在我國,
CCUS項目在示范應(yīng)用層面已取得了顯著進(jìn)展。但要其實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣,仍面臨著多重亟待突破的堵點與瓶頸。
二氧化
碳捕集、利用與封存(CCUS),是通過捕集工業(yè)排放的二氧化碳進(jìn)行資源化利用或地質(zhì)封存的技術(shù)體系。該技術(shù)體系一般通過管道運輸至應(yīng)用場景,用于驅(qū)油增產(chǎn)、化工合成等領(lǐng)域,最終注入地下咸水層或巖層實現(xiàn)長期封存。
在山東半島的能源版圖上,齊魯石化與勝利油田的空間分布形成了得天獨厚的“碳捕集—封存”區(qū)位優(yōu)勢。兩地核心生產(chǎn)區(qū)域直線距離不足200公里,這一短距離布局從根源上大幅降低了二氧化碳跨區(qū)域運輸?shù)奈锪鞒杀?、途中損耗與安全管控風(fēng)險,為CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈的高效銜接、流程優(yōu)化與協(xié)同運作鋪平了道路,也使其成為國內(nèi)CCUS示范項目落地的最優(yōu)選址之一。
2022年8月25日,這份獨特的地理稟賦成功轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)突破的核心動能,全國首個百萬噸級CCUS標(biāo)桿項目“齊魯石化—勝利油田CCUS項目”正式投產(chǎn)運行。在項目的核心運作流程中,齊魯石化第二化肥廠煤制氣裝置日常排放的高濃度二氧化碳尾氣,首先經(jīng)過低溫液化提純工藝進(jìn)行精細(xì)化處理,通過多級分離技術(shù)去除其中的硫化物、氮氧化物、粉塵等雜質(zhì)后,最終轉(zhuǎn)化為純度超99%的高純度液態(tài)二氧化碳;隨后銜接109公里二氧化碳輸送管道,成功實現(xiàn)了國內(nèi)首次二氧化碳長距離超臨界壓力管輸作業(yè)。這一運輸模式革新將單位運輸成本較傳統(tǒng)公路運輸模式直接削減一半以上。
項目預(yù)計十五年累計注入1000余萬噸,增油近300萬噸。這個年捕集能力達(dá)100萬噸的示范項目,標(biāo)志著中國CCUS產(chǎn)業(yè)正式告別技術(shù)探索階段,更完整構(gòu)建起了“捕集—提純—運輸—利用—封存”全鏈條技術(shù)驗證與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用體系。
近日發(fā)布的《中國CCUS技術(shù)發(fā)展路線圖(2025)》指出,CCUS技術(shù)正從驗證階段邁向規(guī)?;蜕虡I(yè)化應(yīng)用,技術(shù)效率持續(xù)提升,覆蓋行業(yè)日益廣泛。示范工程規(guī)?;某霈F(xiàn),正在不斷驗證技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)性潛力。
規(guī)模集群化
以齊魯勝利百萬噸級CCUS項目這一標(biāo)桿
案例為引領(lǐng),國內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)已順利完成了從早期實驗室技術(shù)研發(fā)、小型中試探索,到規(guī)模化示范應(yīng)用的關(guān)鍵跨越。行業(yè)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2024年底,我國已投運、在建以及規(guī)劃建設(shè)中的CCUS示范項目總數(shù)已超過120個,其中超半數(shù)項目已正式投入常態(tài)化運營,剩余項目也處于穩(wěn)步推進(jìn)的關(guān)鍵階段。
從核心能力來看,全國CCUS項目總捕集能力已達(dá)到600萬噸/年,油田領(lǐng)域二氧化碳注入封存能力提升至400萬噸/年。與2021年的數(shù)據(jù)相比,這兩項關(guān)鍵指標(biāo)分別實現(xiàn)了33%和65%的顯著增長,直觀反映出了國內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展態(tài)勢。
從行業(yè)分布的維度來看,CCUS示范應(yīng)用已成功覆蓋電力、油氣、化工、鋼鐵、水泥等多個重點
碳排放領(lǐng)域。在電力領(lǐng)域,作為煤電深度減排的核心支撐技術(shù),中國華能牽頭建設(shè)了全球最大規(guī)模150萬噸/年燃煤電廠碳捕集示范項目;在鋼鐵行業(yè),河鋼集團(tuán)120萬噸氫冶金示范項目創(chuàng)新性地整合了
碳捕集與封存技術(shù),通過氫冶金工藝減少源頭
碳排放,同時對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的少量二氧化碳進(jìn)行高效捕集,探索出了一條鋼鐵行業(yè)深度脫碳的全新路徑。
