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碳管控形势下CCUS技术的应用建议

作者:
来源:
碳市场研究中心
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2019年5月,科技部发布了《中国碳捕集、利用与封存(CCUS)技术发展路线图(2019版)》;而在2020年1月,生态环境部环境规划院气候变化与环境政策研究中心也发布了《中国碳捕集、利用与封存(CCUS)报告(2019)》,可见国家对CCUS技术越来越重视。CCUS作为一项新兴的技术,受到越来越多企业的青睐,但不免部分企业对CCUS技术所涉及的政策、流程、核心要素等概念模糊。本文中笔者将对CCUS技术的重要环节进行解析,以期帮助企业对CCUS技术有清晰的认识。

0 问题索引

1)CCUS技术基本概念

2)我国CCUS政策现状

3)CCUS典型示范案例

4)开展CCUS准备事项

5)企业应该注意什么

1 CCUS技术基本概念

二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)是指将二氧化碳从排放源中分离后或直接加以利用或封存,以实现二氧化碳减排的工业过程。CCUS被国际能源机构定义为“连接现在和未来能源的桥梁”。

CO2捕集技术主要包括燃烧前捕集技术、富氧燃烧技术、燃烧后捕集技术和化学链燃烧,其中燃烧后捕集技术中的化学吸收法比较成熟,投资成本少,受到越来越多企业的青睐。CO2利用技术主要有地质利用、化工利用和生物利用三大方向,其中化工利用能够创造可观的额外收益,对传统产业的转型升级发挥重要作用。CO2封存技术主要指地质封存、海洋封存。目前有较大规模应用、实现商业化的途径是二氧化碳驱油与封存技术。

CCUS技术的流程图见下图。

 

图片:碳市场研究中心

2 我国CCUS政策现状

自2005年来,国家发展和改革委员会、生态环境部、科学技术部、财务部等多达16 个国家部委先后参与制定并发布了20 多项国家政策和发展规划,时间轴见下图。

 

图片:碳市场研究中心

通过梳理中国已有的26项政策法规可以发现:

•确定CCUS 为应对气候变化领域的重点技术;

•对CCUS的重视程度不断提高;

•对CCUS技术的研发、示范、应用强力支持,并且指明了发展方向;

•对CCUS的技术研发和示范有一定的资金支持;

•未来将会出台相应鼓励和补贴政策。

3 CCUS典型示范案例

IEA(国际能源署)提出,在清洁技术情景下,2060 年工业部门的CCUS 累计量将达到280 亿吨,能源加工和转换部门CCUS 累计量为310 亿吨,电力部门CCUS 累计量为560 亿吨。CCUS 将实现38%的化工行业减排,15%的水泥和钢铁行业减排。CCUS技术国内典型示范案例如下:

(1)华润电力海丰电厂CCUS 示范项目

华润电力海丰电厂CCUS 示范项目集测试平台区、二氧化碳储存区、化学实验室以及技术与国际交流中心于一体,项目总投资8531万元,捕集规模为20000t/a。它是中国首个也是亚洲第一个基于超临界燃煤电厂的燃烧后碳捕集示范项目。

(2)海螺水泥白马山水泥厂水泥窑烟气CO2捕集纯化示范项目

海螺水泥白马山水泥厂总投资约5546.38万元,得到副产物5.0万吨/年液体CO2,其中3.0万吨/年食品级液体CO2,2.0万吨/年工业级液体CO2。该示范项目采用的是化学吸收法,捕集到的CO2取得良好的环境效益和社会效益,并且安徽省政府也给予了一定的财政补贴。

(3)化学链燃烧(CLC)技术工业试点

道达尔与清华大学、东方电气集团东方锅炉有限公司等共同启动了一个总投资2000万欧元的“干杯”项目。目前正在四川德阳建设世界上最大的化学链燃烧(CLC)技术工业试点工厂,该工厂可以大大降低了二氧化碳捕获的能耗和成本。该技术成熟后,可广泛应用于化工、发电和供热工程。

4 开展CCUS准备事项

(1)调研阶段

需要从排放源、碳捕集量、投资、捕集工艺、供应商、CO2用途等展开调研,甄别筛选适用于自身的CCUS技术,并编写技术方案。

(2)考察阶段

需要对国内外碳捕集技术项目进行充分调研和前期技术论证,走访考察示范项目的设计、实施及运行、运行成本的情况,识别CCUS技术大规模应用在技术层面面临的主要障碍及风险。

(3)分析阶段

筛选目前已有的具有一定成熟度的碳捕集技术以及成功案例,依据企业实际情况,进行工艺比选,分析不同技术的适用性,以及可达到的碳排放强度降低潜力。同时进行模块化设计方案研究,模块化设计主要是对不同的捕集技术进行排列组合,以最小成本达到减排为目标,给出典型设计方案。

(4)可行性研究阶段

经济可行性是决定CCUS是否得到大规模推广的主要因素。碳捕集项目由于复杂性,在成本和收益方面涉及方面较多,成本主要有研发投入、捕集设备投入、原辅料投入、维护成本等,收益方面有CO2销售收入、碳减排收益以及可能的政策补贴。在以上众多因素共同影响下,最终决定一个碳捕集项目是否可行以及推行后的收益可能情况。

5 企业应该注意什么

(1)政策支持方面

鉴于CCUS技术良好的示范效应,可与地方政府、发改委、生态环境局等相关部门积极沟通,争取相关政策支持,例如寻求排放量核减、贷款优惠等方式来降低企业投资成本,减少投资回收期,提高相关经济可行性。

(2)资质与经营范围方面

由于压缩或液化后的CO2属于危险化学品,企业在进行相关产品的生产、销售前,需要具备相应的资质;同时,开展碳捕集与产品销售也需要对企业的经营范围进行变更。

(3)可行性研究方面

鉴于CCUS项目投资资金多,建设周期长,需要对技术经济性进行整体考虑、详细测算,建议在CCUS项目启动前,进行详细调研,做好项目可行性研究工作,出具项目可行性研究报告,依据可行性研究报告指导项目是否实施以及如何实施,确保项目投资效益。