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

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

(相關資料圖)

1、發(fā)展概況

CCUS定義

碳捕集、利用與封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，簡稱 CCUS）是指將CO2從工業(yè)過程、能源利用或大氣中分離出來，直接加以利用或注入地層以實現CO2永久減排的過程[1]。按照技術流程，CCUS主要分為碳捕集、碳運輸、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；碳運輸是將捕集的CO2通過管道、船舶等方式運輸到指定地點；碳利用是指通過工程技術手段將捕集的CO2實現資源化利用的過程，利用方式包括礦物碳化、物理利用、化學利用和生物利用等；碳封存是通過一定技術手段將捕集的CO2注入深部地質儲層，使其與大氣長期隔絕，封存方式主要包括地質封存和海洋封存。

政策環(huán)境：政策助力CCUS技術推廣和示范工程建設

CCUS是目前實現大規(guī)模溫室氣體減排的重要技術手段。短期內，我國以石油、煤炭等化石能源為主的能源結構難以改變，發(fā)展CCUS可促進化石能源的高效利用，加快傳統(tǒng)高排放行業(yè)的轉型發(fā)展，對我國實現“雙碳”戰(zhàn)略目標具有重要意義。近年來，我國出臺了一系列政策促進CCUS發(fā)展，具體內容包括推動CCUS示范工程建設、加強CCUS技術推廣示范、將CCUS納入綠色債券目錄等。

技術環(huán)境：我國CCUS研發(fā)能力不斷突破，但部分關鍵技術與國際先進水平仍存在一定差距

隨著國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃等支持不斷，我國在CCUS各環(huán)節(jié)的關鍵技術不斷突破，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等已處于商業(yè)應用階段。與此同時，我國仍存在CCUS相關設施數量較少、項目規(guī)模較小等短板，部分關鍵技術落后于國際先進水平。根據《二氧化碳捕集、封存與利用技術應用狀況》數據，中國已建成投產、在建及擬建的碳捕集與封存設施數量占全球總量的7.7%，占比遠低于美國的50.8%。賽迪顧問數據顯示，2021年我國捕集規(guī)模在30萬噸/年以下的CCUS項目數量占比達88.9%，捕集規(guī)模超過60萬噸/年的項目僅占3.7%，而美國CCUS單項年均碳捕集規(guī)模約241.4萬噸/年。

2、發(fā)展現狀

生態(tài)結構：按照產業(yè)流程，CCUS主要由碳排放、碳捕集、碳運輸、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、燃氣等中低濃度排放。碳捕集、碳利用與封存是CCUS三大重點環(huán)節(jié)，下文將詳細闡述。碳運輸主要分為罐車運輸、船舶運輸和管道運輸等。其中，罐車運輸和船舶運輸已達到商業(yè)應用階段，海底管道運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較低、效率較高，但適用性不高；燃燒后捕集雖應用較廣，但相對能耗和成本更高；富氧燃燒對操作環(huán)境要求高，目前仍處于示范階段。根據分離過程，碳捕集技術主要分為物理吸收技術、化學吸收技術、膜分離技術、低溫分離技術等。

（2）碳利用：是降低CCUS實施成本的關鍵。目前我國以地質利用為主要方式，化工利用和生物利用相對較少。具體來看，地質利用中CO2-EOR技術既能封存大量的CO2，又能增產石油，兼顧經濟與環(huán)境效益，短期內具有較高的可行性；化工利用是以化學轉化為主要特征，將CO2和共反應物轉化為目標產物從而實現資源化利用，對CO2濃度要求低、實施成本低，具有開發(fā)價值；生物利用是以生物轉化為主要手段，將CO2用于生物質合成，對CO2的濃度要求較高、實施成本較高，但單噸CO2產出效益也相對較高。

（3）碳封存：目前CO2的排放量遠超其利用能力，無法被利用的CO2需要利用封存技術埋存。碳封存主要分為咸水層封存、枯竭油氣藏封存等技術。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)定的地質環(huán)境，能保證封存的安全性，但存在一定的泄漏風險，需要多方位監(jiān)測技術進行保障。

示范項目情況：我國CCUS項目遍布19個省份，利用和封存方式呈多樣化

根據《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》，目前我國已投運和建設中的CCUS示范項目約40個，分布于19個省份，涉及電廠和水泥廠等純捕集項目以及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目。其中，中石油吉林油田EOR項目是亞洲最大的EOR項目，已累計注入CO2超過200萬噸；國家能源集團國華錦界電廠建設的15萬噸/年燃燒后CO2捕集與封存全流程項目，是目前國內規(guī)模最大的燃煤電廠CCUS示范項目。

3、發(fā)展展望

技術創(chuàng)新推動成本降低，助力CCUS規(guī)模化應用

目前，我國CCUS仍處于發(fā)展早期，部分先進技術尚處于研究階段。未來，隨著政策支持不斷增多以及示范工程建設加速推進，我國CCUS相關技術將逐步成熟，帶動CCUS各環(huán)節(jié)成本下降，從而進一步推動CCUS規(guī)模化應用。以碳捕集環(huán)節(jié)為例，新型膜分離、新型吸收、新型吸附等技術的成熟將推動能耗和成本降低30%以上，有望在2035年前后實現大規(guī)模推廣應用[2]。

各行業(yè)減排需求巨大，預計2050年中國CCUS產值規(guī)模將超3,000億元

在“碳中和”戰(zhàn)略目標背景下，我國煤電、水泥、鋼鐵等行業(yè)減排需求巨大，帶動CCUS進入快速增長期。根據《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》，預計2030年中國各行業(yè)CCUS減排需求達0.2-4.08億噸，2060年將達10-18.2億噸。此外，在一系列政策支持及技術進步推動下，我國CCUS市場規(guī)模逐步擴張，預計到2050年產值規(guī)模將達3,300億元，2025-2050年GAGR約11.9%。

[1][2] 資料來源：《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》。

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關鍵詞： 關鍵技術 二氧化碳 年度報告