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CCUS技術發展前景如何?CCUS將在未來發揮越來越重要的作用!
CCUS將在未來發揮越來越重要的作用
CCUS全稱為碳捕捉、利用和封存技術,是一項旨在減少二氧化碳排放的技術。CCUS產業鏈由多個環節組成,包括碳捕捉、運輸、利用和封存。
碳捕捉:該過程涉及將二氧化碳從燃料燃燒或工業過程中分離出來。此過程可以通過不同的技術實現,包括吸收、吸附、分離和膜分離等。碳運輸:一旦二氧化碳被捕捉后,它必須從源頭輸送到注入或利用的地點,通常涉及使用管道運輸。碳利用:除了注入地下儲層外,二氧化碳還可以被用于不同用途,產生新的化學品和材料,主要通過將其與其他化合物反應來實現。例如,將二氧化碳與氫氣結合生成甲烷。碳封存:二氧化碳被注入到地下儲層中,以實現長期封存。
CCUS產業鏈在全球范圍內得到了廣泛關注和發展。一些國家和地區已經建立大量的CCUS基礎設施和示范性項目,以實現規模性地減少二氧化碳排放。盡管CCUS技術還面臨一些挑戰,例如成本和環境影響等問題,但它被視為減少溫室氣體排放并實現氣候變化目標的一項關鍵技術。
隨著全球對氣候變化的關注度越來越高,政府、企業和學術界都在加強對CCUS技術的研發和推廣。因此,我認為CCUS領域的發展前景是非常樂觀的。具體來說,CCUS產業的發展前景可以從以下幾個方面來分析:
(1)技術進步:隨著技術的不斷發展,CCUS技術的成本不斷降低,效率不斷提高。
(2)政策支持:諸多國家和地區已經制定了支持CCUS技術及產業發展的政策與戰略規劃。例如,歐盟計劃在2050年前實現碳中和,其中CCUS技術將扮演重要的角色。政策和法規的支持將進一步推動CCUS技術的發展。
展開 電場CCUS項目改造和升級:燃煤電廠CCUS的成本降低潛力
加強對公共政策的支持和籌資力度
要實現《巴黎協定》的目標,就需要國際社會承諾將CCUS作為減緩氣候變化的關鍵戰略。各國政府和融資機構認為CCUS成本高昂,并尋求其他成本較低的減排項目來激勵或資助,從而阻礙了有效政策的制定和融資,以支持CCUS的部署。
BD3碳捕獲設施的旅游團(由:國際CCS知識中心)。
矛盾的是,這些機制將降低CCUS的成本,從而確保必要的成本削減,以激勵新項目。
雖然政府政策必須針對特定國家,但可按照2016年CIAB報告中概述的政策分為四大類,即:
刺激CCUS市場的吸收,以大幅提高CCUS的部署水平和投資資本。政策必須使投資資本能夠獲得以市場為基礎的回報率,并在技術成熟時促進全球CCUS在能源和工業市場的部署。
支持項目開發。商業規模的CCUS項目的社會、減排和經濟效益都是巨大的。需要將從現有項目中獲得的經驗教訓和制定政策應用于財務降風險項目,以加速CCUS項目的開發過程。
使項目資金。許多國家已經向CCUS的項目提供了直接的資助。這種方法對于改善項目經濟效益和加強獲得投資資金的機會,從而降低CCUS項目的財務風險仍然很重要。然而,這些資金和投資都是不夠的。必須制定具有支持性的公共政策。由于類似的政策,低碳可再生能源的全球市場滲透率激增。并行方法對CCUS至關重要。
部署CCUS和推進下一代CCUS技術。傳統的政府注重研發是很重要的。然而,大規模部署經過驗證的CCUS技術對于降低成本和增加部署至關重要。各國政府必須繼續推進競爭前或沒有可識別的市場財務回報的下一代CCUS技術和知識發展,以確保未來的技術進步。
執行這些政策將使各國政府能夠以較低的成本實現其對《巴黎協定》的承諾(見圖9)。
展開 產業報告|2023CCUS產業發展報告(二)CCUS發展現狀與未來趨勢
2、國內CCUS發展現狀
