我國(guó)碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展研究

　　CO2 生物與化工利用技術(shù)指利用 CO2 的不同理化特征，生產(chǎn)具有商業(yè)價(jià)值的產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)減排的過程。國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平基本同步，整體上處于工業(yè)示范階段。近十年來，各項(xiàng)生物與化工利用技術(shù)均有所發(fā)展，尤其是部分化工利用技術(shù)進(jìn)展顯著；發(fā)展水平最高的是利用 CO2 合成化學(xué)材料技術(shù)，如合成有機(jī)碳酸酯、可降解聚合物及氰酸酯 / 聚氨酯，制備聚碳酸酯 / 聚酯材料等。 內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com

　　CO2 地質(zhì)利用與封存技術(shù)指通過工程技術(shù)手段將捕集的 CO2 進(jìn)行地質(zhì)利用或注入深部地質(zhì)儲(chǔ)層，實(shí)現(xiàn)與大氣長(zhǎng)期隔絕的技術(shù)，封存方式分為陸上和離岸兩種。在地質(zhì)利用與封存方面，國(guó)內(nèi)外各項(xiàng)技術(shù)發(fā)展水平參差不齊。從全球范圍看，強(qiáng)化采油和浸采采礦技術(shù)發(fā)展較快，已開始商業(yè)化應(yīng)用；其余技術(shù)中，除強(qiáng)化深部咸水開采與封存技術(shù)正在開展工業(yè)示范以外，其他技術(shù)均處在中試及以下階段。我國(guó)地質(zhì)利用與封存技術(shù)在近十年均有所發(fā)展，尤其是強(qiáng)化深部咸水開采技術(shù)已從概念階段發(fā)展到工業(yè)示范水平，但仍整體落后于世界先進(jìn)水平；盡管驅(qū)替煤層氣技術(shù)略處于領(lǐng)先狀態(tài)，但經(jīng)濟(jì)效益較好的 CO2 強(qiáng)化采油技術(shù)（CO2-EOR）在我國(guó)仍處于工業(yè)示范階段，相比進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段的國(guó)際水平差距明顯。

　　在 CCUS 集成優(yōu)化技術(shù)方面，近十年我國(guó)取得了較大的進(jìn)步。國(guó)外 CCUS 集成優(yōu)化技術(shù)已普遍處于商業(yè)化應(yīng)用階段，相比之下我國(guó)有關(guān)技術(shù)發(fā)展仍顯落后，尤其是管網(wǎng)優(yōu)化和集群樞紐兩類技術(shù)僅處在中試階段。上述各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展水平不足以支撐我國(guó) CCUS 集成耦合與優(yōu)化技術(shù)研究，制約了我國(guó) CCUS 大規(guī)模示范工程的開展，而大規(guī)模全鏈條集成示范項(xiàng)目的缺失又進(jìn)一步限制了集成優(yōu)化技術(shù)的提升。

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　　三、我國(guó) CCUS 技術(shù)的示范工程進(jìn)展

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　　根據(jù)科學(xué)技術(shù)部向全國(guó)征集 CCUS 示范項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，自 2004 年我國(guó)第一個(gè) CCUS 示范項(xiàng)目在山西投運(yùn)以來，已投運(yùn)和建設(shè)中的 CCUS 示范項(xiàng)目共有 49 個(gè)，集中在華東和華北地區(qū)；已建成的 38 個(gè) CCUS 示范項(xiàng)目，累計(jì)注入封存 CO2 超過 2×106 t，形成 CO2 捕集能力 2.96×106 t/a、注入能力 1.21×106 t/a。

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　　從技術(shù)環(huán)節(jié)分布看，捕集類、化工與生物利用類、地質(zhì)利用與封存類示范項(xiàng)目的占比分別為 39% （15 個(gè)）、24%（9 個(gè)）、37%（14 個(gè)）。在 15 個(gè)捕集類示范項(xiàng)目中，中低濃度排放源 CO2 捕集項(xiàng)目有14 個(gè)，高濃度排放源捕集項(xiàng)目?jī)H有 1 個(gè)。 本+文+內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

　　從行業(yè)分布看，主要工業(yè)行業(yè)均有涉及，覆蓋電力、煤化工、石油化工、水泥、鋼鐵等領(lǐng)域。在 15 個(gè)捕集類項(xiàng)目中，11 個(gè)來自電力行業(yè)，3 個(gè)來自水泥行業(yè)，1 個(gè)來自煤化工行業(yè)（見圖 3）。地質(zhì)利用與封存技術(shù)的驅(qū)油類項(xiàng)目通常與化工行業(yè)結(jié)合， 13 個(gè)項(xiàng)目中有 5 個(gè)來自煤化工行業(yè)，2 個(gè)來自石油化工。鋼鐵行業(yè)的 CCUS 示范項(xiàng)目處于起步階段， 2020 年在西昌投運(yùn)的 CO2 礦化脫硫渣關(guān)鍵技術(shù)與萬噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣進(jìn)行捕集并礦化利用。 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

