田完成CO2海底驅油(CO2-EOR)試驗(2005年)、挪威在巴倫支海啟動的Sn?hvit項目(2008年)、巴西啟動的CO2-EOR大型項目(2011年)、日本和越南在昆侖盆地黎明油田聯合完成的CO2-EOR吞吐法先導試驗(2012年)、日本本土的Tomakomai項目(2016年)。
我國是陸海兼備的國家,發展離岸CCUS技術及產業具有先天優勢。目前,我國在南海北部、渤海灣等海區逐步形成離岸CCUS產業集群,助力沿海地區的低碳經濟可持續發展。2021年,中國海洋石油集團有限公司在南海北部的“恩平”油田啟動了我國首個離岸CCUS項目,每年將約30萬tCO2封存至海底800m深處的地質咸水層中。從經濟社會發展全局來看,我國離岸CCUS技術的發展,需著眼可持續發展實際,著重對沿海地區的碳排放密集行業進行低碳改造;但也要看到,離岸CCUS產業的發展是長周期投入,需要考慮地理地質條件、社會經濟效益、科學技術方法等方面的特殊性,科學制定中長期發展策略,做好相關的政策
配套支持、技術創新與應用支撐,統籌規劃、整體推進、分步實施,確保各階段和各板塊的技術及應用銜接順暢和有序推進。
全面梳理和科學劃定離岸CCUS技術的領域構成是深入了解離岸CCUS技術的必要前提。本文在總結離岸CCUS技術發展需求與產業發展現狀的基礎上,系統分析離岸CCUS關鍵構成部分的技術路線,凝練離岸CCUS工程解決方案蘊含的關鍵問題;結合實踐成果與應用案例探討后續研究方向,提出我國離岸CCUS領域發展建議,研判我國發展離岸CCUS技術的近期、中期和長期發展重點及關鍵舉措,以期為沿海地區實現“碳中和”目標、發展低碳經濟、推動可持續發展提供參考。
二、離岸CCUS技術的發展需求與產業現狀
(一)離岸CCUS技術的發展潛力和需求
我國的14個沿海省級行政區是驅動經濟發展的中堅力量,然而,這些地區在實現經濟高速發展的同時,也形成了我國東部和東南部沿海地區的碳排放帶,年碳排放量約為42億t,占全國碳排放總量的41%。國際能源署預測,運用CCUS技術可以貢獻碳減排總量的15%;按此推算,我國沿海地區發展離岸CCUS產業預期每年可以減少6.3億tCO2排放。
碳排放密集產業實現脫碳的需要2021年,我國因煤炭使用所排放的CO2占全國碳排放總量的70%,其中約76%來自燃煤電廠,其余則主要來自能源密集型化工、鋼鐵、水泥等傳統產業。這些行業的運行維持著我國(尤其是沿海工業較發達地區)社會結構的正常運轉,在短期內很難完全被新興產業取代。因此,對燃煤電廠和能源密集型產業開展脫碳升級改造,是我國實現“雙碳”目標過程中不可或缺的一環,而CCUS技術則是對相關產業改造升級的關鍵路徑。
我國沿海地區的工業園區主要分布在沿海縣市,距海岸線在50km范圍內。在這些地區中,除東北和華北部分外,其他地區的陸上地質封存空間均十分有限,尤其是廣東和福建等東南沿海省份,其陸上潛在封存空間預估不超過1億t。若要將沿海地區生產的CO2運輸至我國北部、西北部的陸上大型地質封存有利區,其運輸距離普遍超過1000km,這將大幅增加CO2的運輸成本、土地使用成本和潛在的陸上安全風險。然而,在距離我國海岸50~300km范圍內的近海沉積盆地,有著十分豐富的海底地質咸水層和油氣儲層空間,潛在的CO2封存容量為5000億~8000億t,可以滿足我國沿海地區140~190年的碳封存需求。這為我國沿海地區的碳排放密集產業提供了區域性、近距離、大規模CO2地質封存的脫碳解決方案。
1.發展低碳經濟,實現可持續發展的內在需要
廣義的離岸CCUS產業價值鏈可以描述為:沿海工業CO2產生源(如大型發電廠、化工企業、鋼鐵企業、氫生產企業或天然氣處理中心)或離岸平臺CO2產生源(如火炬氣流、平臺供熱等)首先將其生產的CO2進行捕集和分離,然后經過壓縮凈化后通過管道或船舶運輸到離岸地質有利區,進而注入并封存,或用于地質驅油驅氣以增加油氣采收率,或使用物理/化學/生物處理工藝轉化為其他價值產品(見圖1)。
