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CCUS技术简介:减碳新“风口”,到2050年将贡献14%的碳减排量

作者:碳排放资讯小编 发布时间:2022-07-14 22:46

  7月16日,全国碳排放交易权开市,中国成为全球最大碳市场,CCUS迎来发展窗口期。我国提出力争到2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。非化石能源短中期内尚无法动摇油、气、煤的主体地位,森林碳汇被经济发展和占地矛盾掣肘,因此,涵盖二氧化碳捕集、利用与封存三大环节的CCUS被认为是一条必行之路。据国际能源署预测,到2050年,CCUS将贡献约14%的二氧化碳减排量。目前,我国已实施CCUS示范项目合计规模310万吨/年,其中,中国石化实施二氧化碳驱油项目36个,累计覆盖地质储量4150万吨,累计增油41万吨、封存二氧化碳214万吨。2021年7月5日,中国石化启动齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目,“十四五”期间还将依托南化公司等炼化企业的稳定气源,在华东油气、江苏油田再建设一个百万吨级CCUS示范基地,进一步引领推动CCUS产业发展。

  7月16日,全国碳排放交易权开市,中国成为全球最大碳市场,首笔交易价格为每吨52.78元,总共成交16万吨,碳减排将为企业带来实实在在的价值。

  CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)涵盖二氧化碳捕集、利用与封存三大环节,其发展应用将有效提升碳减排能力,为搭建“人工碳循环”提供新可能,有力推动国家碳达峰碳中和目标实现。

  距离我国2030年实现碳达峰不到10年,CCUS产业迎来蓄力发展的重要窗口期。

  不广泛应用CCUS技术,净零排放目标将无法实现

  到目前,具有里程碑意义的《巴黎气候变化协定》通过满5年,中、日、韩、欧盟等陆续作出碳中和承诺,美国亦重回《巴黎协定》,越来越多国家和地区积极应对气候变化。

  我国提出力争到2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。到2030年,我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%,森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米。

  非化石能源加速增长,但短中期内无法打破一次能源消费以原油、天然气、煤炭为主的格局;森林碳汇不断增加,但始终被经济发展和占用土地的矛盾掣肘。在这些前提下,CCUS被认为是一条必行之路。

  有分析称,有效恢复“人类行为打破的自然‘碳循环’”是碳中和可持续的关键。目前,全球碳减排主要有赖于绿色植物的光合作用,但单纯依靠自然途径难以实现可持续的碳中和,而CCUS技术为搭建“人工碳循环”提供了新可能,这一技术的发展与应用将有效提升地球生态系统的碳消耗能力,进而真正实现系统碳平衡。

  国际能源署(IEA)近期发布《清洁能源过渡中的CCUS》报告也赞同上述观点,表示如果不广泛应用CCUS技术,各国的净零排放目标将无法实现。

  目前,全球每年碳捕集量约为4000万吨,按照当前各国的减排计划估计,2030年须增至8亿吨。要实现这个目标,到2030年,CCUS投资须增加1600亿美元,是10年前的10倍。此前,CCUS投资在全球每年清洁能源和技术投资中占比一直不足0.5%。

  据IEA预测,到2050年,CCUS将贡献约14%的二氧化碳减排量,迎来发展风口。

  二氧化碳驱油技术迈入市场爆发前期

  CCUS作为减碳固碳技术,已成为多个国家碳中和行动计划的重要组成部分,英、日、澳等国纷纷制定政策鼓励CCUS发展。

  CCUS最初用于大型煤电厂,主要捕集其所产生的二氧化碳,再运到适宜的地质结构中封存,或注入油气田提高采收率。CCUS投资及运行成本较高,若仅以二氧化碳封存为目的,经济效益差,使用二氧化碳驱油则相对成熟且具有经济效益,是大部分CCUS项目的路径。

  二氧化碳驱油与封存技术的原理,是通过超临界二氧化碳与原油混相,增强原油流动性,有效驱替微孔中的原油,大幅提高采收率;二氧化碳通过置换油气、溶解与矿化作用,实现地下封存。

  二氧化碳驱油首次应用是在上世纪70年代,现已逐步发展为CCUS主流技术。特别是近年来,该技术在非常规和高难度油藏开发中的经济性逐渐增强。IEA报告显示,目前每日有50万桶原油来自二氧化碳驱油。

  当前,美国在运行的二氧化碳驱油项目每产出1桶原油需要注入300~600千克二氧化碳。按照1桶原油燃烧排放400千克二氧化碳、生产加工运输排放100千克二氧化碳计算,成熟的二氧化碳驱油项目为原油全生命周期实现碳中和甚至“负碳”提供了可能。

  “以人为碳循环模式实现闭环碳中和”十分吸引人,然而真正决定结果的是市场。二氧化碳驱油项目是否具备竞争力,取决于油藏适宜性、二氧化碳来源稳定性和经济性等。比如,美国二氧化碳驱油项目中有70%的二氧化碳来自自然环境,经济性欠佳。

  随着碳达峰碳中和成为全球大部分国家的共识,政府之手与市场之手或将优势互补,推动二氧化碳驱油技术迈入市场爆发前期。比如,美国出台45Q条款大幅提升CCUS项目最高税收抵免额。

  我国也加快行动,6月中旬,国家发改委发出通知,要求各地和中央企业报送CCUS项目有关情况,这意味着CCUS产业发展被提上日程。全国碳排放权交易开市,将带来巨大的碳交易规模,驱动CCUS项目快速发展。

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