在二氧化碳利用與封存的核心模式上,二氧化碳驅(qū)油提高采收率(CO?-EOR)技術(shù)憑借“減排+增產(chǎn)”的雙重優(yōu)勢,成為當(dāng)前國內(nèi)最成熟、應(yīng)用最廣泛的商業(yè)化路徑。勝利油田CCUS油藏開發(fā)研究高級
專家張傳寶介紹說,低滲透油藏的原油儲存在地下幾千米深的巖石縫隙中,開采難度大。超臨界二氧化碳有獨特的性能,密度像液體、黏度像氣體,更容易進(jìn)入低滲巖石的孔隙中。如果能讓它與原油混合為一種液體,便能增加原油的流動性,提高原油的產(chǎn)量。
值得注意的是,國內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展趨勢日益凸顯,依托資源稟賦與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)形成的特色產(chǎn)業(yè)集群逐步成型。中國工程院院士、國際CCUS技術(shù)創(chuàng)新合作組織理事長馬永生表示,我國CCUS技術(shù)在渤海灣、長三角、珠江口等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū),已初步形成了集群化的發(fā)展格局,展現(xiàn)出了快速發(fā)展的勢頭。
中國石化正以渤海灣盆地為中心,推動建設(shè)驅(qū)油封存樞紐。與此同時,中國石化聯(lián)合殼牌、寶武集團(tuán)、巴斯夫等國內(nèi)外行業(yè)龍頭企業(yè),完成了華東地區(qū)陸海統(tǒng)籌千萬噸級CCUS集群的概念設(shè)計。該集群將整合長三角地區(qū)工業(yè)企業(yè)的碳排放資源,通過陸海聯(lián)動的方式實現(xiàn)二氧化碳的規(guī)?;都?、運輸與封存,為東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的
碳減排提供核心支撐。
中國石油則聚焦松遼、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾三大內(nèi)陸盆地的資源優(yōu)勢,制定了千萬噸級CCUS示范基地的建設(shè)規(guī)劃,計劃在三大盆地分別打造集碳捕集、運輸、利用、封存于一體的產(chǎn)業(yè)集群。據(jù)中石油規(guī)劃總院相關(guān)專家預(yù)測,今年中國石油CCUS項目注碳量有望達(dá)到260萬噸,較2021年的約60萬噸實現(xiàn)超3倍增長。屆時,其累計二氧化碳注入總量有望突破1200萬噸。
發(fā)展瓶頸
盡管國內(nèi)CCUS項目在示范應(yīng)用層面取得了顯著進(jìn)展,形成了一批可圈可點的標(biāo)桿案例,但從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的全局來看,CCUS技術(shù)要實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣,仍面臨著多重亟待突破的堵點與瓶頸。其中,技術(shù)成熟度不足導(dǎo)致的核心能力短板、機(jī)制體系缺失引發(fā)的發(fā)展保障不足以及經(jīng)濟(jì)可行性不足造成的市場動力匱乏,共同構(gòu)成了制約產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的三大核心障礙。在技術(shù)層面,CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈從前端捕集、中端運輸?shù)胶蠖死门c封存的各個環(huán)節(jié),均存在諸多亟待突破的“卡脖子”技術(shù)環(huán)節(jié)。其中,低濃度
碳源捕集成本偏高是當(dāng)前最突出的行業(yè)痛點,加裝CCUS的高成本對燃煤電廠、鋼鐵、水泥等產(chǎn)業(yè)造成了較大壓力。
首先,在火電、水泥等典型低濃度碳排放行業(yè)中,二氧化碳捕集成本分別高達(dá)200~600元/噸和305~730元/噸。盡管這一成本水平已較國際平均水平有所降低,但相較于當(dāng)前國內(nèi)
碳市場價格以及企業(yè)的減排成本承受能力,仍難以滿足大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的需求。
其次,CCUS減排潛力大,但受制于源匯匹配錯位問題,我國大規(guī)模排放源主要位于東部沿海地區(qū),化石能源資源主要分布在中西部,而適合封存的盆地主要分布在東北和西北地區(qū)。
