7月27日,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)下達(dá)2022年碳達(dá)峰碳中和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)專項(xiàng)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃通知,明確了碳捕集、利用與封存(CCUS)項(xiàng)目溫室氣體減排量化和核查技術(shù)規(guī)范以及二氧化碳地質(zhì)封存場(chǎng)地評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。這對(duì)我國(guó)CCUS規(guī)范化發(fā)展具有重要意義——CCUS項(xiàng)目由無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依變得有規(guī)矩可循,為我國(guó)CCUS大規(guī)模商業(yè)化提供了標(biāo)準(zhǔn)化支撐。
示范項(xiàng)目日益增多、規(guī)模變大
我國(guó)對(duì)CCUS技術(shù)探索可追溯到2006年以前。2006年,我國(guó)研制出首個(gè)燃煤電廠二氧化碳捕集裝置,也是在這一年,我國(guó)多個(gè)政策文件提到要發(fā)展CCUS。
據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)規(guī)劃發(fā)展部主任潘荔介紹,2008年,以華能北京熱電廠碳捕集(0.3萬(wàn)噸/年)試驗(yàn)項(xiàng)目為標(biāo)志,CCUS項(xiàng)目在我國(guó)開(kāi)局起步。根據(jù)《氣候戰(zhàn)略研究簡(jiǎn)報(bào)》2017年第24期介紹,到2017年,我國(guó)在煤電、油氣領(lǐng)域共有13個(gè)萬(wàn)噸級(jí)及以上CCUS項(xiàng)目在運(yùn)或在建。這一階段,我國(guó)CCUS項(xiàng)目從碳捕集源看,主要集中于火電和煤化工領(lǐng)域;從運(yùn)輸方式看,以罐車運(yùn)輸為主;從碳利用和封存方式看,以驅(qū)油(EOR)為主,還有部分作為工業(yè)品使用和鹽水層封存。總體而言,我國(guó)CCUS的試驗(yàn)示范仍處于起步階段。
此后幾年,我國(guó)CCUS試驗(yàn)示范項(xiàng)目大踏步推進(jìn),在技術(shù)研發(fā)、試驗(yàn)示范和商業(yè)化探索方面開(kāi)展了大量工作,呈現(xiàn)出技術(shù)路徑多樣、項(xiàng)目種類齊全、部署發(fā)展良好的格局。
從2021年開(kāi)始,我國(guó)CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)和全流程示范應(yīng)用進(jìn)入新階段,項(xiàng)目迅速增多,規(guī)模越來(lái)越大。2021年1月,山西大唐國(guó)際云岡熱電有限責(zé)任公司建設(shè)的世界首個(gè)煤電碳捕集及資源化利用全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)線進(jìn)入試生產(chǎn)。而今年上半年,我國(guó)就有7個(gè)CCUS項(xiàng)目發(fā)布最新動(dòng)態(tài),包括我國(guó)首個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目齊魯石化—勝利油田CCUS項(xiàng)目全面建成,全國(guó)最大煤電CCUS項(xiàng)目國(guó)家能源集團(tuán)江蘇公司二氧化碳捕集與資源化能源化利用技術(shù)研究及示范項(xiàng)目(50萬(wàn)噸級(jí))開(kāi)工等。
據(jù)統(tǒng)計(jì),近兩年我國(guó)CCUS項(xiàng)目的數(shù)量和規(guī)模都在快速增長(zhǎng),遍布全國(guó)多個(gè)省份。
技術(shù)基本與國(guó)外先進(jìn)水平同步
生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院院長(zhǎng)王金南等專家認(rèn)為,經(jīng)過(guò)10多年的試驗(yàn)示范,我國(guó)CCUS技術(shù)水平基本與國(guó)際先進(jìn)水平保持了同步,各項(xiàng)目技術(shù)的儲(chǔ)備及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)使我國(guó)CCUS大規(guī)模商業(yè)化成為可能。
在捕集技術(shù)方面,我國(guó)第一代碳捕集技術(shù)(燃燒后捕集技術(shù)、燃燒前捕集技術(shù)、富氧燃燒技術(shù))發(fā)展?jié)u趨成熟。第二代碳捕集技術(shù)(新型膜分離技術(shù)、新型吸收技術(shù)、新型吸附技術(shù)、增壓富氧燃燒技術(shù))也處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或小試階段,技術(shù)成熟后其能耗和成本將比第一代技術(shù)降低30%以上,預(yù)計(jì)2035年前后有望大規(guī)模推廣應(yīng)用。
