雙碳目標(biāo)下，不可或缺的CCUS為何發(fā)展緩慢
來源：辰于公司 點(diǎn)擊量：1632
作為溫室氣體排放第一大國，30·60目標(biāo)任務(wù)艱巨
時(shí)間緊
與發(fā)達(dá)國家相比，我國“碳中和”的時(shí)間安排更加緊湊。我國計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)計(jì)劃峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，二者之間只有30年時(shí)間。以德國、法國、英國為代表的歐洲國家于上世紀(jì) 80 年代末、90 年代初已實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，美國 2007 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，日本2013 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，距離 2050 年碳中和目標(biāo)均有 37~60 年的過渡期(見圖1)：
任務(wù)重
我國于2007年超過美國，成為二氧化碳排放第一大國，2019年二氧化碳排放量94億噸，遠(yuǎn)高于同期美國的52億噸和印度的26億噸(如圖2)。
將30·60目標(biāo)按部門進(jìn)行分解可以看到，到2050年工業(yè)部門需減排68%、終端電氣化率58%，建筑部門減排69%、終端電氣化率64%，交通部門減排44%、終端電氣化率25%，而電力部門則需減排80%以上，任務(wù)艱巨(見表1)。
僅靠能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、電氣化等實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，CCUS因此變得不可或缺
僅靠能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、電氣化等主要脫碳手段顯然無法完成任務(wù)。當(dāng)前，我國的碳排放主要來自電力、建筑、交通、工業(yè)四大部門，二氧化碳的產(chǎn)生來自一次能源的使用及工業(yè)生產(chǎn)過程(如圖2)。針對(duì)各產(chǎn)生環(huán)節(jié)，有四大減排思路：
一是調(diào)整一次能源結(jié)構(gòu)。用清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)煤電等化石能源發(fā)電，到2050年，預(yù)計(jì)煤炭發(fā)電占比將降至 9%，石油占比降至8%，天然氣占比降至10%，非化石能源占比上升到73%。但結(jié)構(gòu)調(diào)整存在一定限制，至2050年我國仍需保留400-700 GW煤電，承擔(dān)基荷、調(diào)峰和供暖需求。
二是終端非電部門電氣化。擁有清潔電源后，將終端非電力部門所使用的能源從化石燃料轉(zhuǎn)向電力即可實(shí)現(xiàn)非電部門脫碳，預(yù)計(jì)2050年工業(yè)、建筑、交通部門電氣化水平分別為58%、64%、25%。
三是提升工業(yè)生產(chǎn)能效。對(duì)工業(yè)內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工藝革新，發(fā)展替代原料燃料技術(shù)等。例如，水泥生產(chǎn)過程中可以通過采用碳排放強(qiáng)度低的原料代替石灰質(zhì)原料，包括電石渣、高爐礦渣、粉煤灰、鋼渣等，降低二氧化碳的排放。
四是降低工業(yè)產(chǎn)品的需求量。伴隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)，對(duì)高耗能產(chǎn)品的需求將持續(xù)下降。
綜合各減排渠道，仍有30%左右的碳排放無法通過減排消除，除去自然碳匯后，有10-20億噸的二氧化碳需人工處置，CCUS因此變得不可或缺(見圖4)。
CCUS(碳捕集利用與封存技術(shù))，被認(rèn)為是最具潛力的前沿減排技術(shù)之一(見圖5)。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第五次評(píng)估報(bào)告指出：如果沒有CCUS，絕大多數(shù)氣候模式都不能實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)。更為關(guān)鍵的是，沒有CCUS技術(shù)，減排成本將會(huì)成倍增加，估計(jì)增幅平均高達(dá)138%。
近觀我國，CCUS對(duì)實(shí)現(xiàn)30·60目標(biāo)的必要性主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：
從經(jīng)濟(jì)性看，我國依然存在一批建成時(shí)間較短的化石燃料發(fā)電廠，在中短期內(nèi)將其中的大部分直接停用會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。使用CCUS技術(shù)進(jìn)行改造，可以形成一段合理的緩沖期，理想情況下業(yè)主甚至能收回投資。
從靈活性看，CCUS技術(shù)使能源結(jié)構(gòu)得以靈活調(diào)整。為達(dá)到碳中和目標(biāo)，清潔能源比例需迅速上升，但其利用難度也更大，技術(shù)成熟度較低。在過渡期內(nèi)，配備CCUS的發(fā)電廠則不必嚴(yán)格利用清潔能源，可以靈活調(diào)整一次能源的結(jié)構(gòu)，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
從有效性看，CCUS技術(shù)使凈零排放的目標(biāo)更加現(xiàn)實(shí)。能源結(jié)構(gòu)的變革未必能做到極限，在減排目標(biāo)未完成的情況下，實(shí)施額外的碳捕捉為碳中和目標(biāo)提供有效保障。此外，CCUS與生物能源相結(jié)合，能夠使發(fā)電過程產(chǎn)生負(fù)排放，對(duì)于一些成本較高或技術(shù)解決方案有限的部門，該技術(shù)能進(jìn)一步抵消剩余排放。
辰于估計(jì)，到2050年，CCUS行業(yè)需累計(jì)投資3.2萬億以上，其中捕集環(huán)節(jié)需投資1.2萬億，運(yùn)輸環(huán)節(jié)需投資0.6萬億，封存環(huán)節(jié)需投資1.5萬億，與此同時(shí)，運(yùn)營市場(chǎng)規(guī)模也將從2025年的217億元提升至2050年的4600億元。