從技術(shù)迭代進(jìn)程來看,第二代、第三代先進(jìn)捕集技術(shù)的發(fā)展相對滯后,增鎢壓富氧燃燒、化學(xué)鏈燃燒等具備低成本潛力的前沿技術(shù),目前均處于中試及以下的研發(fā)階段,尚未實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。此外,在二氧化碳高價值利用領(lǐng)域,CO?礦化利用、微藻生物利用、二氧化碳合成高附加值化學(xué)品等新興技術(shù)路線,大多處于實驗室研發(fā)或小規(guī)模中試階段,尚未形成具備市場競爭力的規(guī)?;瘧?yīng)用能力,限制了CCUS產(chǎn)業(yè)價值鏈條的延伸。
在機(jī)制體系層面,政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及跨行業(yè)協(xié)作機(jī)制的不完善,成為制約CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)范化、規(guī)模化發(fā)展的重要瓶頸。在政策法規(guī)方面,我國目前尚未出臺專門針對CCUS產(chǎn)業(yè)的專項法律法規(guī),對CCUS項目的審批流程、安全監(jiān)管、責(zé)任劃分、長期封存保障等關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺乏明確的法律界定,導(dǎo)致項目推進(jìn)過程中存在諸多政策不確定性。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)上,盡管相關(guān)部門已啟動標(biāo)準(zhǔn)制定工作,但核心標(biāo)準(zhǔn)《碳捕集、利用與封存(CCUS)項目溫室氣體減排量化和核查技術(shù)規(guī)范》仍處于推進(jìn)完善階段,尚未正式實施。這使得CCUS項目產(chǎn)生的減排量難以進(jìn)行科學(xué)、統(tǒng)一的量化與核查,為項目的監(jiān)管與市場交易帶來了極大不便。
值得一提的是,當(dāng)前我國碳市場尚未將CCUS項目產(chǎn)生的碳減排量正式納入抵消范疇。企業(yè)開展CCUS項目難以獲得穩(wěn)定的
碳信用收益,極大削弱了市場主體的參與積極性。
CCUS產(chǎn)業(yè)鏈條漫長,涉及電力、鋼鐵、油氣、化工、運輸?shù)榷鄠€不同行業(yè),跨行業(yè)協(xié)作壁壘突出問題尤為明顯。在碳源與封存庫的匹配銜接、各環(huán)節(jié)責(zé)權(quán)利的劃分、技術(shù)研發(fā)成果的知識產(chǎn)權(quán)歸屬等核心問題上,缺乏有效的協(xié)同機(jī)制,導(dǎo)致資源難以高效整合,嚴(yán)重阻礙了項目的規(guī)?;七M(jìn)。
經(jīng)濟(jì)可行性不足仍是當(dāng)前制約CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的最關(guān)鍵瓶頸。其核心問題在于項目投入與收益的嚴(yán)重失衡。CCUS項目具有前期投資規(guī)模大、技術(shù)研發(fā)成本高、投資回收周期長的顯著特點,而國內(nèi)目前缺乏針對CCUS產(chǎn)業(yè)的多元化投融資機(jī)制。銀行信貸、產(chǎn)業(yè)基金等資金渠道對CCUS項目的支持力度不足,尤其是高校和科研團(tuán)隊的實驗室技術(shù)成果,由于缺乏足夠的資金支持,難以進(jìn)入工業(yè)場景進(jìn)行中試和產(chǎn)業(yè)化驗證,導(dǎo)致技術(shù)轉(zhuǎn)化效率偏低。
中國石化集團(tuán)有限公司發(fā)展計劃部(
新能源辦公室)副總經(jīng)理劉應(yīng)紅認(rèn)為,二氧化碳原料化是深度脫碳的關(guān)鍵所在,可與綠氫耦合生產(chǎn)低碳甲醇、低碳甲烷等,并進(jìn)一步生產(chǎn)
綠色的烯烴,轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品、燃料或材料,重塑煉化傳統(tǒng)生產(chǎn)模式,構(gòu)建“以廢為材”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。二氧化碳化學(xué)利用目前已打通了一些技術(shù),但整體上成本還比較高,現(xiàn)階段與化石基產(chǎn)品難以競爭,初步測算在
碳價分別為168元/噸、77元/噸、790元/噸的時候,綠醇、綠氨、氯甲烷才有競爭力。
未來CCUS發(fā)展需要技術(shù)降本、政策賦能、產(chǎn)業(yè)協(xié)同三軌并行,疊加產(chǎn)品的綠色認(rèn)證,可有力推動二氧化碳利用,從技術(shù)釋放邁向規(guī)?;纳虡I(yè)應(yīng)用。
本`文-內(nèi).容.來.自:中`國^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com
未來布局
