负碳排CCUS技术的商业化前景与机遇-第3页-北极星大气网

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在可持续发展方案中，CCUS到2070年近三分之二的累计减排量来自于目前处于原型或试点阶段的技术；余下三分之一来自已经成熟或处于早期采用阶段的技术，这些技术可以迅速扩大规模，从而不断改进现有技术并节约成本。今后十年直到2030年，这类比较成熟的能源和燃料转化技术（包括氢气生产）将贡献约一半的累计减排量。而这些应用场景中的大多数都是化学吸收法CO2捕集技术，因其已经成熟并被广泛应用于商业捕集设施。

图10 2018-2070年可持续发展情景中按技术就绪水平划分的CCUS减少的全球CO2排放量

资料来源：IEA《碳捕集、利用与封存（CCUS）——世界能源技术展望2020特别报告》

碳捕集目前依然处在成本高、成果小的早期阶段，运输储存技术的成熟以及成本的下降将助力推广。碳捕集位于CCUS全产业链上游，从捕集环节来看，部分技术已达到或接近商业化应用阶段。当前第一代捕集技术成本能耗仍然偏高，缺乏大规模示范工程经验。第二代技术处于实验室研发或小试阶段，需在2035年前后实现代际衔接。第一代捕集技术指现阶段已能进行大规模示范的技术，如胺基吸收剂、常压富氧燃烧等；第二代捕集技术指技术成熟后能耗和成本可比第一代技术降低30%以上的新技术，如新型膜分离技术、新型吸收技术、新型吸附技术、增压富氧燃烧技术、化学链燃烧技术等。在CCUS各环节中，捕集是能耗和成本最高的环节，据《中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)报告(2019)》，燃煤电厂（低浓度源）和煤化工（高浓度源）的捕集成本分别为300元/吨和180元/吨，管道运输成本约为80-120元/吨/100公里，地质封存成本为5-10元/吨，驱油成本为10-15元/吨，所以CCUS全流程成本达到300-400元/吨，远远高于我国碳市场的交易均价（20-30元/吨）。

根据《全球碳捕集与封存现状报告2020》，美国目前有38个开发中、在建或运行中的CCUS商业设施，占全球总数一半以上，累计二氧化碳封存量约6000万吨，年CO2捕集量约2500万吨。而我国目前仅部署10个全流程示范项目，累计封存二氧化碳量约200万吨，项目单体年捕集及封存利用量都在10万吨以内，在总体规模、产业成熟度、行业覆盖等方面与发达国家相比还有较大差距。后续处理方式主要为地质利用与封存，其中，提高石油采收率是重要利用方式之一，主要围绕几个油气盆地开展，包括东北松辽盆地、华北渤海湾盆地、西北鄂尔多斯盆地和准噶尔盆地。项目类型主要包括二氧化碳驱提高石油采收率（CO2-EOR）、二氧化碳驱替煤层气（CO2-ECBM）和咸水层封存三种。

二氧化碳驱提高石油采收率项目在国内三大石油公司中石化、中石油以及延长石油的油田开展，包括中石化胜利油田、中原油田以及中石油大庆、吉林、新疆油田和长庆油田。国内外大量实践证实，利用CO2在提高石油采收率的同时可实现温室气体有效埋存，兼具经济效益和社会效益，是目前技术经济条件下碳减排最现实的方式。CO2纯度在90%以上即可用于提高采油率。CO2在地层内溶于水后，可使水的黏度增加20-30%；二氧化碳溶于油后，使原油体积膨胀，黏度降低30-80%，油水界面张力降低，有利于增加采油速度。CO2驱油一般可提高原油采收率7-15%，延长油井生产寿命15-20年。相较于水和其他气体介质，利用二氧化碳提高石油采收率具有独特优势，可以解决水驱注入压力高或注不进、无水源可注的问题，是老油田持续提高采收率、新油田提高开发水平、非常规油气寻找更好开发途径的必然要求，技术应用潜力巨大、发展前景广阔。

