天天消息！36氪研究院 | 2022年中國(guó)碳捕集、利用與封存（CCUS）洞察報(bào)告

CCUS是溫室氣體減排的關(guān)鍵技術(shù)，其發(fā)展對(duì)于促進(jìn)化石能源的高效利用、如期實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)愿景具有重要意義。目前，我國(guó)CCUS仍處于發(fā)展早期，部分先進(jìn)技術(shù)尚處于研究階段。未來(lái)，隨著政策支持不斷、關(guān)鍵技術(shù)逐步成熟以及各行業(yè)巨大減排需求拉動(dòng)，我國(guó)CCUS將向著低成本、商業(yè)化、集群化方向發(fā)展，產(chǎn)值規(guī)模有望在2050年突破3,000億元。

(相關(guān)資料圖)

1、發(fā)展概況

CCUS定義

碳捕集、利用與封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，簡(jiǎn)稱 CCUS）是指將CO2從工業(yè)過程、能源利用或大氣中分離出來(lái)，直接加以利用或注入地層以實(shí)現(xiàn)CO2永久減排的過程[1]。按照技術(shù)流程，CCUS主要分為碳捕集、碳運(yùn)輸、碳利用、碳封存等環(huán)節(jié)。其中，碳捕集主要方式包括燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒等；碳運(yùn)輸是將捕集的CO2通過管道、船舶等方式運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)；碳利用是指通過工程技術(shù)手段將捕集的CO2實(shí)現(xiàn)資源化利用的過程，利用方式包括礦物碳化、物理利用、化學(xué)利用和生物利用等；碳封存是通過一定技術(shù)手段將捕集的CO2注入深部地質(zhì)儲(chǔ)層，使其與大氣長(zhǎng)期隔絕，封存方式主要包括地質(zhì)封存和海洋封存。

政策環(huán)境：政策助力CCUS技術(shù)推廣和示范工程建設(shè)

CCUS是目前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模溫室氣體減排的重要技術(shù)手段。短期內(nèi)，我國(guó)以石油、煤炭等化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)難以改變，發(fā)展CCUS可促進(jìn)化石能源的高效利用，加快傳統(tǒng)高排放行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)具有重要意義。近年來(lái)，我國(guó)出臺(tái)了一系列政策促進(jìn)CCUS發(fā)展，具體內(nèi)容包括推動(dòng)CCUS示范工程建設(shè)、加強(qiáng)CCUS技術(shù)推廣示范、將CCUS納入綠色債券目錄等。

技術(shù)環(huán)境：我國(guó)CCUS研發(fā)能力不斷突破，但部分關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在一定差距

隨著國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等支持不斷，我國(guó)在CCUS各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，其中，碳捕集環(huán)節(jié)的燃燒前物理吸收法、碳利用環(huán)節(jié)的鈾礦地浸開采技術(shù)等已處于商業(yè)應(yīng)用階段。與此同時(shí)，我國(guó)仍存在CCUS相關(guān)設(shè)施數(shù)量較少、項(xiàng)目規(guī)模較小等短板，部分關(guān)鍵技術(shù)落后于國(guó)際先進(jìn)水平。根據(jù)《二氧化碳捕集、封存與利用技術(shù)應(yīng)用狀況》數(shù)據(jù)，中國(guó)已建成投產(chǎn)、在建及擬建的碳捕集與封存設(shè)施數(shù)量占全球總量的7.7%，占比遠(yuǎn)低于美國(guó)的50.8%。賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)捕集規(guī)模在30萬(wàn)噸/年以下的CCUS項(xiàng)目數(shù)量占比達(dá)88.9%，捕集規(guī)模超過60萬(wàn)噸/年的項(xiàng)目?jī)H占3.7%，而美國(guó)CCUS單項(xiàng)年均碳捕集規(guī)模約241.4萬(wàn)噸/年。

2、發(fā)展現(xiàn)狀

生態(tài)結(jié)構(gòu)：按照產(chǎn)業(yè)流程，CCUS主要由碳排放、碳捕集、碳運(yùn)輸、碳利用與封存等環(huán)節(jié)組成

碳排放主要分為煤化工、制氫等高濃度排放和石油化工、煉鋼、燃煤、燃?xì)獾戎械蜐舛扰欧?。碳捕集、碳利用與封存是CCUS三大重點(diǎn)環(huán)節(jié)，下文將詳細(xì)闡述。碳運(yùn)輸主要分為罐車運(yùn)輸、船舶運(yùn)輸和管道運(yùn)輸?shù)取Ｆ渲?，罐車運(yùn)輸和船舶運(yùn)輸已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用階段，海底管道運(yùn)輸則仍處于研究階段。

