负碳排CCUS技术的商业化前景与机遇

四、产业驱动力及商业模式

4.1产业驱动力

目前，CCUS产业发展的驱动方式主要有政策驱动和资金驱动，具体包括国家激励政策、税收（碳税）、强制性减排政策、政府及公共基金、碳交易等。其中，激励政策包括政府或组织机构投资补贴、税收减免、矿区使用费的优惠、CO2价格担保和政府对投资贷款的担保等。需要指出的是，目前CCUS项目多处在研发和示范阶段，其主要驱动力来源于政府的资金支持、国家激励政策，以及税收等因素。随着产业的发展，当从示范阶段走向大规模工业化推广和商业化运行阶段，强制性减排与碳交易市场可能成为其主要驱动因素。

4.1.1政策驱动

各个环节均有相关法律法规可供参考

2020年9月22日，习近平主席在联合国大会上第一次宣布了中国的2030碳达峰、2060碳中和目标。2021年2月22日，中国政府网发布《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》。指导意见分为8项内容，包括：总体要求，健全绿色低碳循环发展的生产体系，健全绿色低碳循环发展的流通体系，健全绿色低碳循环发展的消费体系，加快基础设施绿色升级，构建市场导向的绿色技术创新体系，完善法律法规政策体系，认真抓好组织实施。其中，在第五项加快基础设施绿色升级中的推动能源体系绿色低碳转型意见下，重点提到了“开展二氧化碳捕集、利用和封存试验示范”。

2006至2018年，国家发展和改革委员会、生态环境部、科学技术部、财政部、外交部、、工业和信息化部、国土资源部等多达16个国家部委先后参与制定并发布了20多项国家政策和发展规划。这些发展规划不仅涉及到国家战略层面，还进一步向具体化、可操作、可执行、可示范、可推广的趋势深度发展，为CCUS技术的研发、示范、应用指明了方向。

2016年国务院印发的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》明确提出，要推进工业领域碳捕集、利用和封存试点示范。同年，原环保部发布的《二氧化碳捕集、利用余封存环境风险评估技术指南（试行）》是发展中国家第一个针对CCUS的环境管理规范。

图11 中国针对CCUS出台的主要政策数量

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

全国碳市场处在发展初期

全国碳市场作为落实我国CO2排放达峰目标与碳中和愿景的核心政策工具之一，具有其重要意义。我国自2011年起在7个省市启动了地方碳交易试点工作，并取得了积极进展。在此基础上，2021年1月1日，全国碳市场首个履约周期正式启动，涉及2225家发电行业的重点排放单位；2月1日起，《碳排放权交易管理办法（试行）》正式施行，这标志着全国碳市场的建设和发展进入了新阶段。

表14 碳中和相关政策汇总

资料来源：政府官网，国泰君安证券研究

4.1.2资金驱动

企业自筹与赠款资金为主

CCUS的发展与应用与投资环境密切相关。CCUS是一项流程复杂的技术，具有较长的产业链，产业内各行业间的相关性较强，对资金的需求量很大，资金交叉普遍、关联度高，融资关系复杂，投资风险高。CCUS的发展是一个长期的过程，政府和企业在资金、技术等方面的投资需要具备持久性和稳定性。持久、大量的资金投入是CCUS产业发展的前提。

过去二十多年，国内已经开展二十余个CCUS试点项目，已经初步完成技术储备工作，但仍处于起步阶段，碳捕集成本也还处于较高水平。迄今为止，国内大多数CCUS项目的前期投资都是通过企业自有资金以及高比例赠款资金实现的，几乎没有债务融资方式。

投资机构关注“碳中和”

碳中和目标提出后，很多投资机构积极响应，明确表示加强相关行业的投资力度。2021年3月，红杉中国与远景科技共同成立总规模为100亿元人民币的碳中和技术基金，红杉资本全球执行合伙人沈南鹏表示，碳中和即当下关系到人类命运的关键命题。过去16年，我们持续推动碳中和创新技术在新能源、数字经济、智慧交通等领域的价值重构，支持了一大批创业企业快速壮大，但这还远远不够。因此，今天我们联手远景设立碳中和基金，共同探索更常态化、系统化的低碳创新应用方案。