離岸CCUS產業涉及對現有碳排放產業的低碳化(如離岸油氣產業)以及新興低碳產業(如藍氫、海底天然氣水合物開采、海底地熱資源開采)。此外,與海上新能源(如海上豐富的風能、潮汐能、波浪能、太陽能等)的協同耦合發展也能使這些新興產業效能最大化。在可持續發展場景中,這些新興低碳產業不僅可以利用離岸CCUS技術消耗大量的CO2,還可以為沿海地區綠色經濟、藍色經濟的規模增擴拓展新空間及提供源源不斷的清潔能源和材料。
2.向海圖強的科技創新需求
隨著海洋強國建設的不斷深入,離岸CCUS產業作為我國的戰略性海洋創新型產業之一,其發展符合我國加快實施創新驅動發展戰略,堅持面向世界科技前沿、面向國家重大需求,加快實現高水平科技自立自強的要求。離岸CCUS產業的發展涵蓋并驅動對一系列海洋科學與技術的原創性研究,涉及新理論、新工藝、新材料、新裝備等,這些技術的迭代創新將不斷提高我國在海洋科技領域的基礎研究和原始創新能力,推動在深海、深地探測等關鍵核心技術上實現突破,助力實現國家經濟的可持續發展和“走向深藍”的海洋強國建設要求。
二)離岸CCUS產業的發展現狀
截至2023年年初,在全球范圍內已完成或正在運行的大規模離岸CCUS項目共有6個,除日本Tomakomai項目的CO2產生源來自陸上制氫以外,其余均來自海上油氣分離處理過程;其他正在計劃中的離岸CCUS項目,CO2源大多來自陸上工業生產。2021年,中國海洋石油集團有限公司啟動了“恩平”離岸CCUS項目,為沿海省市示范了一種可大規模進行碳減排的現實解決方案,也為后續方式更多樣、規模更大的離岸CCUS項目開發提供了工程試探經驗和商業開發參考。然而,當前我國離岸CCUS項目的投資成本較高、資本周轉時間較長、經濟效益暫不明朗,仍處于示范階段;主要采取孤立運營的模式,并未形成完整的工業級產業價值鏈。
基于我國近海海洋及海底地質數據,近年來已有研究對我國部分近海沉積盆地咸水層、油氣田封存CO2適宜性進行了分析,并依據開采周期、源?匯匹配和地質特征等因素給出了相應的國家及地區離岸CCUS產業發展規劃。在此類規劃中,遇到的重大挑戰是如何以具有成本效益的商業模式在10~15年內實現億噸級CO2的封存,并保證形成產業鏈和產生經濟效益。在離岸CO2運輸和注入方面,利用現有的離岸基礎設施,如海上平臺、油氣鉆井和海底管道等,可以節省前期建設成本,但鑒于這些設施設備的特殊工作環境限制和使用年限窗口,對其開展低成本改造或翻新是否具備經濟性,仍需評估論證;此外,在海上建立天然氣處理中心,因海上CO2處理設施建設成本較為昂貴且其平臺使用空間有限,仍難以進行對CO2的大規模捕集,目前大部分的CO2捕集項目都在陸上運行。
(三)離岸CCUS技術體系與創新方向
當前,離岸CCUS產業發展面臨的主要挑戰是缺乏經濟可行的成熟商業模式,而新興技術的快速迭代更新和推廣應用推動了CCUS產業鏈成本的降低。現階段離岸CCUS產業的發展也為沿海CO2捕集與利用、海底CO2封存與利用、陸上及海底CO2運輸管道和海上CO2運輸船舶等基礎設施的建設提供了許多漸進式和顛覆式創新的機會。基于此思路,本文將對離岸CCUS產業鏈所涉及的關鍵技術進行系統性探討,包括CO2捕集、CO2運輸、CO2封存和CO2利用,以引導與離岸CCUS產業發展相關技術集群的創新方向(見表1),不斷降低CCUS產業的投資和運營成本。
三、離岸CO2捕集
(一)基本構成
當前沿海地區對CO2捕集的設施大多集中在岸邊陸上CO2生產源附近,如沿海工業發達縣市的煤電廠、水泥廠、鋼鐵廠等產業園區,是CO2捕集技術和產業低碳改造升級資金重點投入的領域。為進一步降低碳捕集成本,可以在沿海地區建立CO2捕集中心,集中處理高排放工業園區工廠集群式生產的CO2。例如,廣東大亞灣區海上規模化碳捕集與封存集群研究項目,計劃通過CO2捕集裝置,收集廣東省惠州市大亞灣區各企業在生產過程中排放的CO2,經壓縮后以管道等方式輸送到附近符合條件的海底有利區進行封存或地質利用。