　　從整體規(guī)?？矗m然目前已投運(yùn)項(xiàng)目規(guī)模普遍較小，但是我國(guó)正在規(guī)劃的項(xiàng)目規(guī)模逐漸增大。在已投運(yùn)的 CCUS 示范項(xiàng)目中，29 個(gè)在 10 萬噸級(jí)及以下，僅有中國(guó)石油(5.380, 0.20, 3.86%)化工集團(tuán)有限公司中原石油勘探局的 CO2 埋存驅(qū)油、中國(guó)石油天然氣股份有限公司吉林油田分公司的 CO2-EOR 兩個(gè)示范項(xiàng)目在 50 萬噸級(jí)及以上，尚無百萬噸級(jí)項(xiàng)目。2021 年 7 月，中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司的 CCUS 全流程示范項(xiàng)目啟動(dòng)建設(shè)，預(yù)計(jì) 2021 年年底投運(yùn)，將成為我國(guó)首個(gè)年捕集封存 CO2 百萬噸以上項(xiàng)目；國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司泰州發(fā)電有限公司的 50 萬噸級(jí)碳捕集與資源化利用項(xiàng)目、新疆哈密百萬噸級(jí) CO2 捕集與驅(qū)油項(xiàng)目處于籌備建設(shè)階段。值得指出的是，部分項(xiàng)目建成后并未持續(xù)投入運(yùn)行，而是處于停運(yùn)或間歇運(yùn)行的狀態(tài)。目前 CCUS 示范項(xiàng)目成本高、收益低，有能力維持運(yùn)營(yíng)的項(xiàng)目主要來自大型國(guó)有企業(yè)或少數(shù)幾個(gè)擁有相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的大型企業(yè)。 內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

　　目前，全球 CCUS 項(xiàng)目發(fā)展迅速，截至 2021年 9 月規(guī)劃、在建和運(yùn)行中的商業(yè)化 CCUS 設(shè)施的數(shù)量達(dá)到 135 個(gè)，比 2020 年增加一倍以上，全部建成后每年可捕集 CO2 約 1.5×108 t。相關(guān)設(shè)施的單體捕集量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，數(shù)個(gè)項(xiàng)目超過百萬噸級(jí)；CCUS 的產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展趨勢(shì)明顯，促進(jìn)了項(xiàng)目成本降低。與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó) CCUS 技術(shù)在大規(guī)模示范項(xiàng)目的整體規(guī)模、集成程度、離岸封存、工業(yè)應(yīng)用等方面存在較大差距。 本文@內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

　　一是大規(guī)模商業(yè)化示范項(xiàng)目較少。全球處于建設(shè)階段或運(yùn)行階段的大規(guī)模 CCUS 項(xiàng)目共有 31 個(gè)，分布在美國(guó)（13 個(gè)）、中國(guó)（5 個(gè)）、加拿大（4 個(gè)）、歐洲（4 個(gè)）、中東（3 個(gè)）、澳大利亞（1 個(gè)）、巴西（1 個(gè)）；2021 年新建了多個(gè)千萬噸級(jí) CCUS 產(chǎn)業(yè)集群，其中最大的是“休斯頓航道 CCUS 創(chuàng)新區(qū)”，旨在利用多個(gè) CCUS 工業(yè)碳源并在墨西哥灣近海地層每年封存 1×108 t CO2；處于開發(fā)后期或運(yùn)行中的 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群數(shù)量達(dá)到 24 個(gè)，分布在美國(guó)（6 個(gè)）、英國(guó)（6 個(gè)）、荷蘭（4 個(gè)）、希臘（1 個(gè)）、挪威（1 個(gè)）、丹麥（1 個(gè)）、加拿大（1 個(gè)）、中國(guó)（1 個(gè)）、中東（1 個(gè)）、澳大利亞（1 個(gè)）、巴西（1 個(gè)）。CCUS 產(chǎn)業(yè)集群體現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，通過提高壓縮、脫水、管道和封存規(guī)模來大幅降低碳減排的單位成本。我國(guó)新疆 CCUS 產(chǎn)業(yè)中心計(jì)劃建設(shè)規(guī)模為 2×105 ~3×106 t CO2/a。

