中國21世紀議程管理中心仲平研究員講解了“中國碳捕集、利用與封存（CCUS）發展趨勢和路線圖”



首先感謝生態環境部邀請我來參加這個培訓班，跟大家分享一下CCUS技術層面的一些工作。我們是科技部下屬的一類事業單位，從事可持續發展等相關的工作，中心是目前國家科技計劃管理7家專業機構之一，從事資源、環境、海洋、自然災害等相關專項管理工作。CCUS作為重要的氣侯變化減緩技術，也是我們長期關注的領域。從2006年前后開始，我們代表科技部和歐美等發達國家政府開展CCUS技術和能力建設的合作，開展了大量的工作，主要側重于技術研發階段。非常高興能夠看到越來越多CCUS項目能夠從實驗室、從原來的概念逐步變成一個個具體的項目，真正在捕集、封存方面發展。


匯報共分5個部分


先介紹一下路線圖更新的背景，再從路線圖的定位與愿景介紹，包括發展目標，和早期機會與建議，以及未來從政策上提出相關的建議。


為什么叫更新？因為在2011年的時候，碳收集領導人論壇（CSLF）部長級會議在北京召開，我們組織推出了中國的CCUS技術發展路線圖，在路線圖基礎之上，2013年又提出了十二五CCUS技術發展規劃，通過國家科技支撐計劃支持了包括神華CO2地質封存、勝利油田、延長油田等在內的一系列研發和示范項目。離上一版路線圖發布已有七年的時間，隨著相關技術發展，有必要對路線圖進行更新。


在過去這些年，CCUS整個國際發展環境也有一些變化。《巴黎協定》后應對氣侯變化成為全球共識，目標設置趨緊，但減排行動約束減弱，國際CCUS技術合作意愿增強。美國修訂《45Q法案》，加大對CCUS技術發展和應用的激勵。國內社會經濟發展方式轉變對CCUS定位提出新要求。十九大提出高質量發展，對氣侯變化和可持續發展提出新目標，2030年排放達峰后的去峰問題應提早考慮技術支撐。CCUS技術發展非常快，包括利用技術涌現，也要開展評估。對CCUS的認識不斷深化，我們基于這個背景考慮更新中國的路線圖。


第二部分CCUS的定位和愿景


剛才提到國際層面的兩度溫升目標，IPCC是國際氣侯研究組織，正在開展第六次氣侯變化評估報告。IPCC第五次評估報告認為，要實現兩度目標，如果沒有CCUS技術，絕大部分分析預測模式都無法實現；能夠實現的情景下，成本提高了138%。IEA的分析認為，要實現2℃的目標，到2040年全球CCUS部署規模要達到40億噸。剛才提到項目規模百萬噸已經非常大，這樣40億噸至少要四千個相關的大型CCUS項目，目前看任重道遠。到2050年要達到60億噸，我們認為CCUS對于減排不可或缺。


對于技術發展應用而言，CCUS面臨高能耗、高成本、高風險。高風險問題是環境部從環境影響評價角度要解決的問題，從環境風險角度來講要控制。至少在目前技術和工業的能力下，CCUS對發展中國家還是承擔不起的技術，我們希望通過進一步開發技術來推動能耗和成本的下降。


從科技的視角，CCUS發展仍存在不確定性，全球層面應用規模是2040年40億噸，2050年60億噸。中國我們評估該減排技術可實現7到22億噸減排貢獻，減排成本下降也非常可觀。技術發展越來越多元，從原來的CCS到現在的CCUS，包括生物的利用、化工的利用、地質利用，研發CO2驅水等新的利用方向，發展越來越多元。安全性方面，通過示范項目，應用新的監測手段，出臺相關監測法規，通過監管保障安全性。


在這些定位的基礎上，我們的研究也對CCUS在中國發揮的作用進行了分析。圖中是國內相關研究機構的預測，如果想實現2030年以后去峰和量化的減排，CCUS是必不可少的技術方向。


從能源稟賦來講，煤炭占我國能源消費比例60%左右，是未來長期的基礎能源，CCUS是唯一的可行途徑實現煤炭的大規模低碳利用。


圖中展示的是這些年我國能源結構的變化，可再生能源比例一直在上漲。但是到去年，加上核能、新能源，總共也只能滿足13%多的能源需求，石油和煤炭一直是我國最主要的能源來源。我們都期待新能源發揮更多的作用，在能源優化過程中，CCUS可以幫助實現從化石能源到未來無碳低碳的銜接，能夠實現平穩過渡。