CO2捕集設施因其占地面積大、投資成本高、與溶劑處置相關的運輸條件嚴苛等,致使在海上捕集CO2的方式和規模受到嚴格限制。然而,未來離岸碳捕集有3種潛在可行的方式(見圖2):①利用海上固定或浮動的集中處理平臺分離在離岸油氣田開采的天然混合氣中所含的CO2;②發展“藍氫”產業,即在海上平臺處理天然氣獲得H2和CO2,分離后H2被輸送回陸上使用,CO2則被注入海底地層永久封存;③為海上平臺設施或船舶提供動力的燃氣輪機進行捕集CO2,進而輸送至離岸平臺注入海底地層封存。
(二)技術現狀
1.海上天然氣處理
在海上開采的天然氣通常是包含碳氫化合物、CO2、水、N2、H2S等化學成分的氣體混合物,而對非碳氫化合物雜質較高的采收氣體需進行分離處理,如在我國近海的鶯歌海盆地和瓊東南盆地的天然氣田。目前,全球大部分國家和地區還沒有完整的CO2供求體系來支撐對CO2大規模捕集的資金需求,因此與海上天然氣處理相關的CO2捕集技術尚未大規模應用和推廣。僅有少數國家如挪威的CO2捕集技術(化學胺溶劑)已經被用于CO2含量較高的海上油田,涉及Sleipner油田(開采氣中含9%的CO2)和Sn?hvit油田(開采氣中含5%~6%的CO2)。
2.CH4重整捕集
CH4重整是目前主要的制氫工藝,通常使用蒸汽的方式。該過程首先將反應容器升溫至800~900℃,然后將CH4(通常來自海底開采的天然氣)與蒸汽在催化劑的作用下混合反應,從而生成H2和一氧化碳(CO)的合成氣。然后,將合成氣傳輸到水?氣反應器中,進而將CO和水轉化為更多的H2和CO2。該過程每產生1kgH2將排放8~10kgCO2,其中H2可以運輸到陸上使用,而CO2將被捕集并注入到海底地層封存。
除使用CH4重整技術之外,還可以使用吸附劑/膜/自熱重整的方式來提高 H2產量和CO2捕集率。在自熱重整中,O2和蒸汽被用來與CH4進行放熱反應從而形成合成氣。與CH4重整相比,自熱重整可產生濃度更高也更純凈的CO2,降低了進一步處理的成本,提高了CO2捕集設備運轉的效率。在有關重整技術的研究中,目前還陸續出現了其他的一些新興技術,如產生H2和炭黑的等離子工藝。此類等離子工藝通常沒有催化劑的要求,而且對空間要求較低,但其化學選擇性和高能耗的問題還亟待解決。
3.燃氣輪機燃燒后捕集
海上燃氣輪機煙氣中的CO2濃度通常小于6%,因此,要實現碳捕集,需要復雜的處理工序,CO2分離流程復雜且成本較高,實施難度較大;此外,海上平臺空間和承載量有限,技術實施難度較大,經濟性欠缺,這進一步限制了燃燒后捕集及其匹配的燃料轉換/電氣化在海上部署的可行性。近期一些研究提出了在海上建立遠程控制的固定式或浮動式緊湊型捕集中心的設想,該中心將靈活收集附近多個平臺上產生的廢煙氣進行集中處理。這類捕集中心可有效緩解海上平臺的空間限制,規模化海上碳捕集工程并提升其經濟效益,但該類型項目的工程及商業可行性需要進一步驗證研究。
除了可對海上平臺油氣燃燒后產生的CO2進行捕集外,近期一些船舶公司也開始基于大型船舶的燃氣輪機或蒸汽循環運轉期間產生的CO2進行捕集。2021年,中國船舶集團有限公司第七一一研究所研制的船用碳捕集與封存(CCS)脫碳系統由吸收塔、再生塔、壓縮液化單元、吸收劑供給存儲單元、廢水處理單元以及控制單元等組成,可對船舶柴油機尾氣產生的CO2進行高效吸收和存儲,實現了船舶脫硫脫碳的一體化處理。與傳統陸用CCS系統相比,船用CCS系統具備高效、緊湊的特點,可根據實際減碳需求靈活調節碳捕集率,滿足不同船舶的減碳需求,顯著降低船舶能效設計指數。
(三)創新方向