　　二是尚未開展百萬噸級(jí)全流程集成示范。目前，國(guó)內(nèi)多數(shù)項(xiàng)目都是針對(duì) CCUS 單一技術(shù)環(huán)節(jié)，與擁有多個(gè)全流程 CCUS 技術(shù)示范項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距明顯。截至 2021 年 10 月，美國(guó)在建和運(yùn)行中的百萬噸級(jí)以上的商業(yè)化全流程集成運(yùn)營(yíng)設(shè)施有 5 個(gè)，加拿大有 3 個(gè)；美國(guó)、英國(guó)、荷蘭、挪威、阿聯(lián)酋等國(guó)家建設(shè)的 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群，不僅重視 CCUS 全鏈條技術(shù)環(huán)節(jié)的集成，而且通常涉及電力、石油、鋼鐵等多個(gè)工業(yè)行業(yè)，統(tǒng)籌考慮跨產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。 本`文內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com

　　三是 CO2 離岸封存技術(shù)示范滯后。我國(guó)目前還沒有海底封存示范項(xiàng)目運(yùn)行和建設(shè)。截至 2021 年，挪威、美國(guó)、巴西、日本等國(guó)家都已開展不同規(guī)模的離岸封存示范項(xiàng)目，全球海底封存量累計(jì)超過了 2.5×107 t CO2；挪威政府近期批準(zhǔn)的長(zhǎng)船項(xiàng)目，將從垃圾焚燒廠和水泥廠捕集的 CO2 運(yùn)輸?shù)奖焙＝５叵碌姆獯娴攸c(diǎn)進(jìn)行永久封存，初期每年可注入和封存 1.5×106 t CO2。

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　　四是工業(yè)難減排領(lǐng)域的 CCUS 技術(shù)示范基礎(chǔ)薄弱。國(guó)內(nèi)已有的 CCUS 示范項(xiàng)目行業(yè)分布不均衡，多數(shù)應(yīng)用于電力、化工行業(yè)，沒有長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的水泥、鋼鐵行業(yè)大規(guī)模一體化示范項(xiàng)目。多個(gè)國(guó)家已經(jīng)開始開展鋼鐵、水泥等難減排工業(yè)領(lǐng)域的大型示范項(xiàng)目。例如，阿聯(lián)酋 Al Reyadah CCUS 項(xiàng)目從鋼鐵廠排放的煙氣中捕集 CO2 并用于強(qiáng)化石油開采，構(gòu)成了該國(guó) CCUS 大型網(wǎng)絡(luò)樞紐的一部分，每年捕集、運(yùn)輸和注入 8×105 t CO2。

　　四、我國(guó) CCUS 技術(shù)的成本與效益 本文+內(nèi)-容-來-自；中^國(guó)_碳+排.放_(tái)交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om

　　（一）CCUS 技術(shù)成本 本`文-內(nèi).容.來.自：中`國(guó)^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

　　已投運(yùn) CCUS 示范項(xiàng)目?jī)魷p排成本統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó) CCUS 技術(shù)推廣依然面臨高能耗、高成本的挑戰(zhàn)。CCUS 技術(shù)的能耗及成本因排放源類型及 CO2 濃度不同有明顯差異，通常 CO2 濃度越高，捕集能耗和成本越低，CCUS 減排技術(shù)的 CO2 避免成本越低。在已投運(yùn)的 CCUS 示范項(xiàng)目中（見圖 4），水泥行業(yè)受到技術(shù)成熟度的影響具有最高的捕集能耗，達(dá)到 6.3 GJ/t CO2 ；電力行業(yè)捕集能耗為 1.6~3.2 GJ/t CO2 ；煤化工行業(yè)由于捕集源和捕集技術(shù)的差異性，能耗為 0.7~2.5 GJ/t CO2 ；石油化工行業(yè)的捕集能耗最低，約為 0.65 GJ/t CO2。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國(guó)_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

　　注：資料來源于國(guó)內(nèi)現(xiàn)行 39 個(gè)示范項(xiàng)目成本和能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

　　電力、水泥是我國(guó)減排成本較高的行業(yè)，凈減排成本分別為 300~600 元 /t CO2、180~730 元 /t CO2。煤化工和石油化工領(lǐng)域的一體化驅(qū)油示范項(xiàng)目?jī)魷p排成本最低可達(dá)到 120 元 /t CO2（見圖5）。結(jié)合項(xiàng)目成本來看，捕集能耗高的行業(yè) CCUS 示范項(xiàng)目成本也較高，降低 CCUS 捕集能耗對(duì)降低我國(guó) CCUS 示范項(xiàng)目成本十分重要。 本`文-內(nèi).容.來.自：中`國(guó)^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