目前,我國CCUS技術仍處于研發與示范階段。中國CCUS技術項目遍布19個省份,捕集源的行業和封存利用的類型呈現多樣化分布。中國已投運或建設中的CCUS示范項目約為40個,捕集能力300萬噸/年,捕集源主要集中在石油、電力、煤化工、化肥和水泥生產等行業。其中13個涉及電廠和水泥廠的純捕集示范項目總體CO2捕集規模達85.65萬噸/年,11個CO2地質利用與封存項目規模達182.1萬噸/年,其中EOR的CO2利用規模約為154萬噸/年。目前CCUS技術項目多以石油、煤化工、電力行業小規模的捕集驅油示范為主,缺乏大規模的多種技術組合的全流程工業化示范。
圖8:我國CCUS示范項目技術環節分布
我國試點示范項目的投資主要來源于重點國有企業,民營資本參與度較低。
中國主要國有能源公司正在主導項目開發。由中國石化開發的中國首個百萬噸級規模CCUS一體化項目——齊魯石化-勝利油田CCUS項目于2022年8月底全面投產。從齊魯石化廠捕集的二氧化碳被輸送到勝利油田以提高采收率。華能集團已開始在鄂爾多斯盆地開工建設150萬噸/年的煤電CCUS項目,該項目被普遍預期成為全球最大的煤電CCUS項目。中國石油計劃從2025年開始儲存高達500萬噸/年的二氧化碳。中海油將在珠江口啟動中國首個二氧化碳海上儲存項目。2022年6月27日,埃克森美孚、殼牌和中海油與廣東省政府簽署了諒解備忘錄,評估大亞灣石化工業園的世界級項目。此外,包括新疆廣匯和恒立在內的幾家私營企業也宣布實施CCUS項目。
展開 CCUS的事實有何成效?我國百萬級CCUS項目梳理
什么是CCUS?
CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage, 碳捕獲、利用與封存)技術是CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕獲與封存)技術新的發展,是指將對大型排放源所排放的二氧化碳進行捕集、壓縮后輸送并封存,或工業應用的一種技術。這種技術可有效緩解溫室效應,被認為是未來大規模減少溫室氣體排放、減緩全球變暖可行的方法。
CCUS技術及主要類型示意圖
據北極星碳管家網統計,目前我國已有6個建成/在建/擬建中的百萬噸級CCUS項目。分別由中國石化、通源石油、華能集團、中國石油、廣匯能源、延長石油建設。
華能隴東能源公司150萬噸級CCUS項目
項目主體工程依托華能隴東能源有限責任公司正寧電廠項目,同步規劃、同步建設、同步投運,建成世界最大年捕集量150萬噸的大規模CCUS技術全流程示范項目,打造電力企業和石油企業合作的大規模CCUS樣板工程。
展開 
歐洲CCUS技術發展現狀及對我國的啟示/發展現狀/路徑規劃
借鑒歐洲在技術創新方 面的經驗,我國應設立專門的 CCUS 研發資金,為 CCUS 的全流程技術創新投入可持續的研發成本, 降低 CCUS 的運營成本,加快 CCUS 項目的大規模 部署。
總之,與歐洲CCUS 相關國家的政策體系相比, 我國的 CCUS 技術發展存在以下挑戰:缺乏可執行 的法律框架、項目運作資料不足、疲軟的市場刺激 措施和財政補貼不足。為此,需要對 CCUS 技 術立法,完善 CCUS 政策體系,簡化相關政策制度, 提高政策的實用性,激發市場活力,并提供足夠的 資金支持。
展開 CCUS應用案例:全球CCUS技術分析及中石化案例介紹
國內最新案例
2021年7月5日,中國石化宣布:將開啟我國首個百萬噸級CCUS項目建設——齊魯石化-勝利油田CCUS項目,涵蓋碳捕集、利用和封存3個環節建成后將成為國內最大CCUS全產業鏈示范基地為國家推進CCUS規模化發展提供應用案例。
齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS啟動會現場
此次中國石化啟動建設的百萬噸級CCUS項目,由齊魯石化二氧化碳捕集和勝利油田二氧化碳驅油與封存兩部分組成。齊魯石化捕集提供二氧化碳運送至勝利油田進行驅油封存,實現了二氧化碳捕集、驅油與封存一體化應用,把二氧化碳封在地下,把油驅出來。
按齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS計算,可每年減排二氧化碳100萬噸,相當于植樹近900萬棵、近60萬輛經濟型轎車停開一年。可有力保障國家能源安全。我國有較大石油地質儲量適合二氧化碳驅油,加快CCUS產業發展將會對保障國家能源安全提供支撐。可推動化石能源行業低碳轉型。CCUS作為碳中和必不可少的技術路徑,減排潛力十分巨大,工業利用前景廣闊。
展開 CCUS的行業背景和發展前景
碳中和背景下CCUS行業發展前景
我國CCUS正處于工業化示范階段,不同地區的陸上封存潛力差異較大。為推動我國CCUS產業發展,近年來國家層面出臺了一系列政策。
例如,2022年2月,國家發展改革委、國家能源局發布《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》。從長期來看,CCUS對于碳中和是不可或缺的技術,國家層面或將制定CCUS總體發展規劃,并將CCUS技術作為國家重大科技專項予以支持,搭建系統的政策框架體系,有序推動CCUS在石化、化工、電力、鋼鐵、水泥等行業的應用。
根據國內外的研究結果,碳中和目標下中國CCUS減排需求為:2030年0.2-4.08億噸,2050年6-14.5億噸,2060年10-18.2億噸。隨著成本降低、技術進步、政策激勵,CCUS技術在2025年產值規模超過200億元/年,到2050年超過3300億元/年,按保守情形估計2025-2050年平均年增長率為11.87%,前景依然廣闊。
IEA研究表明,基于2070年實現凈零排放目標,到2050年,需要應用各種碳減排技術將空氣中的溫室氣體濃度限制在450ppm以內,其中CCUS的貢獻為9%左右,即利用CCS技術捕集的CO2總量將增至約56.35億噸,其中利用量為3.69億噸,封存量為52.66億噸。到2070年,化石燃料能效提升與終端用能電氣化、太陽能/風能/生物質能/氫能等能源替代和CCUS是主要碳減排路徑,累計減排貢獻的占比分別可達40%、38%和15%。
對于中國而言,到2050年,電力、工業領域通過CCUS技術實現CO2減排量將分別達8億噸/年和6億噸/年。
展開 CCUS技術的減排效果如何?每年減排二氧化碳300萬噸!CCUS到底有多重要!
3.獲得碳減排認證:CCUS技術的應用可以獲得碳減排認證,由此產生的碳減排收益可為企業帶來額外的收入。
4.推動相關產業的發展:采用CCUS技術能夠為石化、鋼鐵、電力等重點行業的碳減排和制約提供重要支持,進而推動相關產業的發展。
5.增加企業市場競爭力:采用CCUS技術可以提高企業的環保意識和形象,從而進一步增強企業在市場上的競爭力。
總之,通過采用CCUS技術可以獲得多種經濟效益,對于企業的可持續發展和環保責任來說都具有重要意義。因此,企業應積極推進和應用CCUS技術,提高綠色生產能力,并為促進國民經濟的健康發展做出貢獻。
文章來源:新能綠碳
展開 CCUS產業化模式面臨的挑戰、對策及發展方向
03 | 建立多產業協作機制,加強產業規劃的頂層設計
建立CCUS成本、效益和責任分擔機制,將CCUS全產業鏈帶來的責權利在各環節及各企業部分間進行合理分擔和分配,強化行業部門協調推進CCUS產業化的政策體系建設,推動關鍵共性技術、前沿技術聯合攻關及知識產權整合,促進全產業鏈CCUS項目多產業有效協作及多產業鏈模式的建立。
04 | 將CCUS納入碳排放交易體系
制定配套制度及方法,合理進行配額分配,明確CCUS項目立項審批程序,明晰全生命周期減排量,建立完善的CCUS減排量核查、監管及碳價格機制等,實現核證減排額在國際、國內碳市場上的交易,從而為開展CCUS的企業帶來一定經濟收入,消納部分固碳成本。
