視點|碳中和目標下中國碳捕集利用與封存技術應用前景

2020-12-31 21:57 來源: 可持續發展經濟導刊 |作者: 張賢

碳中和目標下,發展CCUS技術具有多重協同效益


1. CCUS技術可為我國實現碳中和目標提供可觀的減排貢獻。綜合考慮CCUS技術在電力系統、工業部門的應用及其負排放潛力,研究顯示預計到2050年,CCUS技術可提供減排貢獻為11億~27億噸二氧化碳。理由如下:

一是據預測,CCUS技術對電力系統的減排貢獻在4.3億~16.4億噸。2019年中國能源電力發展展望指出,我國電力需求到2050年預計增長到12萬億~15萬億度,即使火電占比大幅縮減至10%左右,仍有4.3億~16.4億噸二氧化碳需通過CCUS技術減排才能實現電力系統的凈零排放。

二是CCUS技術對鋼鐵水泥等難以減排行業的減排貢獻突出。2019年能源轉型委員會與落基山研究所聯合發布的報告《中國2050:一個全面實現現代化國家的零碳圖景》指出,我國鋼鐵行業到2050年預計產量為4.75億噸,即使考慮了其他各項減排措施后,要實現凈零排放,還有0.5億~2.1億噸二氧化碳需要通過CCUS進行減排。同理,即使我國水泥行業到2050年預計產量壓縮到約8億噸,在采用了其他減排技術后,仍有約2.6億噸二氧化碳的減排需依靠CCUS技術。

三是BECCS、DAC等負排放技術的減排潛力巨大?!?019年可再生能源數據手冊》指出,考慮農業剩余物、林業剩余物、能源作物等生物質燃料,我國生物質到2050年資源潛力可達6億噸標煤,對應二氧化碳負排放潛力可達3.6億~5.9億噸。
 
2. CCUS技術的大規模部署將有效增強我國實現碳中和目標的經濟性。一是包含CCUS技術在內的多種低碳技術組合是實現碳中和目標最為經濟可行的方案。政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報告指出,如果不采用CCUS技術,要實現本世紀末全球溫升不超過2℃的減排目標,估計整體減排成本增幅將高達138%。通過采取CCUS與能效提升、終端節能、儲能、氫能等多領域多技術的減排方案相結合,有助于獲得最大成本效益。

二是CCUS技術的大規模部署可以避免大量基礎設施建設的擱淺成本。2019年,我國火電合計裝機容量已達1191GW。火電加裝CCUS不僅可以避免已經投產的機組提前退役,還能減少因建設其他低碳電力基礎設施造成的額外投資,降低實現碳中和目標的經濟成本。

三是CCUS未來技術成本評估總體樂觀。2019年中國CCUS技術路線圖指出,目前高濃度排放源應用CCUS的技術成本僅為19.7~33.1美元/噸,二氧化碳驅油技術(CO?-EOR)已經具有零成本甚至負成本的機會。預計2035年前,CCUS的技術成本有望繼續下降30%以上,部分利用技術能夠產生較高的經濟效益;同時考慮碳市場和碳稅等激勵政策,綜合評估CCUS未來技術成本可接受,可以實現商業化推廣。

3. CCUS技術在保障能源安全、促進綠色經濟發展和提高生態環境綜合治理能力等方面具備較好的協同效益。一是CCUS技術能夠推動多元能源系統構建并避免能源結構過激調整,進而保障國家能源安全。CCUS技術協同開展低碳化石能源制氫,在降低制氫成本的同時,實現高碳與低碳能源協同發展與安全利用。

二是二氧化碳資源化利用促進綠色經濟發展。伴隨未來低碳科技創新與成果轉化,二氧化碳資源化利用有望發展成為占據綠色經濟制高點的新興戰略產業,在增加市場綠色產品供給量的同時,帶動產業低碳科技創新和工藝轉型的積極性。

三是CCUS技術有助于提高生態環境綜合治理能力。我國以化石能源為主的能源結構導致二氧化碳與主要大氣污染物的排放具有很強的“同根、同源、同過程”特征,火電加裝CCUS有助于推進二氧化碳和大氣污染物的協同治理。此外,二氧化碳驅水技術(CO?-EWR)為我國西部水資短缺問題提供了新的解決方案。通過利用該技術將捕集到的二氧化碳注入咸水層,可以驅替深部咸水并淡化利用;同時該項技術可以降低地下壓力,提高二氧化碳封存工程的安全性。

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