圖 5 我國(guó)主要排放源已投運(yùn) CCUS 示范項(xiàng)目?jī)魷p排成本

　　注：資料來源于國(guó)內(nèi)現(xiàn)行 39 個(gè)示范項(xiàng)目成本和能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

　　就 CCUS 全鏈條技術(shù)而言，現(xiàn)階段全球主要碳源（煤電廠、燃?xì)怆姀S、煤化工廠、天然氣加工廠、鋼鐵廠、水泥廠）的 CO2 避免成本約為 20~194 美元 /t，我國(guó)的 CCUS 成本整體處于世界較低水平（見圖 6）。我國(guó)傳統(tǒng)電廠、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC）電廠的避免成本分別為 60 美元 /t CO2、81 美元 /t CO2，相比 60~121 美元 /t CO2、81~148 美元 /t CO2 的世界平均水平處于國(guó)際最低水平。我國(guó)鋼鐵、化肥生產(chǎn)的避免成本分別為 74 美元 /t CO2、28 美元 /t CO2，相比于 67~119 美元 /t CO2、23~33 美元 /t CO2 的世界平均水平接近國(guó)際最低水平。我國(guó)天然氣循環(huán)聯(lián)合發(fā)電（NGCC）、水泥行業(yè)的避免成本為 99 美元 /t CO2、129 美元 /t CO2，相比 80~160 美元 /t CO2、104~194 美元 /t CO2 的世界平均水平處于低位。我國(guó)天然氣加工行業(yè)的避免成本為 24 美元 /t CO2，相比 20~27 美元 /t CO2 的世界平均水平處于中等位置。 本文+內(nèi)-容-來-自；中^國(guó)_碳+排.放_(tái)交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om

圖 6 不同排放源的 CO2 避免成本

　　（二）CCUS 技術(shù)效益 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

　　聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）研究認(rèn)為，如果不采用 CCUS 技術(shù)，大部分模式都無法實(shí)現(xiàn)到 21 世紀(jì)末 2℃的溫升控制目標(biāo)；即使可以實(shí)現(xiàn)，減排成本也會(huì)成倍增加，預(yù)計(jì)增幅平均高達(dá) 138%。長(zhǎng)期以來，受高能耗、高成本、技術(shù)不成熟等因素的影響，在大部分情景下 CCUS 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性尚不具備與其他低碳技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的能力；但從實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的整體減排成本角度看，CCUS 與能效提升、終端節(jié)能、儲(chǔ)能、氫能等的共同組合是實(shí)現(xiàn)碳中和最為經(jīng)濟(jì)可行的解決方案。未來 CCUS 技術(shù)將展現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)潛力，主要表現(xiàn)以下五方面。

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　　一是 CCUS 技術(shù)具有負(fù)成本的早期機(jī)會(huì)，合理的碳定價(jià)機(jī)制可使 CCUS 技術(shù)具有更好的經(jīng)濟(jì)可行性。在特定條件下，依靠 CO2 化工、生物、地質(zhì)利用帶來的可觀經(jīng)濟(jì)收益便能夠抵消捕集、運(yùn)輸、封存環(huán)節(jié)的相關(guān)成本，實(shí)現(xiàn) CCUS 技術(shù)的負(fù)成本應(yīng)用。例如，CO2 的地質(zhì)利用可在實(shí)現(xiàn)碳減排的同時(shí)，通過注入 CO2 驅(qū)替或置換油、氣、水等產(chǎn)品帶來收益。在源匯匹配條件適宜的情況下，我國(guó)部分 CCUS 項(xiàng)目成本低于強(qiáng)化采油（EOR）驅(qū)油收益，具有負(fù)成本減排潛力。在碳定價(jià)機(jī)制等外在收益存在的情況下， CCUS 也可以通過獲得的額外減排收益抵消部分成本而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。在合理的碳價(jià)水平下，CCUS 技術(shù)同樣存在實(shí)現(xiàn)盈利的可能性。 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