面對當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的多重瓶頸,國內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)并未停滯不前,而是積極探索突破路徑,通過技術(shù)攻關(guān)、集群化建設(shè)與國際合作等多條路徑協(xié)同推進(jìn)。這其中,一批重點項目與創(chuàng)新舉措已進(jìn)入實質(zhì)性推進(jìn)階段,為“十五五”期間CCUS產(chǎn)業(yè)從規(guī)?;痉度孢~向商業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ),也為我國實現(xiàn)碳達(dá)峰、
碳中和目標(biāo)提供了重要支撐。
在企業(yè)層面,國內(nèi)能源與工業(yè)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)充分發(fā)揮引領(lǐng)帶動作用,持續(xù)加大CCUS產(chǎn)業(yè)的布局與投入力度,成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心動力。
技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)協(xié)同已成為突破CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵抓手,各方力量正加速匯聚形成發(fā)展合力。在產(chǎn)業(yè)協(xié)同層面,由國務(wù)院國資委牽頭推動,中國石油與中國華能聯(lián)合發(fā)起的“中央企業(yè)CCUS創(chuàng)新聯(lián)合體”建設(shè)工作正穩(wěn)步推進(jìn)。該聯(lián)合體整合了國內(nèi)數(shù)十家中央企業(yè)的技術(shù)、資金、場景資源,覆蓋CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)研發(fā)、裝備制造、項目運營與市場應(yīng)用等各個環(huán)節(jié),旨在打通技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用之間的“最后一公里”,加速成熟技術(shù)的規(guī)?;茝V。
在技術(shù)創(chuàng)新層面,一批具備自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)正加速突破,全流程數(shù)字化管理、化學(xué)鏈燃燒、膜分離等前沿技術(shù)路線成為研發(fā)熱點。在市場機(jī)制建設(shè)層面,相關(guān)政策的完善工作正有序推進(jìn)。業(yè)內(nèi)普遍預(yù)期“十五五”期間,全國碳市場正式將CCUS項目產(chǎn)生的碳減排量納入抵消范疇。這將為CCUS項目帶來穩(wěn)定的碳信用收益,極大激發(fā)市場主體的參與積極性。
同時,跨區(qū)域CO?運輸管網(wǎng)的共建共享舉措已在部分地區(qū)啟動
試點,通過構(gòu)建互聯(lián)互通的二氧化碳運輸網(wǎng)絡(luò),有效降低中小規(guī)模CCUS項目的運輸成本,預(yù)計管網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的項目捕集成本可下降25%左右。
業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為,未來5至10年是我國CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵戰(zhàn)略窗口期。在此期間,通過持續(xù)完善政策支撐體系、加大核心技術(shù)創(chuàng)新力度、構(gòu)建成熟的商業(yè)化運營模式,有望推動CCUS產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)從規(guī)模化示范到商業(yè)化落地的跨越式發(fā)展,成為我國碳減排體系的核心支撐力量。
全球碳捕集與封存研究院首席執(zhí)行官賈里德·丹尼爾斯在接受媒體采訪時明確表示,中國近年來在CCUS領(lǐng)域的示范項目建設(shè)成效顯著,項目技術(shù)成熟度、運營穩(wěn)定性和規(guī)模化水平不斷提高。這不僅為其自身大規(guī)模商業(yè)化項目的推進(jìn)奠定了堅實基礎(chǔ),而且為全球CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了寶貴的實踐經(jīng)驗,在全球CCUS發(fā)展格局中發(fā)揮著日益重要的領(lǐng)導(dǎo)作用。
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