高瓴创始人张磊认为，在助力实现碳中和的目标上，市场化的PE/VC机构大有可为。在全阶段的投资周期中，高瓴都高度重视环境、社会和公司治理（ESG）因素，将其作为必不可少的投资决策标准。同时，通过前瞻性的行业研究，高瓴持续加大对新能源、绿色低碳技术等领域的投资布局。高瓴资本已经在新能源技术、材料、工艺等“绿色新基建”领域，按照“碳中和”技术路线图，深入布局了光伏、新能源汽车和芯片等产业链上下游。

此外，特斯拉CEO马斯克在2021年2月称，计划捐赠1亿美元奖励最佳碳捕捉技术的开发，将CCUS概念传递给更多投资界和实业界人士。

全球金融机构的资产“去煤化”

在全球范围内，已经有超过一百家金融机构终止了对煤矿和燃煤电厂提供新的贷款，包括日本最大的金融机构三菱日联金融集团、英国巴克莱银行、英国皇家苏格兰银行、法国巴黎百富勤、法国兴业银行、瑞士信贷、德国银行、汇丰银行等知名的金融机构。尽管全球金融机构的资产“去煤化”已经大势所趋，但目前没有一家大型的以中国内地为基地的银行走出“去煤化”这一步。虽然很多银行已经建立了相对完善的绿色金融政策体系，逐渐加大对经济绿色转型发展的支持力度，例如兴业银行的“绿色创新投资业务”、台州银行的“绿色节能贷款”等，但是顶层设计尚处于起步阶段。

另一方面，煤炭的清洁利用仍然被划分为绿色金融指引目录内，尽管其仍会带来大量的温室气体排放，同时在官方的解释中，尚未提及清洁煤必须采用CCUS技术实现近零排放或低排放。因此，更加统一、明确的气候融资标准有待建立。

4.2商业模式

根据国外CCUS 示范项目商业模式（美国Val Verde Natural Gas Plants项目、美国Coffeyville Gasification Plant 项目、加拿大Quest 项目、沙特阿拉伯Uthmaniyah CO2-EOR 全流程示范项目等）和能源项目商业模式（煤层气、页岩气、脱硫项目等），结合中国目前运营的CO2-EOR 项目商业模式，可以总结出目前存在的两种主要CCUS商业模式：油企全流程独立运营模式及CCUS运营商模式。

4.2.1油企全流程独立运营模式

这种商业模式的核心特点是油田企业是CCUS 全流程的独立运营商，这种垂直一体化的商业模式使得风险与利润在多部门间可以较为灵活地分担，并且各部门间的协调相较跨企业商业模式更容易实现，具有较低的交易成本，可以很好地满足CCUS技术发展初期的条件。该商业模式以中石油吉林油田、中石化胜利油田为代表。

4.2.2CCUS运营商模式

该运营模式下，独立运营企业参与到CCUS项目的经营中来。CCUS运营商灵活地将收购的捕集CO2销售给CO2使用方（油田），或是将CO2直接封存获取封存补贴。根据不同的合同制定规则，CCUS运营商收购与出售CO2的价格可能面临风险（基于价格标的）。中石油长庆油田、新疆油田和中石化中原油田的CCUS项目都采用此模式。

CCUS运营商模式下，CCUS出现了独立的市场化运营商，即CO2捕集企业，比如给长庆油田CO2-EOR项目供气的宁夏德大气体开发科技有限公司、给中石油新疆油田分公司CO2-EOR项目供气的新疆敦华石油技术有限公司。CO2捕集企业从煤化工企业购买低纯度CO2，依靠企业自身技术进行捕集、分离和提纯，并运送至油田封存现场，油企之外的民营企业承担了运营商的角色。