　　二是 CCUS 技術(shù)可避免大量的基礎(chǔ)設(shè)施擱淺成本。利用 CCUS 技術(shù)對(duì)能源、工業(yè)部門的基礎(chǔ)設(shè)施改造，能夠大規(guī)模降低現(xiàn)有設(shè)施的碳排放，避免碳約束下大量基礎(chǔ)設(shè)施提前退役而產(chǎn)生的高額擱淺成本。我國(guó)是世界上最大的煤電、鋼鐵、水泥生產(chǎn)國(guó)，這些重點(diǎn)排放源的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行年限不長(zhǎng)；考慮到基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命一般為 40 年以上，若不采取減排措施，在碳中和目標(biāo)下這些設(shè)施幾乎不可能運(yùn)行至壽命期結(jié)束。運(yùn)用 CCUS 技術(shù)進(jìn)行改造，不僅可以避免已經(jīng)投產(chǎn)的設(shè)施提前退役，還能減少因建設(shè)其他低碳基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的額外投資，從而顯著降低實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)成本。據(jù)估算，我國(guó)煤電擱淺資產(chǎn)規(guī)?？赡芨哌_(dá) 3.08~7.2 萬億元，相當(dāng)于我國(guó) 2015 年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的 4.1%~9.5% 。 本*文@內(nèi)-容-來-自；中_國(guó)_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

　　三是在特定區(qū)域和條件下，火電廠加裝 CCUS 的發(fā)電成本比燃?xì)怆姀S、可再生能源發(fā)電技術(shù)更具競(jìng)爭(zhēng)力。 內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com

　　一方面，當(dāng) CCUS 技術(shù)與燃煤電廠耦合發(fā)電實(shí)現(xiàn)與燃?xì)怆姀S相同的排放水平時(shí)，較低的捕集率、適宜的輸送距離和方式可使燃煤發(fā)電成為比燃?xì)獍l(fā)電更具經(jīng)濟(jì)性的發(fā)電技術(shù)。國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司 36 家燃煤電廠的全流程 CCUS 改造總平準(zhǔn)化發(fā)電成本（TLCOE）分析表明，以成本最低為目標(biāo)對(duì)電廠與封存地進(jìn)行源匯匹配后，在 50% 凈捕集率條件下，75% 的燃煤電廠 TLCOE 低于我國(guó) 2018 年燃?xì)怆姀S標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的下限（77.5 美元 /MW·h），100% 的燃煤電廠 TLCOE 低于燃?xì)怆姀S標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的上限（110 美元 /MW·h）；燃煤電廠加裝 CCUS 比燃?xì)怆姀S更有成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?？紤] CCUS 技術(shù)進(jìn)步、激勵(lì)政策效應(yīng)之后，可能實(shí)現(xiàn)更高捕集率條件下的成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com

　　另一方面，燃煤發(fā)電耦合 CCUS 技術(shù)目前處于示范階段，不同煤炭價(jià)格下我國(guó)燃煤電廠 CCUS 的平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）為 0.4~1.2 元 /kW·h，整體上與太陽(yáng)能(6.680, 0.19, 2.93%)、風(fēng)能、生物質(zhì)發(fā)電水平相當(dāng)。當(dāng)燃煤電廠耦合 CCUS 處在煤炭資源較為豐富、CO2 運(yùn)輸距離較短的理想條件下，燃煤電廠耦合 CCUS 與可再生能源發(fā)電技術(shù)存在比較競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司燃煤電廠 CCUS 改造的成本經(jīng)濟(jì)性研究表明，與風(fēng)電相比，在燃煤電廠凈捕集率為 85% 的條件下，44% 的電廠改造后總減排電價(jià)低于最小風(fēng)電價(jià)格，56% 的電廠改造后總減排電價(jià)低于最高風(fēng)電價(jià)格。CCUS 技術(shù)成本會(huì)隨著技術(shù)進(jìn)步、基礎(chǔ)設(shè)施完善、商業(yè)模式創(chuàng)新以及政策健全而逐漸降低，在可再生能源補(bǔ)貼力度持續(xù)退坡之后，未來燃煤電廠 CCUS 發(fā)電成本優(yōu)于可再生能源發(fā)電技術(shù)的可能性將進(jìn)一步提高。 本`文@內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com

　　四是生物能與 CCUS 耦合（BECCS）、直接空氣捕集（DAC）可有效降低碳實(shí)現(xiàn)中和目標(biāo)的邊際減排成本。作為重要的負(fù)排放技術(shù)，BECCS、 DAC 技術(shù)在深度減排進(jìn)程中可降低碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的總成本。BECCS 技術(shù)的成本為 100~ 200 美元 /t CO2，DAC 技術(shù)的成本約為 100~600 美元 /t CO2。英國(guó)研究案例表明，以 BECCS、DAC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力部門的深度脫碳，要比以間歇性可再生能源、儲(chǔ)能為主導(dǎo)的系統(tǒng)總投資成本減少 37%~48%；在更加嚴(yán)格的 CO2 減排目標(biāo)下，負(fù)排放技術(shù)的部署可通過取代中遠(yuǎn)期更為昂貴的減排措施來實(shí)現(xiàn) 35%~80% 的成本降低。因此，部署以 BECCS 為主的負(fù)排放技術(shù)將是助力我國(guó)碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要保障。