基于上述分析，路線圖對CCUS提出了定位和愿景：CCUS作為一項有望實現化石能源大規模低碳利用的新技術，是我國未來減少二氧化碳排放、保障能源安全和實現可持續發展的重要手段。


CCUS發展趨勢和目標


我們的路線圖研究還對2011年路線圖提出的目標，做了一個初步的評估，對當時全流程項目規模目標、系統、捕集、運輸、利用、封存都做了評估。


新一代CCUS技術的成本和能耗具有明顯優勢。CCUS有的還處于研發階段，有的還是概念，但是有的已經應用了。CSLF在2013年CCUS路線圖報告中提出，一代技術是現階段已經能夠進行大規模示范的技術，二代是技術成熟后實現能耗和成本比一代技術降低30%以上的新技術，三代與一、二代技術有根本原理區別，能耗成本實現降低50%。


我們對國內的燃煤發電廠進行了分析。圖中網狀和紫色是2005年之后建的電廠，可發現大部分是在2005年以后建的。按照我國在能源革命規劃里提出的目標，從2010年到2030年新增發電將主要靠新能源和可再生能源，可以預見將來的煤電廠會建得越來越少。


現有煤電廠的改造都有一個投資回收期，如果改造以后，電廠使用壽命少于15年是不劃算的。假設電廠生命周期是45年，投資回收期是15年，如果到2040年我們的CCUS技術才能成熟，電廠不會愿意對其進行改造的。如果提前到2035年達到技術成熟，改造潛力就能達到140GW；提前到2030年改造潛力就能提高到430GW。剛才提到代際技術的概念，如果只能用第一代技術，能耗和成本非常高。如果通過科技相關部署安排能夠把第二代的技術成熟時間適當的提前，即使提前5年效果也是非常可觀的。主要是想展示這個理念，希望推動第二代甚至第三代技術，能夠更早的成熟，在國內煤電廠中得到應用。圖中不同代際技術曲線的交點是成本的交點，也是這些電廠選擇到底是用一代還是二代的技術；如果這個點盡量往前移，我們能夠改造的潛力就會變得非常大，產生的效益會非常高。



路線圖按不同的技術鏈的環節，還有全流程的技術體系，提出了相應的發展目標。比如到2025年提出要建多個基于現有CCUS技術的工業示范項目并具備工程化能力。到2030年要實現相關的技術能夠進入商業化應用，并且具備產業化能力，運輸能夠具有400萬噸的能力。到2035年新型技術實現大規模商業化運行，同時第一代技術也在繼續發展，進一步降低成本能耗，第二代技術實現商業應用。到2040年整個系統集成和風險管控要得到相關突破，CCUS集群初步建成，綜合成本大幅度降低，并實現廣泛應用。到2050年實現廣泛部署。


第四部分優先行動與早期機會


路線圖也識別了一些早期的機會，近年利用技術發展比較快，提出了不同的發展方向，我們做出了相應的分析。圖中主要是化工利用和礦化利用等。


第二部分是地質方面的應用，關注的強化采油等。


路線圖還對關鍵技術研發提出了路線的建議，不同的時間節點提出了目標的考慮。


同時針對不同地區的排放源和封存利用的適合產地，進行了相應的組合，對未來產業集群和大規模示范，一些早期的機會進行了識別，分別針對不同的區域，包括新疆北部，鄂爾多斯盆地等等。



第五部分政策建議


任何一個技術要實現大規模應用，光靠技術本身是不行，路線圖也對相關政策提出了建議。首先要支持新一代CCUS技術的研發和示范，建立重大基礎設施研發平臺，創建自己的產學研用合作平臺。國內雖然成立了CCUS產業技術聯盟，但是更多是經驗和知識的交流分享，工程、技術合作還有待加強。另外是重視CCUS技術的知識產權研究和保護，如果沒有提前進行布局，會受制于人。包括專業人才引進也應加強。

第二個方面的建議是關于早期示范。包括推進早期示范項目的篩選與評估，成本比較低的排放氣源，能產生經濟效益的利用手段等，能夠結合，然后對相應的技術進行測試、示范，從而推進技術鏈條的發展。針對早期示范工程，也是要加強行業和政策部門之間的協調，包括環境部通過環境影響評價，推動相關行業間的合作等推動技術發展，還包括提供相關財政激勵等。產業政策方面提出建議把CCUS納入國家戰略新型產業，提前開展相關法律法規的研究。還有就是加強相關的國際合作，包括政府間、民間都值得加強交流合作，各位有機會去發達國家建成示范項目考察學習都是需要開展的工作。


最后，很高興此次跟大家進行交流學習，謝謝大家。


編者注：文字部分根據錄音整理