视点|碳中和目标下中国碳捕集利用与封存技术应用前景

2020-12-31 21:57 来源: 可持续发展经济导刊 |作者: 张贤

碳中和目标下,发展CCUS技术具有多重协同效益


1. CCUS技术可为我国实现碳中和目标提供可观的减排贡献。综合考虑CCUS技术在电力系统、工业部门的应用及其负排放潜力,研究显示预计到2050年,CCUS技术可提供减排贡献为11亿~27亿吨二氧化碳。理由如下:

一是据预测,CCUS技术对电力系统的减排贡献在4.3亿~16.4亿吨。2019年中国能源电力发展展望指出,我国电力需求到2050年预计增长到12万亿~15万亿度,即使火电占比大幅缩减至10%左右,仍有4.3亿~16.4亿吨二氧化碳需通过CCUS技术减排才能实现电力系统的净零排放。

二是CCUS技术对钢铁水泥等难以减排行业的减排贡献突出。2019年能源转型委员会与落基山研究所联合发布的报告《中国2050:一个全面实现现代化国家的零碳图景》指出,我国钢铁行业到2050年预计产量为4.75亿吨,即使考虑了其他各项减排措施后,要实现净零排放,还有0.5亿~2.1亿吨二氧化碳需要通过CCUS进行减排。同理,即使我国水泥行业到2050年预计产量压缩到约8亿吨,在采用了其他减排技术后,仍有约2.6亿吨二氧化碳的减排需依靠CCUS技术。

三是BECCS、DAC等负排放技术的减排潜力巨大。《2019年可再生能源数据手册》指出,考虑农业剩余物、林业剩余物、能源作物等生物质燃料,我国生物质到2050年资源潜力可达6亿吨标煤,对应二氧化碳负排放潜力可达3.6亿~5.9亿吨。
 
2. CCUS技术的大规模部署将有效增强我国实现碳中和目标的经济性。一是包含CCUS技术在内的多种低碳技术组合是实现碳中和目标最为经济可行的方案。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告指出,如果不采用CCUS技术,要实现本世纪末全球温升不超过2℃的减排目标,估计整体减排成本增幅将高达138%。通过采取CCUS与能效提升、终端节能、储能、氢能等多领域多技术的减排方案相结合,有助于获得最大成本效益。

二是CCUS技术的大规模部署可以避免大量基础设施建设的搁浅成本。2019年,我国火电合计装机容量已达1191GW。火电加装CCUS不仅可以避免已经投产的机组提前退役,还能减少因建设其他低碳电力基础设施造成的额外投资,降低实现碳中和目标的经济成本。

三是CCUS未来技术成本评估总体乐观。2019年中国CCUS技术路线图指出,目前高浓度排放源应用CCUS的技术成本仅为19.7~33.1美元/吨,二氧化碳驱油技术(CO₂-EOR)已经具有零成本甚至负成本的机会。预计2035年前,CCUS的技术成本有望继续下降30%以上,部分利用技术能够产生较高的经济效益;同时考虑碳市场和碳税等激励政策,综合评估CCUS未来技术成本可接受,可以实现商业化推广。

3. CCUS技术在保障能源安全、促进绿色经济发展和提高生态环境综合治理能力等方面具备较好的协同效益。一是CCUS技术能够推动多元能源系统构建并避免能源结构过激调整,进而保障国家能源安全。CCUS技术协同开展低碳化石能源制氢,在降低制氢成本的同时,实现高碳与低碳能源协同发展与安全利用。

二是二氧化碳资源化利用促进绿色经济发展。伴随未来低碳科技创新与成果转化,二氧化碳资源化利用有望发展成为占据绿色经济制高点的新兴战略产业,在增加市场绿色产品供给量的同时,带动产业低碳科技创新和工艺转型的积极性。

三是CCUS技术有助于提高生态环境综合治理能力。我国以化石能源为主的能源结构导致二氧化碳与主要大气污染物的排放具有很强的“同根、同源、同过程”特征,火电加装CCUS有助于推进二氧化碳和大气污染物的协同治理。此外,二氧化碳驱水技术(CO₂-EWR)为我国西部水资短缺问题提供了新的解决方案。通过利用该技术将捕集到的二氧化碳注入咸水层,可以驱替深部咸水并淡化利用;同时该项技术可以降低地下压力,提高二氧化碳封存工程的安全性。

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