影響碳捕集技術經濟效益的因素有CO2濃度、氣體雜質、捕集材料等。理論上CO2的捕集效率可以達到95%,但受一系列不確定性因素的限制,碳捕集效率通常在60%以下。然而,這些不確定性因素也為CO2捕集技術的研發提供了創新的方向,主要有:①聚合物膜技術,可推動高壓氣體混合物通過高度結構化的膜,選擇性地過濾CO2和N2。②固體吸附劑技術,可選擇性地吸附CO2而不形成化學轉化,從而減輕與液體溶劑處理相關的環境問題,并降低對吸附劑重新生成的能耗。③化學循環技術,將純氧流輸送到燃燒室內,同時降低CO2載體重新生成的能耗。
在具體的離岸應用中,這些新型技術還可以混合搭配使用以實現離岸平臺空間利用率的最大化、CO2捕集效率的最大化、海底空間利用的最大化和投資建設及運營成本的最小化。此外,直接從空氣或海水中捕集CO2等先進技術也可作為當前岸邊陸上或離岸固定CO2分離與捕集集群的補充,以捕集剩余難減排源排放氣體中殘留的CO2。
四、離岸CO2運輸
一)基本構成
沿海地區的主要碳排放源為工業園區的化石燃料發電廠、水泥廠、鋼鐵廠和化工廠等企業,與離岸碳封存有利區之間的距離通常在50~300km。因此,需要建立運輸設施,將CO2從生產源運輸到封存地點。根據運輸距離不同,離岸CO2運輸主要通過管道運輸和船舶存儲罐運輸兩種方式來進行。
(二)技術現狀
1.CO2管道運輸
為確保管道長期安全和密封完整性,CO2管道在材料和條件控制方面較天然氣管道更為嚴格。在使用管道運輸CO2的過程中,為方便控制管道內部的溫壓和流速,通常要將CO2相保持在超臨界態,因此,需要監測感知設備、加/減壓泵和控制單元來維持管道內的溫壓平衡,同時需要增強管道材料的耐腐蝕性。海底CO2運輸管道的材料主要是由帶聚丙烯涂層的碳素鋼或不銹鋼合金制成,而較厚的管道可能需要使用混凝土涂層來進一步保證安全穩固。在CO2運輸管道等高壓系統中,通常還需要配備計量裝置,以滿足安全運輸的條件并檢測可能存在的裂縫。此外,還需要針對輸送氣體的成分、流量、外部條件對管道特征和完整性的影響進行綜合性的研究分析。
截至2023年年初,我國海底油氣管道已超過1萬km,主要位于我國近海油氣田,如南海油氣田、東海油氣田和渤海油氣田等,其輸送量接近全國油氣總輸量的25%。然而,我國還沒有建設工業級的CO2運輸管道,陸上CO2運輸主要依靠加壓罐裝拖車,海上CO2的運輸則主要依靠排水量較小的船舶。在全球范圍內,CO2管道已有超過8000km,主要位于美國陸上,用來進行CO2驅油提高采油率;而僅有的兩條海底工業級CO2管道都在挪威,分別用于連接Equinor在Sleipner和Sn?hvit的兩個離岸CO2封存平臺。
在CO2管道運輸方面,可以通過改造現有的石油和天然氣管道用來運輸CO2,以節省投資成本。例如,英國規劃中的Acorn離岸CCUS項目計劃重新利用已經或接近暫停使用的海底天然氣管道。然而,如果使用已有的油氣管道運輸CO2,需要充分考慮管道當前的工作狀態、適用條件以及改造與維護成本。
2.CO2船舶運輸
作為一種中短期的碳運輸解決方案,船舶運輸在CO2運輸規模較小(<100萬t/a)的情況下,具有運輸靈活、成本較低的優勢。現有的CO2運輸輪船與商用半冷卻液化天然氣(LNG)輪船相似,但對于更大容量的船舶則需要進行重新設計,如2021年江南造船(集團)有限責任公司設計研發的配置有3500m3氨燃料儲罐的運輸船,其液貨系統設計同時滿足了CO2、無水氨以及液化石油氣的兼裝要求,提高了船舶運營靈活性;2022年韓國大宇造船海洋株式會社開發了70000m3級的超大型液化CO2運輸船,配備了LNG燃料發動機,并擁有足夠的空間安裝CO2捕集儲存裝置。此外,船舶運輸CO2的典型案例是挪威的“長船”離岸CCUS項目,該項目設計的船舶CO2裝載量達7500m3。
(三)創新方向