驱替煤层气项目目前处于先导试验阶段，由中联煤在沁水-临汾盆地的柳林和柿庄开展。二氧化碳铀矿地浸开采技术已成熟，中国核工业集团在通辽进行了工业应用。

三、市场规模

3.1目前市场规模

根据《中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS) 报告(2019)》，中国目前的在运行项目有21个，每年捕集约213.3万吨二氧化碳，其中96.2万吨用于生产原油、煤层气等。根据有CO2捕集规模及成本数据的7个较为大型的项目计算得到每年用于捕集的成本约为4.5亿元。

表12 中国CCUS 项目基本信息表

资料来源：《中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS) 报告(2019) 》，国泰君安证券研究

3.2国外重点项目分析

2016年11月，中国石油、BP等OGCI成员企业的领导人在伦敦发布了《OGCI共同宣言》，宣布为响应《巴黎协定》设立总额为10亿美元的气候投资基金，同时提出了本行业控制和减少温室气体排放的行动方向，包括减少天然气生产储运过程的甲烷排放、利用CCUS降低交通运输业的碳排放强度等。联合国政府间气候变化专门委员会的研究结果显示，几乎所有气候变暖警告场景都需要这项技术。碳捕集利用与封存技术作为低碳发展的必由之路，将在世界能源领域扮演重要角色。BP曾多次公开表示，受益于碳捕集利用与封存技术，脱碳天然气将在低碳未来中成为最有成本效益的能源之一。道达尔也正在致力于研发应对气候变化的油气开采新技术——碳捕集利用与封存，并将用大约10%的研发预算攻关这一领域。

2019年5月20日，油气行业气候倡议组织（OGCI）下设的气候投资公司公布了一项最新投资，该投资是迄今为止在美国境内最大的碳捕集利用与封存项目。这一项目每年将从与Wabash Valley Resources公司位于同一地区的氨肥厂捕获和封存150万吨至175万吨二氧化碳，这将成就世界上首个净零碳排放的氨肥生产厂。OGCI表示，化肥企业一直是温室气体的主要排放源，约占全球二氧化碳排放量的2%，该项目将帮助位于同一地区的化肥生产企业减少碳足迹。气候投资公司表示，碳捕集利用与封存技术将是实现低碳经济的重要组成部分，此次投资是公司践行“利用碳捕集利用与封存技术促使工业部门低碳化转型”的力证。

3.3中国重点项目分析

中国石油吉林油田CO2-EOR 先导试验区于2008年4月建成，标志着中国第一个CO2-EOR项目示范区的正式建立。吉林油田CO2-EOR项目是中国第一个全流程CCUS项目，其气源来自中石油长岭气田，通过管道运输至与之相距仅十几千米的驱油示范区。在国家“973”、“863”计划及中国石油重大科技专项的大力支持下，吉林油田率先开展CO2驱先导试验和工业化应用，现已建成了中国石油CO2驱油与埋存试验基地、国内首座大规模超临界循环注入站，研发形成陆相沉积低渗透油藏CO2驱油与埋存关键技术，形成了三大系列八项主体技术；完整实践了CCS-EOR全过程，建成了五类CO2驱油与埋存示范区，经过近10年的矿场验证，系统运行安全可靠，试验取得了显著效果，至2019年11月累计埋存CO2150万吨，核心区可提高采收率25个百分点，累增油403万吨，实现了CCS-EOR工业化应用，成功示范了陆相沉积特低渗透油藏二氧化碳驱油与埋存的可行性，为未来工业CO2规模效益埋存探索了一条可行之路。

3.4未来市场规模

根据《中国CCUS技术发展趋势分析》，2030年CO2利用封存量计划达到5000万吨/年，其中4360万吨可用于化工、生物、地质利用，产值1100亿元，其余封存量若按美国45Q条款中税收抵免标准50美元/吨进行计算，将价值20亿元，因此市场规模可以达到1120亿元。

表13 CCUS技术发展趋势和目标

资料来源：《中国CCUS技术发展趋势分析》（刊载于《中国电机工程学报》）

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