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　　五是 CCUS 技術(shù)在實(shí)現(xiàn)碳減排的同時(shí)還具有良好的社會(huì)效益。CCUS 技術(shù)在降低氣候變化損失、增加工業(yè)產(chǎn)值與就業(yè)機(jī)會(huì)、保障能源安全、提高生態(tài)環(huán)境綜合治理能力、解決區(qū)域發(fā)展瓶頸等方面具有協(xié)同效益。油氣行業(yè)氣候倡議組織（OGCI）研究表明，到 2050 年，部署 CCUS 可以累計(jì)創(chuàng)造 4×106 ~1.2×107 個(gè)工作崗位。 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

　　五、我國(guó) CCUS 技術(shù)的減排潛力

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　　（一）封存理論容量與分布 本/文-內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

　　我國(guó)東北、華北、西北地區(qū)具有較好的 CO2 地質(zhì)利用與封存條件，陸上地質(zhì)利用與封存技術(shù)的理論總?cè)萘繛?1.5×1012~3.0×1012 t CO2，海洋也有萬億噸量級(jí)的理論封存容量。CCUS 技術(shù)的理論封存潛力巨大，但受制于 CCUS 技術(shù)成本、排放源距離、環(huán)境因素等外部條件制約，減排潛力難以完全釋放。當(dāng)前，我國(guó)地質(zhì)利用與封存場(chǎng)地集中在東北、華北、西北地區(qū)的松遼盆地、渤海灣盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地等沉積盆地。 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

　　（二）各行業(yè) CCUS 技術(shù)的減排需求及潛力 本*文@內(nèi)-容-來-自；中_國(guó)_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

　　綜合國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究結(jié)果，同時(shí)考慮 CCUS 技術(shù)在電力、工業(yè)等部門的應(yīng)用及其未來減排潛力，碳中和目標(biāo)下我國(guó) CCUS 總體減排需求在 2030 年為2×107 ~4.08×108 t CO2，2050 年為 6×108 ~ 1.45×109 t CO2，2060 年為 1×109 ~1.82×109 t CO2。 本文@內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

　　分行業(yè)來看，一是 CCUS 技術(shù)在能源電力部門未來的減排貢獻(xiàn)將隨著我國(guó)電力總體需求的增加、低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程的加快而逐漸增大。多項(xiàng)研究報(bào)告指出，我國(guó)電力需求到 2050 年將增長(zhǎng)到 1.2×1013~1.5×1013 kW·h，同時(shí)火電（燃煤發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電）占比將大幅縮減至 15% 以下，由此核算電力系統(tǒng)將產(chǎn)生 4.32×108 ~1.64×109 t CO2。根據(jù)國(guó)際能源署電力運(yùn)維平臺(tái) CCUS 特別報(bào)告，在可持續(xù)發(fā)展情景下，我國(guó) CCUS 減排容量預(yù)計(jì)將快速增長(zhǎng)，到 2030 年電力部門 CCUS 捕集規(guī)模約為 1.9×108 t CO2/a，到 2050 年捕集量約為 7.7×108 t CO2/a；到 2070 年將超過 1.2×109 t CO2/a。 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

　　二是 CCUS 技術(shù)對(duì)鋼鐵、水泥等難減排的工業(yè)行業(yè)的貢獻(xiàn)將更加突出。據(jù)中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)分析，2070 年前 CCUS 技術(shù)將在工業(yè)部門碳減排方面持續(xù)發(fā)揮作用，預(yù)計(jì)到 2030 年 CCUS對(duì)我國(guó)工業(yè)碳減排貢獻(xiàn)約為 8×107 ~2×108 t CO2/a，到 2050 年達(dá)到 2.5×108 ~6.5×108 t CO2/a，2070 年緩慢抬升至 6.7×108 ~6.5×108 t CO2/a。

　　三是石化和化工領(lǐng)域高濃度排放源可為早期 CCUS 示范提供低成本發(fā)展機(jī)遇。2030 年石化和化工行業(yè)的 CCUS 減排需求約為 5×107 t CO2，2040 年后保持同等水平并逐漸降低。

