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36氪研讨院 2022年中國碳捕集、使用與封存(CCUS)洞悉報告

来源:米乐体育m6 发布时间: 2022-07-02 01:32:05
  CCUS是溫室氣體減排的關鍵技術,其發展對於促進化石动力的高效使用、按期實現“雙碳”目標願景具有重要意義。现在,我國CCUS仍處於發展前期,部分先進技術尚處於研讨階段。未來,隨著方针援助不斷、關鍵

产品概述

  CCUS是溫室氣體減排的關鍵技術,其發展對於促進化石动力的高效使用、按期實現“雙碳”目標願景具有重要意義。现在,我國CCUS仍處於發展前期,部分先進技術尚處於研讨階段。未來,隨著方针援助不斷、關鍵技術逐渐老练以及各行業巨大減排需求拉動,我國CCUS將向著低本钱、商業化、集群化方向發展,産值規模有望在2050年打破3,000億元。

  碳捕集、使用與封存(Carbon Capture, Utilization and Storage,簡稱 CCUS)是指將CO2從工業過程、动力使用或大氣平分離出來,直接加以使用或注入地層以實現CO2永久減排的過程[1]。依照技術流程,CCUS首要分為碳捕集、碳運輸、碳使用、碳封存等環節。其间,碳捕集首要办法包含燃燒前捕集、燃燒後捕集和富氧燃燒等;碳運輸是將捕集的CO2通過管道、船只等办法運輸到指定地點;碳使用是指通過工程技術手法將捕集的CO2實現資源化使用的過程,使用办法包含礦物碳化、物理使用、化學使用和生物使用等;碳封存是通過必定技術手法將捕集的CO2注入深部地質儲層,使其與大氣長期隔絕,封存办法首要包含地質封存和海洋封存。

  CCUS是现在實現大規模溫室氣體減排的重要技術手法。短期內,我國以石油、煤炭等化石动力為主的动力結構難以改變,發展CCUS可促進化石动力的高效使用,加快傳統高排放行業的轉型發展,對我國實現“雙碳”戰略目標具有重要意義。近年來,我國出臺了一系列方针促進CCUS發展,具體內容包含推動CCUS示範工程建設、加強CCUS技術推廣示範、將CCUS納入綠色債券目錄等。

  隨著國家科技严重專項、國家重點研發計劃等援助不斷,我國在CCUS各環節的關鍵技術不斷打破,其间,碳捕集環節的燃燒前物理吸收法、碳使用環節的鈾礦地浸開採技術等已處於商業應用階段。與此同時,我國仍存在CCUS相關設施數量較少、項目規模較小等短板,部分關鍵技術落後於國際先進水準。根據《二氧化碳捕集、封存與使用技術應用狀況》數據,中國已建成投産、在建及擬建的碳捕集與封存設施數量佔全球總量的7.7%,佔比遠低於美國的50.8%。賽迪顧問數據顯示,2021年我國捕集規模在30萬噸/年以下的CCUS項目數量佔比達88.9%,捕集規模超過60萬噸/年的項目僅佔3.7%,而美國CCUS單項年均碳捕集規模約241.4萬噸/年。

  碳排放首要分為煤化工、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、碳使用與封存是CCUS三大重點環節,下文將詳細闡述。碳運輸首要分為罐車運輸、船只運輸和管道運輸等。其间,罐車運輸和船只運輸已達到商業應用階段,海底管道運輸則仍處於研讨階段。

  (1)碳捕集:既是CCUS的首要環節,也是CCUS流程中本钱首要來源。碳捕集首要從工業廢氣和大氣中捕獲,CO2濃度越高,捕整合本越低。按碳捕集與燃燒的先後順序可將碳捕集技術分為燃燒前捕集、燃燒後捕集和富氧燃燒捕集。燃燒前捕整合底细對較低、功率較高,但適用性不高;燃燒後捕集雖應用較廣,但相對能耗和本钱更高;富氧燃燒對操作環境要求高,现在仍處於示範階段。根據分離過程,碳捕集技術首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)碳使用:是下降CCUS實施本钱的關鍵。现在我國以地質使用為首要办法,化工使用和生物使用相對較少。具體來看,地質使用中CO2-EOR技術既能封存很多的CO2,又能增産石油,兼顧經濟與環境效益,短期內具有較高的可行性;化工使用是以化學轉化為首要特徵,將CO2和共反應物轉化為目標産物從而實現資源化使用,對CO2濃度要求低、實施本钱低,具有開發價值;生物使用是以生物轉化為首要手法,將CO2用於生物質组成,對CO2的濃度要求較高、實施本钱較高,但單噸CO2産出效益也相對較高。

  (3)碳封存:现在CO2的排放量遠超其使用才能,無法被使用的CO2需求使用封存技術埋存。碳封存首要分為鹹水層封存、干涸油氣藏封存等技術。其间,鹹水層分佈較廣且封閉性較好,封存作用抱负;干涸油氣藏一般具有完好、封閉且穩定的地質環境,能保證封存的安全性,但存在必定的走漏風險,需求多方位監測技術進行保证。

  根據《中國二氧化碳捕集使用與封存(CCUS)年度報告(2021)》,现在我國已投運和建設中的CCUS示範項目約40個,分佈于19個省份,触及電廠和水泥廠等純捕集項目以及CO2-EOR、CO2-ECBM、地浸採鈾、重整製備组成氣、微藻固定和鹹水層封存等多樣化封存及使用項目。其间,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;國家动力集團國華錦界電廠建設的15萬噸/年燃燒後CO2捕集與封存全流程項目,是现在國內規模最大的燃煤電廠CCUS示範項目。

  现在,我國CCUS仍處於發展前期,部分先進技術尚處於研讨階段。未來,隨著方针援助不斷增多以及示範工程建設加快推進,我國CCUS相關技術將逐渐老练,帶動CCUS各環節本钱下降,從而進一步推動CCUS規模化應用。以碳捕集環節為例,新式膜分離、新式吸收、新式吸附等技術的老练將推動能耗和本钱下降30%以上,有望在2035年前後實現大規模推廣應用[2]。

  在“碳中和”戰略目標布景下,我國煤電、水泥、鋼鐵等行業減排需求巨大,帶動CCUS進入快速增長期。根據《中國二氧化碳捕集使用與封存(CCUS)年度報告(2021)》,預計2030年中國各行業CCUS減排需求達0.2-4.08億噸,2060年將達10-18.2億噸。此外,在一系列方针援助及技術進步推動下,我國CCUS市場規模逐渐擴張,預計到2050年産值規模將達3,300億元,2025-2050年GAGR約11.9%。

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

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