目前,雖然對近海沉積盆地空間特征的地質數據和信息有一定了解,但在數據的可獲取性、不同數據集的交互性以及對地層中CO2隨時間的變化運移特征進行建模表征的能力等方面存在不足,今后海底碳封存的主要技術方向有:①穩健多變量CO2運移數值模擬。模擬大規模注入CO2在不同地層結構中的運移和相互作用,以及在封存的不同階段(包括注入前、注入期間和注入后密封)的潛在巖層破裂和化學反應,尤其是在直通海底CO2儲層且存在較高的泄漏風險的現有海底油井周圍。②封存空間選擇和注入策略。在選擇地質封存空間時,需要結合注入前后的動態數據對不同的封存空間進行更多地分析和研究來優化注入策略和封存效率,如采用孔隙度、滲透率等指標。③CO2的相態管理。CO2的不同相態特征會影響其注入后在地層的捕獲機制,這種現象需要在近海沉積盆地,如枯竭油氣田中,進行仔細研究。④低成本長期監測/預警。對CO2海底地質封存后的長期安全監測目前還缺乏一套標準的監測工具和準則,未來需規范和建立長期立體化監測機制,如海底碳封存環境安全實時監測與決策、海底復雜環境下對CO2泄漏的多媒介立體監測與預警。⑤海底技術。為避免建立海上平臺或節約海上平臺使用空間,可以在海底建立“海底工廠”來處理和注入CO2以及開采油氣,而這將需要一系列穩定且安全的海底自動化作業技術作為強有力的工程支撐。
六、CO2利用
七、我國離岸CCUS技術的發展展望
(一)我國離岸CCUS技術的發展重點
1.近期(至2030年)
2021年,生態環境部發布的《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報告》[23]指出,針對我國東部及東南沿海地區碳排放密集且距離陸上大型地質封存空間較遠的特點,有必要發展離岸CCUS。中國海洋石油集團有限公司目前已有1個離岸CCUS項目(恩平15-1)投入運營,將在5年內向海底注入并封存約146萬tCO2。
面向2030年,對于進一步開發其他的更經濟且更具規模效應的離岸CCUS技術項目,發展重點在于:①碳捕集,開發更多CO2捕集方法并提升捕集效率、降低CO2捕集設施的改造翻新成本;②碳運輸,建設和改造海上CO2運輸急需的管道,形成我國沿海及海底CO2運輸網絡系統的低成本運營模式;③碳封存,優化封存空間選擇策略和前期工程設計方案、合理配置初期資本投入建設所需的基礎設施;④碳利用,研究重新利用CO2的可行性及其轉化產品的市場替代成本和規模。此外,還需要理順復雜的商業模式,激勵更多的沿海產業集群考慮采用離岸CCUS技術,而這些都可通過持續性的商業及工程實踐經驗來進一步加快技術成熟和對相關領域研究空白的填補。
2.中期(至2045年)
隨著試點項目的成功和規模的不斷擴大,目前處于研發階段的一些技術,如海底氣體分離和壓縮、下一代CO2捕集技術、CO2轉化為化學品和海上氫生產技術(藍氫),在中期階段需要在離岸CCUS項目中得到試點。
到2045年,相關發展重點在于:①碳捕集,通過對技術和工作效率的不斷提升和從應用中吸取經驗教訓,大幅降低陸上CO2的捕集成本;同時發展海底氣體處理和CO2捕集技術,如緊湊型高分子滲透膜捕集系統,并集成到海底工廠或新型處理平臺;②碳運輸,至少建成投產一條海底CO2運輸管道;③碳封存,在工業界建立對CO2封存的利益需求,并向廣大社會團體開放參與CO2運輸和封存等基礎設施的建設投資渠道,更快速地推進和推廣離岸CCUS產業價值鏈的發展;④碳利用,在陸上沿海各工業中心的主要產業集群,如廣東大亞灣或上海浦東,通過轉化為甲醇等有價值的化學品,進一步激發工商業部門和企事業單位對CO2利用技術投資和推廣的興趣。
3.長期(至2060年)