图12 油企全流程独立运营模式

资料来源：《中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS) 报告(2019) 》

图13 CCUS运营商模式

资料来源：《中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS) 报告(2019) 》

五、产业发展困境

5.1尚无针对性的专项法律法规及财税支持

从现有政策来看，国家对于发展CCUS持鼓励态度，主要以宏观的引导和鼓励为主，并没有针对CCUS发展有具体财税支持。在示范项目的选址、建设、运营和地质利用与封存场地关闭及关闭后的环境风险评估、监控等方面同样缺乏相关法律法规。参考国外经验，应当对碳排放或者碳捕集的外部性进行明确定价，并采取相应的财税政策支持。

表15 国外对CCUS的财税支持

资料来源：国际环保在线，国泰君安证券研究

5.2碳市场制度建设及金融服务不够完善

从确立碳交易试点至今已过去10年，全国碳市场筹建已有3年，并在探索交易成果上见到了一定成效。但总体来说，国内碳交易市场的推进并未达到预期目的，企业未能在节能减排上取得效益，主动性不高。

应加快全国碳市场制度体系建设，以较高层级的立法来保证碳市场的权威性，尽快出台全国碳排放权交易管理条例，为碳市场体系建设提供法律支撑。除此之外，科学制定碳配额分配机制并逐步扩大全国碳市场的行业覆盖范围。

金融支持方面，在风险可控的原则下，研究开发与碳排放权相关的金融产品和服务。比如，推动碳金融产品体系的层次性发展，先积极推广落地碳配额质押信贷业务，再尝试在碳交易项目实施中提供碳信用、碳风险管理等金融服务；不断丰富碳金融衍生品，先试点碳远期、碳掉期等场外产品，再逐步推动碳期货、碳期权等场内产品发展。逐步扩大交易主体范围，支持金融机构有序参与碳市场交易，适时增加符合条件的机构投资者和个人投资者参与碳排放权交易。

5.3缺乏债务融资

目前，国内还没有见到CCUS工业项目采用商业贷款或股权投资的融资模式。为了以实现气候变化目标所需的速度来部署CCUS，私营部门的投资比例必须增加。因此，银行在向项目开发商提供债务融资方面发挥着关键作用。而目前银行债务融资的难点在于，CCUS项目实施企业无法获利。国家激励政策的进一步完善、碳市场的成熟、运输和存储基础设施集群式部署，对于降低碳捕集与封存项目的债务融资风险至关重要。

六、三类企业最有可能参与到CCUS之中

6.1传统油气、煤炭等能源企业亟待CCUS技术转型

CCUS技术的应用是当下传统能源行业长期转型的重要方向，如果传统煤炭、石油和天然气行业可将产业链向此方向延伸，那么其高碳排放属性将直接转换为二氧化碳的低成本优势，将对行业自身产生巨大变革。“碳中和”大背景下，对传统能源的需求将逐步降低；对原有产能的效能要求将逐步提升，同时相对低效、落后的产能会逐步被淘汰；具备规模效应和资本技术优势的行业龙头将受益于行业集中度的持续提升。具体而言，能源中焦炭、柴油、汽油、天然气和液化石油气碳排放居多，相关细分领域的产能或将率先实现集中度提升。

目前，化石能源的开发利用过程中排放的CO2占绝大部分。未来，当很多公司竞相去获得石油、天然气等化石能源项目时，是否具备成熟、可靠的CCUS解决方案可能会成为一个先决条件。在煤电行业，从度电二氧化碳排放强度来看，“燃煤+CCUS”技术的碳排放远低于燃气轮机联合循环技术，CCUS技术是我国煤电行业实现超低（近零）排放的唯一途径。

当前，包括中国石油、中国石化、国家能源集团等在内的能源企业均在CCUS技术创新上有实践。中国石油在吉林油田建成国内首个二氧化碳分离、捕集和驱油等全产业链CCUS基地。国家能源集团在内蒙古鄂尔多斯建成CCS全流程示范工程，是国内首个全流程一体化项目。除此之外，我国已在北京、天津、重庆、陕西等多地建立燃煤电厂CCUS示范项目。