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　　四是 BECCS 等負(fù)排放技術(shù)不可或缺。以農(nóng)業(yè)剩余物、林業(yè)剩余物、能源作物作為典型生物質(zhì)燃料，預(yù)計(jì)到 2050 年我國(guó)相關(guān)資源潛力可達(dá) 6×108 tce，對(duì)應(yīng) CO2 負(fù)排放潛力可達(dá) 3.6×108 ~5.9×108 t。 本`文-內(nèi).容.來.自：中`國(guó)^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

　　（三）源匯匹配情況 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國(guó)_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

　　CCUS 源匯匹配主要考慮排放源和封存場(chǎng)地之間的地理位置關(guān)系與環(huán)境適宜性，即評(píng)估每個(gè)碳源是否有地質(zhì)條件合適且成本可行的 CO2 封存場(chǎng)地，這是 CCUS 技術(shù)推廣的重要約束條件。在無國(guó)家骨干管網(wǎng)和公共管網(wǎng)的情景下，250 km 是不需要建設(shè)中繼壓縮站的最長(zhǎng)管道距離，因建設(shè)成本較低而作為 CCUS 項(xiàng)目建設(shè)源匯匹配的距離上限。 本`文@內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com

　　從區(qū)域分布情況看，新疆、內(nèi)蒙古、陜西等中西部地區(qū)省份的化石資源豐富，與東北、華北、西北地區(qū)的陸上封存地匹配度較高，能源與工業(yè)原料生產(chǎn)可通過 CCUS 實(shí)現(xiàn)較低成本的低碳化。東部、沿海地區(qū)是能源和工業(yè)原料的消費(fèi)地區(qū)，特別是福建、廣東、廣西等省份能夠用于封存的沉積盆地面積小、分布零散、地質(zhì)條件相對(duì)較差，加之陸上封存潛力相對(duì)有限，源匯空間錯(cuò)位且匹配難度較大；在毗鄰海域的沉積盆地實(shí)施離岸封存是重要的備選方案。 內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com

　　從行業(yè)分布情況看，準(zhǔn)噶爾盆地、吐魯番 – 哈密盆地、鄂爾多斯(28.400, 0.55, 1.97%)盆地、松遼盆地、渤海灣盆地是火電行業(yè)部署 CCUS 技術(shù)（含 CO2-EOR）的重點(diǎn)區(qū)域，適宜優(yōu)先開展 CCUS 早期集成示范項(xiàng)目，推動(dòng) CCUS 技術(shù)大規(guī)模、商業(yè)化發(fā)展。但在 50 km 的運(yùn)輸范圍內(nèi)，火電行業(yè)源匯匹配情況不佳，未來 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展存在挑戰(zhàn)。對(duì)于鋼鐵、水泥等行業(yè)，現(xiàn)階段分布于渤海灣盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、江漢盆地、鄂爾多斯盆地等地及其附近的排放源數(shù)量多、CO2 排放量大、封存場(chǎng)地適宜性較高，源匯匹配情況較好；相比之下，南方、沿海及其他區(qū)域的排放源距離陸上盆地較遠(yuǎn)，后期需要考慮實(shí)施離岸封存。 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

　　六、我國(guó) CCUS 技術(shù)發(fā)展建議

　　（一）構(gòu)建面向碳中和目標(biāo)的 CCUS 技術(shù)體系 本+文+內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

　　超前部署第二代 CCUS 技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，驅(qū)動(dòng)第二代技術(shù)成本和能耗顯著下降，爭(zhēng)取 2035 年前具備第二代捕集技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用能力。明確碳中和目標(biāo)下 CCUS 技術(shù)需求，針對(duì)碳捕集、運(yùn)輸、利用、封存、監(jiān)測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)開展核心技術(shù)攻關(guān)。發(fā)揮 CCUS 在多能互補(bǔ)的能源系統(tǒng)和工業(yè)領(lǐng)域中的關(guān)鍵減排作用，包括結(jié)合 CCUS 與新興能源與工業(yè)系統(tǒng)、培育 CCUS 發(fā)展的新技術(shù)經(jīng)濟(jì)范式、識(shí)別 CCUS 與可再生能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)集成可行性及發(fā)展?jié)摿?、探索可再生能?/ 儲(chǔ)能 + CCUS 的集成技術(shù)新方向等，全面構(gòu)建功能多元的 CCUS 技術(shù)體系。

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　　（二）推進(jìn) CCUS 全鏈條集成示范及商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程