基于在中期已建成的首批離岸CCUS產業集群的高效解決方案、經驗教訓和風險控制措施,到2060年,離岸CCUS將發展成為一個實用且頗具規模的國家優勢產業。這不僅需要我國政府堅定陸海統籌戰略發展的歷史定位,而且需要并推出一系列促進CCUS海陸優勢互補、良性互動和協調發展的相關財政支持政策,如推出碳稅政策和引導碳市場定價,并且需要形成強有力的經濟模式,產生成功的商業案例。
為了在全國范圍內實現“碳中和”愿景,尤其是當前碳排放密集的沿海地區,新的生產平臺要盡量使用清潔能源,如氫或完全電氣化。對藍氫的大量需求將消耗大量的陸上工業集群產生的CO2,同時具備規模效應從而降低CO2的捕集成本。
到2060年,相關發展重點在于:①碳捕集,發展直接空氣或海水捕集殘余CO2技術,解決難減排行業殘余CO2排放的問題,實現更為經濟的凈零排放;②碳運輸,不斷擴大沿海陸上CO2運輸管道和海底管道網絡等基礎設施的建設和封存規模,進一步降低運輸和封存成本;③碳封存,大規模地針對封存后地層中的CO2進行準實時跟蹤監測和動態數值模擬,進一步優化封存及監測方案,實現對我國近海沉積盆地全部CO2封存潛在空間的高效利用;④碳利用,大規模應用CO2利用技術,為產生的CO2提供更加靈活的增值空間,同時創造客觀的經濟收益。
(二)促進離岸CCUS技術發展的關鍵舉措
1.注重陸海統籌布局,探索成熟商業模式
近年來,國家高度重視低碳涉海經濟的可持續發展并將之列為優先發展的國家戰略,加強規劃與布局,為我國離岸CCUS技術及產業的中長期發展指明了方向、創造了環境。當前,探索經濟可行的成熟商業模式是破解離岸CCUS技術及產業發展的關鍵舉措,亟需將離岸CCUS作為一個新興產業價值鏈,吸引多方參與和投資。同時,為推動離岸CCUS產業的發展,相關部門要做好頂層規劃,在財稅、政策等方面予以傾斜,明確我國離岸CCUS技術及產業的發展定位,研究制定離岸CCUS技術發展專項規劃,頒布碳稅政策和建設規模化離岸CCUS產業集群等重大激勵措施,進而規劃驅動CCUS產業鏈的發展并幫助其提高市場競爭力。此外,建議對包括離岸CCUS產業在內的低碳涉海新興產業實施陸海統籌布局,與離岸可再生能源、氫能源開發等其他新興產業協同耦合發展,設立專項資金,鼓勵各主體有效參與,共同促進我國新興低碳經濟產業集群的整體發展和規模體量的不斷增長。
2.建立多元教研體系,培養高精尖專人才
人才是低碳經濟可持續發展的核心要素。離岸CCUS領域乃至更廣泛的“碳中和”領域人才缺口較大,亟需建立一套完整的人才培養體系,培養專業型、復合型人才隊伍。建議基于相關物理/化學/地質基礎研究和海洋科學及工程技術等學科,建立離岸CCUS復合型人才培養體系,如成立專門的離岸CCUS科學與工程專業,探索“產學研”合作體系,創辦離岸CCUS青年學者計劃平臺,鼓勵國際合作交流與經驗分享等。
3.加強原創基礎研究,實現核心技術突破
現階段離岸CCUS產業高昂的投資成本為沿海CO2捕集與利用、海底CO2封存與利用、陸上及海底CO2運輸管道和海上CO2運輸船舶等基礎設施的建設提供了漸進式和顛覆式創新的機會;同時,新興技術的快速迭代更新和推廣應用決定了CCUS產業鏈成本降低的速度和幅度。離岸CCUS產業的發展涉及到一系列沿海地區工業過程的低碳技術升級和設施設備改造,以及近海海上及海底工程作業所面臨的理論預判和技術施工困難,相關問題的解決需要首先構建離岸CCUS技術體系,對眾多原創性基礎研究實現突破。
建議努力創造寬松自由的離岸CCUS研究環境,支持“產學研”合作,尋找現實發展中存在的問題,堅持目標導向,加強學術與應用探索,解決關鍵設備及技術落后問題;建立跨部門協同管理機制,制定相關技術推進政策,為研發人員創建良好的環境,加強必要的專業引導;推動離岸CCUS領域技術指標的標準化建設,加強科技成果的產業化推進,提高知識產權使用率,促進關鍵技術及設備的迭代更新。
文章來源:能源情報
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