05 | 建立良好的CCUS金融生態
CCUS是投資風險較大的資本密集型新型低碳技術,合理有效的CCUS投融資渠道對產業發展具有至關重要的作用。構建以國家財政融資為核心的多元投融資系統,形成良好的CCUS金融生態,可以加快其產業良性發展。
3.3
方法與標準體系建設
方法和標準體系建設是實現CCUS產業化發展規范化的重要環節,需要從以下幾個方面加快CCUS標準體系制定。
展開 袁士義:CCUS - EOR產業進入規模化發展階段
為此,應構建更高效的CCUS-EOR全產業鏈技術體系,貫通CCUS-EOR新興產業鏈實現規模化發展,推進CCUS-EOR全產業鏈相關企業的協同發展。
針對我國CCUS全產業鏈如何規模發展,提出3點建議:
一是國家層面和相關企業盡快制訂CCUS中長期產業化發展規劃、科技支撐規劃和實施計劃,持續加強科技攻關,形成完善的技術標準體系和新興碳產業,推動和引領全產業鏈規模有效快速發展。
二是進一步完善相關政策體系和實施細則,特別是已出臺各項政策之間的有效銜接、落地實施細則,國家統籌排放二氧化碳的有效利用、跨地區跨行業的碳權確定、收益分配等指導意見,支持碳驅油減排與低品位邊際儲量開發、CCUS全產業鏈發展等相關有利政策,提高企業規模化實施CCUS 的積極性和主動性。
三是充分發揮石油企業油氣田地下驅油埋存空間巨大、油氣水井注入通道眾多、與周邊碳排放源毗鄰、技術體系配套等優勢,與相關碳排放企業緊密合作,盡快形成捕集、運輸、驅油、埋存全產業鏈,創建大規模產業集群,形成互利共贏的商業模式。
CCUS / CCS是實現碳中和的托底技術。
展開 升級CCUS項目,人員、設備以及相關費用是多少?CCUS產業模式及成本分析
當前,碳捕集、利用與埋存(CCUS)技術作為應對全球氣候變化的重要技術途徑之一,受到世界各國的廣泛關注。國際能源署研究表明,到2050年將空氣中的溫室氣體濃度限制在4.5×10-4以內的所有碳減排技術中,CCUS的貢獻為9%左右。因此,全球主要能源研究機構、碳減排倡導組織、以及一些國家和地區將CCUS技術作為未來主要的碳減排技術。一方面,該項技術具有較大的碳減排潛力;另一方面,它與化石燃料系統具有良好的結合度,而且可以被廣泛應用于其它行業,如石油開采、機械加工、化工、消防、食品加工和生物養殖等。該文將介紹國內外CCUS的產業發展現狀、我國規模集中CO2排放源的特點,分析CO2來源成本與驅油成本界限,并提出縮小成本差距的幾個主要途徑。
國內外CCUS產業發展現狀
1.1 CCUS產業各環節技術成熟度
CCUS是一項新興產業,就整個產業鏈而言,目前還處在研發和示范階段。但從技術角度看,其所涉及到的捕集、運輸和埋存3大環節,均有較為成熟的技術可以借鑒。在捕集階段,電力行業燃燒后處理技術已較為成熟,所有發電類型均可采用;燃燒前處理技術屬新興技術,雖然發電機昂貴(由于附加的煤氣化單元),但捕集成本較低;氧化燃料技術不太成熟,應用較少,比燃燒后處理成本高。工業部門捕集技術成熟度差異較大,發展狀況不一,其中從高純CO2源捕集方面面臨的技術挑戰較少,相對較為成熟;而低濃度的如水泥、鋼鐵、煉油等行業的CO2捕集則尚待發展。
在運輸階段,運輸方式靈活多樣,且已在其他行業有較成熟的經驗可借鑒。其中,CO2的管道輸送正作為一項成熟技術在商業化應用。
展開 
CCUS的英國經驗
首先在發展初期,政府基于資金支持,例如2020年,英國政府的CCS基礎設施基金(CIF)承諾提供10億英鎊的公共投資,支持到2030年發展四個CCUS產業集群。
僅靠政府補貼,一個行業是走不遠的,CCUS產業必須有自我造血的能力。而各個行業的碳約束對于CCUS就是潛在的市場。電力系統和工業系統的脫碳,以及氫能源的宏大計劃,都需要CCUS技術的支撐。這些都可以為CCUS項目提供合約。