（1）碳捕集：既是CCUS的首要環(huán)節(jié)，也是CCUS流程中成本主要來(lái)源。碳捕集主要從工業(yè)廢氣和大氣中捕獲，CO2濃度越高，捕集成本越低。按碳捕集與燃燒的先后順序可將碳捕集技術(shù)分為燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒捕集。燃燒前捕集成本相對(duì)較低、效率較高，但適用性不高；燃燒后捕集雖應(yīng)用較廣，但相對(duì)能耗和成本更高；富氧燃燒對(duì)操作環(huán)境要求高，目前仍處于示范階段。根據(jù)分離過程，碳捕集技術(shù)主要分為物理吸收技術(shù)、化學(xué)吸收技術(shù)、膜分離技術(shù)、低溫分離技術(shù)等。

（2）碳利用：是降低CCUS實(shí)施成本的關(guān)鍵。目前我國(guó)以地質(zhì)利用為主要方式，化工利用和生物利用相對(duì)較少。具體來(lái)看，地質(zhì)利用中CO2-EOR技術(shù)既能封存大量的CO2，又能增產(chǎn)石油，兼顧經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益，短期內(nèi)具有較高的可行性；化工利用是以化學(xué)轉(zhuǎn)化為主要特征，將CO2和共反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物從而實(shí)現(xiàn)資源化利用，對(duì)CO2濃度要求低、實(shí)施成本低，具有開發(fā)價(jià)值；生物利用是以生物轉(zhuǎn)化為主要手段，將CO2用于生物質(zhì)合成，對(duì)CO2的濃度要求較高、實(shí)施成本較高，但單噸CO2產(chǎn)出效益也相對(duì)較高。

（3）碳封存：目前CO2的排放量遠(yuǎn)超其利用能力，無(wú)法被利用的CO2需要利用封存技術(shù)埋存。碳封存主要分為咸水層封存、枯竭油氣藏封存等技術(shù)。其中，咸水層分布較廣且封閉性較好，封存效果理想；枯竭油氣藏通常具有完整、封閉且穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境，能保證封存的安全性，但存在一定的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，需要多方位監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行保障。

示范項(xiàng)目情況：我國(guó)CCUS項(xiàng)目遍布19個(gè)省份，利用和封存方式呈多樣化

根據(jù)《中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報(bào)告（2021）》，目前我國(guó)已投運(yùn)和建設(shè)中的CCUS示范項(xiàng)目約40個(gè)，分布于19個(gè)省份，涉及電廠和水泥廠等純捕集項(xiàng)目以及CO2-EOR、CO2-ECBM、地浸采鈾、重整制備合成氣、微藻固定和咸水層封存等多樣化封存及利用項(xiàng)目。其中，中石油吉林油田EOR項(xiàng)目是亞洲最大的EOR項(xiàng)目，已累計(jì)注入CO2超過200萬(wàn)噸；國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)華錦界電廠建設(shè)的15萬(wàn)噸/年燃燒后CO2捕集與封存全流程項(xiàng)目，是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的燃煤電廠CCUS示范項(xiàng)目。

3、發(fā)展展望

技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)成本降低，助力CCUS規(guī)模化應(yīng)用

目前，我國(guó)CCUS仍處于發(fā)展早期，部分先進(jìn)技術(shù)尚處于研究階段。未來(lái)，隨著政策支持不斷增多以及示范工程建設(shè)加速推進(jìn)，我國(guó)CCUS相關(guān)技術(shù)將逐步成熟，帶動(dòng)CCUS各環(huán)節(jié)成本下降，從而進(jìn)一步推動(dòng)CCUS規(guī)模化應(yīng)用。以碳捕集環(huán)節(jié)為例，新型膜分離、新型吸收、新型吸附等技術(shù)的成熟將推動(dòng)能耗和成本降低30%以上，有望在2035年前后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用[2]。

各行業(yè)減排需求巨大，預(yù)計(jì)2050年中國(guó)CCUS產(chǎn)值規(guī)模將超3,000億元

在“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)背景下，我國(guó)煤電、水泥、鋼鐵等行業(yè)減排需求巨大，帶動(dòng)CCUS進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。根據(jù)《中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報(bào)告（2021）》，預(yù)計(jì)2030年中國(guó)各行業(yè)CCUS減排需求達(dá)0.2-4.08億噸，2060年將達(dá)10-18.2億噸。此外，在一系列政策支持及技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下，我國(guó)CCUS市場(chǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)張，預(yù)計(jì)到2050年產(chǎn)值規(guī)模將達(dá)3,300億元，2025-2050年GAGR約11.9%。

[1][2] 資料來(lái)源：《中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報(bào)告（2021）》。

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