在具体的碳捕捉项目上，燃烧后捕捉改造幅度小，是较为经济的方法，但其原材料乙醇胺的再生耗能高，溶剂挥发易对环境造成影响。中国燃烧后捕集技术主要是在燃煤电厂采用化学吸收法对烟道气中二氧化碳进行捕集。华润电力海丰测试平台项目于2019年5月正式投产，是亚洲首个多线程碳捕集测试平台，也是世界三大碳捕集技术中等规模试验基地之一。

燃烧前捕捉虽然前期改造、后期运营费用相对较高，但产生的能源气体可以降低一定的投资成本。中国燃烧前捕集技术包括IGCC (整体煤气化联合循环发电)和工业分离两大类。华能天津IGCC项目捕集量为6万吨/年，目前正在运行中，是全世界连续运行时间最长的IGCC机组。中国典型的工业分离项目包括煤制油、煤制气、天然气处理、水泥生产、甲醇生产、化肥生产，当前单体最大规模的是中原油田CO2-EOR项目，CO2分离量达35万吨/年。碳的充分燃烧关键在于氧气纯度，降低氧气提纯中的能耗仍是研究的难点所在。

6.2化工行业技术上具有天然优势

化工行业本身属于高碳排行业，因其具有化学反应机制从而具备多元化的发展潜力，CCUS技术的应用有望为化工领域提供更具竞争力的发展机遇。当然，这也意味者行业可能将面临更高的碳减排环保要求，行业集中度提升。此外，“碳中和”战略必将推动环保理念的继续深化，材料自身的低碳属性、可回收属性将不断获得消费认同。

6.3大气处理企业、设备、材料生产商有望加速进场

我国CCUS应用市场潜力较大，为具备碳捕捉技术的行业先行者带来机遇。以昊华科技、蓝晓科技为代表的国内碳捕捉技术先行者凭借强劲的研发能力，有望迅速抢占市场。昊华科技在碳捕捉方面的技术储备已经初具规模，早在80年代就成功研究开发了变压吸附分离合成氨厂变换气中二氧化碳技术，并拓展到浓缩回收高纯度食品级二氧化碳的成熟工业化技术。其技术端坚持“自主研发+项目合作+协作开发”的模式，以西南院PSA技术起家，工程项目技术优势明显，已与中石油、中石化和中国神华在二氧化碳捕集和封存领域展开了深入的合作。

蓝晓科技2018年就提出“未来环保概念”，创新研发CO2捕捉材料，并通过与欧洲大型化学品公司合作，向欧洲市场提供CO2捕捉过程所需的吸附膜材料，现已拥有数百万美金的订单。

在大气治理领域，远达环保处在行业前列，依托重庆合川电厂建立了一个CO2捕集及液化实验装置，该装置通过接口合川电厂排出的部分烟气，对原烟气中CO2进行捕集，投资金额较小。由于现阶段捕集、储存CO2的成本较高，其目前主要目的为技术实验，未进行商业化应用。

七、主要结论

主要结论一： CCUS技术作为达成碳中和目标的必要减排技术，将成为未来30年部署方案中的关注重点。根据《中国CCUS技术发展趋势分析》的测算，虽然目前每年的CO2捕集规模仅在200万吨左右，但在未来5年内这个数字有望增加9倍，并在2050年达到近10亿吨。在经历了新冠疫情的影响后，多国加快恢复经济，绿色技术及其相关基础建设成为政府重要的抓手，而CCUS的重资产属性与顺应碳中和目标的属性，亦使其成为一个非常优秀的选择。

主要结论二： CCUS技术大部分仍处在技术原型阶段或者试点阶段，完全成熟且能够投入市场的技术相对较少。CCUS技术在天然气加工及化肥生产领域较为成熟，已经能够以较低的成本捕集CO2；但是在一些缺乏其他减排措施、非常依赖CCUS技术的行业，例如水泥或钢铁制造业，相应的CCUS技术仍处在起步阶段。

主要结论三： 政府对CCUS的发展会起到至关重要的作用，应采取措施加快推进CCUS的部署。政府及各相关行业需要对碳排放进行明确定价，鼓励碳交易，为产业创造良好的成长环境。同时，还应鼓励技术的研发和创新，不断降低CCUS的成本，使其关键技术能够商业化。