不過國內(nèi)CCUS發(fā)展面臨四大困難，完全商業(yè)化尚需時(shí)間
當(dāng)前，我國每年CCUS封存量僅為10~100萬噸，遠(yuǎn)低于美國每年的2100萬噸。截至2019年底，我國二氧化碳累積封存量200萬噸，遠(yuǎn)低于美國的5800萬噸(見表2)。
國內(nèi)CCUS發(fā)展之所以相對(duì)較慢，主要面臨四大障礙：
法律法規(guī)不健全：從現(xiàn)有政策來看，國家對(duì)于發(fā)展CCUS持鼓勵(lì)態(tài)度，但主要以宏觀的引導(dǎo)和鼓勵(lì)為主，并沒有針對(duì)CCUS發(fā)展有具體財(cái)稅支持。在示范項(xiàng)目的選址、建設(shè)、運(yùn)營和地質(zhì)利用與封存場(chǎng)地關(guān)閉及關(guān)閉后的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)控等方面同樣缺乏相關(guān)的法律法規(guī)。
成本居高不下：當(dāng)前技術(shù)條件下，CCUS的捕集和建運(yùn)成本高昂，例如安裝碳捕集裝置，將產(chǎn)生額外的資本投入和運(yùn)行維護(hù)成本；CO2目前輸送主要以罐車為主，運(yùn)輸成本高，而CO2管網(wǎng)建設(shè)投入高、風(fēng)險(xiǎn)大，這也影響著CCUS技術(shù)的推廣。
技術(shù)尚未完全成熟：我國CCUS全流程各類技術(shù)路線都分別開展了實(shí)驗(yàn)示范項(xiàng)目，但整體仍處于研發(fā)和實(shí)驗(yàn)階段，而且項(xiàng)目及范圍都太小。雖然新建項(xiàng)目和規(guī)模都在增加，但還缺少全流程一體、更大規(guī)模的可復(fù)制的經(jīng)濟(jì)效益明顯的集成示范項(xiàng)目。
項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)較大：CCUS捕集的是高濃度高壓下的液態(tài)CO2，若在運(yùn)輸、注入和封存過程中發(fā)生泄漏，將對(duì)附近的生態(tài)環(huán)境造成影響，甚至危害人身安全。特別是地質(zhì)復(fù)雜性及其帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的不確定性，嚴(yán)重制約著政府和公眾對(duì)CCUS的接受程度。這需要針對(duì)具體項(xiàng)目在環(huán)境監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)防控的過程中考慮全流程、全階段來制定切實(shí)有效的方案。
綜合考慮國內(nèi)CCUS技術(shù)路線圖和當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境，辰于認(rèn)為CCUS完全商業(yè)化應(yīng)用可能要到2030年之后，相關(guān)企業(yè)需做好技術(shù)儲(chǔ)備以及持續(xù)關(guān)注、投入的準(zhǔn)備。
■ ■ ■ ■ ■
關(guān)于《雙碳目標(biāo)下，不可或缺的CCUS為何發(fā)展緩慢》
本報(bào)告基于對(duì)CCUS行業(yè)的深入研究，結(jié)合辰于咨詢公司近期完成的相關(guān)咨詢項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)完成。
報(bào)告采集的數(shù)據(jù)截至2021年4月。
報(bào)告資料來源為國務(wù)院、生態(tài)環(huán)境部、各省政府信息公開、辰數(shù)(www.chenyudata.com)等。辰數(shù)致力于成為生態(tài)環(huán)境行業(yè)最好的數(shù)據(jù)平臺(tái)，為企業(yè)、政府、學(xué)校和專業(yè)機(jī)構(gòu)提供最全最新最可信的環(huán)保數(shù)據(jù)與多元定制個(gè)性化的用戶服務(wù)，具有廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景與市場(chǎng)空間。
關(guān)于辰于公司
辰于成立于2017年1月，通過辰于咨詢+辰數(shù)+辰服SaaS產(chǎn)品的創(chuàng)新模式，助推生態(tài)環(huán)境客戶轉(zhuǎn)型升級(jí)，共建美麗中國。
北辰星拱，止于至善，辰于的愿景是成為一家受業(yè)界尊重的企業(yè)，追求最極致的狀態(tài)。目前，設(shè)立了辰于(北京)咨詢、辰于(北京)科技和辰于(廣州)信息技術(shù)三家公司。
關(guān)于作者
劉海楠是辰于公司合伙人，專注于生態(tài)環(huán)境與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)
聯(lián)系方式：liuhainan@chenyucn.com
王浩然是辰于公司合伙人，專注于生態(tài)環(huán)境與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)
聯(lián)系方式：wanghaoran@chenyucn.com
甘振宇是辰于公司合伙人，專注于生態(tài)環(huán)境與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)
聯(lián)系方式：ganzhenyu@chenyucn.com
三位作者誠摯感謝黃映嬌、鄭佳佳對(duì)本報(bào)告的貢獻(xiàn)。
- 版權(quán)與免責(zé)聲明：凡本網(wǎng)注明“來源：泵閥商務(wù)網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-泵閥商務(wù)網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：泵閥商務(wù)網(wǎng)www.mutongjihua.com”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非泵閥商務(wù)網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
我要評(píng)論
文明上網(wǎng)，理性發(fā)言。（您還可以輸入200個(gè)字符)
表情
所有評(píng)論僅代表網(wǎng)友意見，與本站立場(chǎng)無關(guān)。
評(píng)論