近日,宁夏煤业公司300万吨/年二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)示范项目一期工程管道试压工作已全部完成,总计试压包23个。同时开始管道吹扫工作,项目中交进入倒计时。
据项目相关负责人介绍,该项目由宁夏煤业公司负责的“宁东基地碳源捕集工程”和中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司负责的“长庆油区(宁夏)驱油封存工程”两部分组成,将全球单体规模最大的现代煤化工400万吨/年煤炭间接液化项目排放的二氧化碳气体捕集后,由中国最大的油气生产基地长庆油田进行驱油封存。
项目建成后,预计每年可减排二氧化碳300万吨,相当于植树近2700万棵、近180万辆经济型轿车停开1年。
规模已明显扩大CCUS行业具有较长的产业链,且各技术环节紧密相连、相辅相成,前端的碳捕获环节为利用与封存环节提供CO2,中间运输环节提供CO2运输保障,后端CO2利用将CO2变废为宝,形成具有商业价值的下游相关产业链,创建庞大的CO2需求市场,实现CO2固定和经济收益的双赢,反过来也会促进CCUS项目的发展。
CCUS产业链
近年来,为积极应对全球气候变化,国家和各省份密集出台了一系列关于CCUS的政策文件。尤其是“十四五”以来,我国的降碳政策频繁发布。2024年5月,国务院发布《2024—2025年节能降碳行动方案》,进一步细化了降碳路径。此外,年初CCER重启、4月底碳价突破百元、6月底绿证核发交易系统启用,全国碳市场扩展也即将来临。在此背景下,我国碳中和市场具备加速成长空间,CCUS作为重要的负碳手段将实现快速发展。
根据《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)》,碳中和目标提出以来,我国已投运和规划建设中的CCUS示范项目规模明显扩大,10万吨级及以上项目超过40个,其中50万吨级及以上项目超过10个,多个百万吨级以上项目正在规划中。从行业分布来看,百万吨级以上项目主要分布在石油化工、电力等行业;10万吨级左右的项目在钢铁、石油化工、煤化工、电力、油气等行业均有分布。截至2023年底,我国已投运和规划建设中的CCUS示范项目数量达107个,其中已投运项目超过半数,具备CO2捕集能力约730万吨/年。
在我国运营和规划中的CCUS项目中,以中石油、中石化为主。据彭博新能源财经(BNEF)统计,中石油至少有两家碳捕集工厂已经投入运营五年多,年二氧化碳捕集能力合计70万吨。而中石化于2022年正式运行的“齐鲁石化—胜利油田CCUS项目”是我国首个百万吨级CCUS项目。
我国的CCUS项目主要集中在电力和化工行业,主要用途是增强石油开采。根据《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)》的数据,2023年我国在电力、化工、油气、水泥、钢铁和制氢行业的CCUS项目数量分别为26个、23个、9个、8个、7个和1个。
行业发展有三大趋势作为全球公认的重要减碳路径,CCUS技术发展潜力巨大。据伍德麦肯兹WoodMac预计,CCUS将在未来十年为全球带来1960亿美元的投资机会。其中,近一半涉及二氧化碳捕集,530亿美元涉及运输,430亿美元涉及封存。约70%的投资将集中在北美和欧洲。另据麦肯锡最新告预计,2036—2040年中国将代替美国成为CCUS投资份额最大的国家。
尽管我国高度重视CCUS技术攻关和创新,CCUS产业也已进入成熟商业化运营阶段,但其规模化发展仍面临技术成本高、技术成熟度不足和市场接受度不高的挑战。鉴于此,当前我国CCUS行业发展呈现以下趋势:
1.全技术链研究
碳中和目标下,CCUS需要构建新的理论和技术体系,降低能耗,提高效率。未来将围绕CCUS各环节关键科学问题,开展全创新链的基础研究,特别是突破“C”和“U”的理论和关键技术瓶颈。
2.产业耦合加强
工业产业直接碳排放约占全国总排放量的39%,加上间接使用的电和热的碳排放,占比高达60%~70%,因此,工业领域的深度减排是实现“双碳”目标的重要领域,未来将通过CCUS与能源体系及工业过程全流程的深度耦合,加快构建低碳或零碳产业链。
3.碳捕集工厂的模块化
与所有工业技术一样,CCUS的单位成本在很大程度上受到规模经济的影响。要推动CCUS增长和扩张,就需要更多经济型的小规模碳捕策工厂,既可以小规模运行,又不会引发巨大损失。
根据科学技术部社会发展科技司等发布的《中国CCUS技术发展路线图》,2030年前,我国碳减排主要依靠大力发展节能增效和可再生能源技术,CCUS技术处于研发示范阶段,是我国减少温室气体排放的重要战略储备技术。随着技术逐渐成熟,CCUS有望在2030年后成为我国从化石能源为主的能源结构向低碳多元供能体系转变的重要技术保障,为构建化石能源与可再生能源协同互补的多元供能体系发挥重要作用。预计至2050年,CCUS技术能耗和成本问题将得到根本改善,其在各行业广泛推广应用不仅可以实现化石能源大规模低碳利用,而且可以与可再生能源结合实现负排放,成为我国建设绿色低碳多元能源体系的关键技术。
根据路线规划,2025年我国CCUS技术CO2利用封存量将达到900万吨/年以上,其中化工利用CO2封存量将超过500万吨/年,2050年我国CCUS技术CO2利用封存量将达到80000万吨/年以上,其中化工利用CO2封存量将超过6000万吨/年。
来源:中国化工信息周刊、前瞻产业研究院、环球零碳研究中心、明泽资本、伍德麦肯兹WoodMac等网络公开渠道
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