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　　優(yōu)先部署海底封存示范項(xiàng)目，開展 CCUS 在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用示范，補(bǔ)齊 CCUS 技術(shù)環(huán)節(jié)示范短板。開展大規(guī)模全鏈條集成示范工程，加速推進(jìn) CCUS 產(chǎn)業(yè)化集群建設(shè)。加快突破全流程工程技術(shù)優(yōu)化方法，爭(zhēng)取在“十四五”時(shí)期建成 3~5 個(gè)百萬噸級(jí) CCUS 全鏈條示范項(xiàng)目。以驅(qū)油 / 氣、固體廢物礦化、化工利用等 CO2 利用技術(shù)的大規(guī)模示范為牽引，積極支持油氣、能源、化工等相關(guān)行業(yè) CCUS 產(chǎn)業(yè)示范區(qū)建設(shè)，逐步將 CCUS 技術(shù)納入能源、礦業(yè)的綠色發(fā)展技術(shù)支撐體系以及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)序列。

　　（三）加快 CCUS 技術(shù)管網(wǎng)規(guī)劃布局和集群基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 本+文`內(nèi)/容/來/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

　　加大 CCUS 相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施投入，加強(qiáng)運(yùn)輸管網(wǎng)建設(shè)，優(yōu)化設(shè)施管理模式，建立合作共享機(jī)制，帶動(dòng)形成以管網(wǎng)設(shè)施和封存場(chǎng)地為基礎(chǔ)的區(qū)域 CCUS 產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心。合理規(guī)劃未來 CCUS 產(chǎn)業(yè)集群分布，對(duì)已初步形成的基于源匯分布地域特點(diǎn)的 CCUS 集群進(jìn)行布局完善，充分發(fā)揮相關(guān)集群在基礎(chǔ)設(shè)施共享、項(xiàng)目系統(tǒng)集成、能量資源交互利用、工業(yè)示范與商業(yè)應(yīng)用銜接等方面的優(yōu)勢(shì)，降低綜合減排成本。 本`文內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com

　　（四）完善財(cái)稅激勵(lì)政策和法律法規(guī)體系

　　借鑒對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源技術(shù)發(fā)展的支持方式，探索制定適合國(guó)情、面向碳中和目標(biāo)的 CCUS 稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼激勵(lì)政策；給予超前部署的新一代低成本、低能耗技術(shù)以及與新能源耦合的負(fù)排放技術(shù)同等政策激勵(lì)。加速推動(dòng) CCUS 投融資以加速商業(yè)化步伐，將 CCUS 納入產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展目錄，探索政府與市場(chǎng)有機(jī)結(jié)合的 CCUS 商業(yè)化投融資機(jī)制，積極利用綠色金融、氣候債券、低碳基金等多種方式支持 CCUS 項(xiàng)目示范。提供穩(wěn)定持續(xù)的科技創(chuàng)新政策支持，提升 CCUS 的技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性和安全性，特別是先進(jìn)技術(shù)和具備負(fù)排放效益技術(shù)的研發(fā)示范。完善法律法規(guī)體系，制定 CCUS 行業(yè)規(guī)范、制度法規(guī)框架體系以及科學(xué)合理的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、監(jiān)管、終止標(biāo)準(zhǔn)體系，建立并完善 CCUS 建設(shè)運(yùn)營(yíng)所需的技術(shù)規(guī)范。 本+文內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

　　注：本文內(nèi)容呈現(xiàn)略有調(diào)整，若需可查看原文。 內(nèi)-容-來-自；中_國(guó)_碳_0排放￥交-易=網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

　　作者介紹 本*文@內(nèi)-容-來-自；中_國(guó)_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

　　李陽(yáng)，油氣田開發(fā)地質(zhì)、開發(fā)工程專家，中國(guó)工程院院士。 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國(guó)`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

　　20世紀(jì)九十年代中后期，主要致力于高含水老油田提高采收率技術(shù)研究工作，提出了“分隔控油”剩余油富集規(guī)律認(rèn)識(shí)，創(chuàng)建了以油藏地球物理及大幅度提高采收率為核心的高含水油田穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)，為我國(guó)東部原油持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)做出了突出貢獻(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)后，作為兩期國(guó)家“973”項(xiàng)目首席科學(xué)家，開展了超深層碳酸鹽巖縫洞型油藏開采及提高采收率研究工作，揭示了自由流-滲流耦合的流體流動(dòng)規(guī)律，建立了超深層縫洞儲(chǔ)集體識(shí)別與建模、數(shù)模方法，研究注水開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，為此類油氣藏高效開發(fā)提供了理論和技術(shù)支撐。 本*文@內(nèi)-容-來-自；中_國(guó)_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

　　作者：張賢，李陽(yáng)，馬喬，劉玲娜

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　　來源：我國(guó)碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展研究 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