桑樹勛,等:工程化CCUS全流程技術及其進展
1.3 技術科學流程
工程化 CCUS 全流程技術(科學)可視為一個工程技術科學系統,除包含 CO2捕集、運輸、利用、封存等CCUS 關鍵技術環節和系統要素外,還涉及CCUS源匯匹配、CCUS關鍵環節技術集成配置、CCUS系統優化等要素間關系,以及系統運行的風險監測評估與預警等相關技術內容。
潘繼平:『CCUS-EOR』管輸二氧化碳驅油與提高采收率問題研究| 國際石油經濟
3.2.5 缺乏產業發展的頂層設計和法律支撐,缺乏國家層面的經濟支持政策
“十三五”以來,中國加大了對CCUS科技攻關的支持力度,從技術層面明確了未來CCUS發展定位、目標和總體路線圖,積極實施CCUS重大項目示范,但未能出臺有關法律法規,缺乏中長期產業化發展的頂層設計,也缺乏相應的財稅、補貼等經濟支持政策,不利于CCUS產業大規模快速發展。中長期產業發展規劃的缺失,導致未來CCUS發展定位不明確,目標和方向不清晰;必要的經濟支持政策的缺乏,不利于增強CCUS產業的發展信心以降低投資風險并吸引更多市場主體。由于CCUS產業涉及面廣、行業交叉、管理跨界,缺乏必要的法律依據,行業管理、審批權限及程序不明確,容易出現多部門重疊管理或者管理缺失。
3.3 發展前景
在保障能源安全、碳達峰碳中和目標的雙重推動下,借助于政策支持和技術進步,未來中國基于二氧化碳管輸的CCUS-EOR發展前景良好,將對推進油氣增儲上產保障供應安全和實現碳中和目標、促進管輸業可持續發展起到日益重要的作用。據預測,2030年全國CCUS-EOR產業的二氧化碳注入量將達到3000萬噸/年,增油量有望達1000萬噸/年,2050年二氧化碳注入量將達到1億噸/年,增油量超過3000萬噸/年。其中,中國石油CCUS-EOR項目力爭2025年二氧化碳注入量達到500噸,年增油量達到150萬噸,2030年注入量將達到2000萬噸,年增油量超過600萬噸。據有關研究成果,在鄂爾多斯地區建設百萬噸級二氧化碳驅油項目,可建成100萬噸/年原油生產能力,需要建設年輸送能力400萬噸、300千米長距離超臨界二氧化碳管道。
展開 CCUS如何改寫航運脫碳
現有的減排方式可以分為幾類:通過提升船舶能效來實現減碳,包括技術能效和管理能效,例如采用船舶節能裝置和航速優化,但這類措施的減排潛力有限,因此需要考慮從根本上杜絕船舶航行過程中向大氣排放二氧化碳,要達到這樣的減排效果,除了采用氨、氫等零碳燃料或以生物甲醇為代表的碳中和燃料外,還可以采用二氧化碳捕獲、利用與存儲技術(CCUS),這是一種既能延續使用傳統化石燃料也能達到減排目標的技術路徑。
CCUS技術如何與船舶互融
隨著CCUS技術在脫碳方面的重要作用逐漸得到世界各國和各行各業的認可,航運業也在加快挖掘CCUS助力船舶減排的潛力,一系列研究已經證明了CCUS技術在船上應用的可行性,許多實船驗證或示范項目也在如火如荼地開展著。但CCUS系統高昂的安裝和運營成本依然制約著該技術在船上的大規模應用。中國船級社上海規范研究所法規與綠色技術研究部主任簡炎鈞表示,CCUS技術的經濟性在一定程度上取決于后續的碳排放費用,未來隨著航運碳排放市場機制的逐步發展,越來越高的碳排放成本將會提升CCUS技術的市場競爭力,并隨著應用增加,進而促進技術進一步成熟發展,降低設備制造成本,帶來相關配套設施的完善,進而降低營運成本。
同時,簡炎鈞也指出,能耗大是當前CCUS運營成本偏高的一個突出原因,因此降低系統能耗至關重要。一是吸收劑的選擇。船載CCUS系統適用的是燃燒后捕集技術,主要包括膜分離法、低溫蒸餾法、吸附法、物理吸收法和化學吸收法等5大類。
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