在輸送技術(shù)方面,我國(guó)的罐車運(yùn)輸和船舶運(yùn)輸技術(shù)已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用階段,主要應(yīng)用于規(guī)模10萬(wàn)噸/年以下的二氧化碳輸送。管道輸送技術(shù)也進(jìn)入中試階段,其中海底管道運(yùn)輸?shù)某杀颈汝懮瞎艿栏?0%~70%,目前也進(jìn)入研究階段。
在利用與封存技術(shù)方面,我國(guó)二氧化碳強(qiáng)化驅(qū)油開(kāi)采技術(shù)已處于工業(yè)示范階段,并已展現(xiàn)出商業(yè)化潛力。以中石油吉林油田的CCUS項(xiàng)目為例,截至2021年9月,中石油吉林油田已建成5個(gè)二氧化碳驅(qū)油與埋存示范區(qū),年埋存能力35萬(wàn)噸;建成了國(guó)內(nèi)首座低成本二氧化碳循環(huán)注入站,日回注氣能力20萬(wàn)立方米,產(chǎn)出的伴生氣全部回注,二氧化碳實(shí)現(xiàn)“零排放”。
多環(huán)節(jié)已展現(xiàn)出商業(yè)化潛力
《中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報(bào)告(2021)》預(yù)測(cè),依照現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),2050年和2060年需要通過(guò)CCUS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的減排量分別為6億~14.5億噸和10億~18.2億噸。從我國(guó)源匯匹配的情況來(lái)看,CCUS技術(shù)可提供的減排潛力基本可以滿足實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的需求。
就目前階段而言,CCUS技術(shù)的成本是影響其大規(guī)模應(yīng)用的重要制約因素。CCUS技術(shù)的成本主要包括經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境成本。其中,經(jīng)濟(jì)成本包括固定成本和運(yùn)行成本,環(huán)境成本包括環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與能耗排放。
固定成本包括CCUS項(xiàng)目的前期投資,如設(shè)備安裝、占地投資等?!吨袊?guó)二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報(bào)告(2021)》指出,一家鋼鐵廠安裝年產(chǎn)能為10萬(wàn)噸的二氧化碳捕集和封存設(shè)施的成本大約為2700萬(wàn)美元。該報(bào)告指出,預(yù)計(jì)到2030年,二氧化碳捕集成本為90~390元/噸,封存成本為40~50元/噸;到2060年,二氧化碳捕集成本為20~130元/噸,封存成本為20~25元/噸。
二氧化碳管道運(yùn)輸是未來(lái)大規(guī)模示范項(xiàng)目的主要輸送方式,預(yù)計(jì)2030年和2060年二氧化碳管道運(yùn)輸成本分別為0.7元/噸·千米和0.4元/噸·千米。
環(huán)境成本主要由CCUS技術(shù)可能產(chǎn)生的環(huán)境影響和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)所致。二氧化碳在捕集、運(yùn)輸、利用與封存等環(huán)節(jié)可能會(huì)發(fā)生泄漏,對(duì)附近的生態(tài)環(huán)境、人身安全等造成一定的影響;另外,大部分CCUS技術(shù)具有額外增加能耗的特點(diǎn),這必然會(huì)涉及污染物的排放問(wèn)題。
從我國(guó)CCUS領(lǐng)域長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略角度考慮,加強(qiáng)對(duì)CCUS科研力量與資源投入進(jìn)行長(zhǎng)期規(guī)劃部署,從而建立逐步推進(jìn)的CCUS科技體系,明確面向碳中和目標(biāo)的CCUS技術(shù)發(fā)展路徑,并通過(guò)有序開(kāi)展大規(guī)模CCUS示范與產(chǎn)業(yè)化集群建設(shè)最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行,是我國(guó)CCUS的必由之路。而完善CCUS政策支持與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系則是前提,從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,我國(guó)正在加快這方面的工作。
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