加快發(fā)展我國碳捕集利用與封存技術

史作廷　公丕芹

2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議指出，“十四五”是碳達峰的關鍵期、窗口期，要推動綠色低碳技術實現(xiàn)重大突破，抓緊部署低碳前沿技術研究，加快推廣應用減污降碳技術。碳捕集利用與封存（CCUS）技術是目前可實現(xiàn)化石能源近零碳排放的重大前沿技術，在火電、煤化工、鋼鐵、水泥等高耗能行業(yè)脫碳降碳中能夠發(fā)揮關鍵性作用?！笆奈濉逼陂g，要遵循綠色發(fā)展、節(jié)能降碳等要求，加強政策支持力度、降低投資成本、推進示范項目建設，積極探索成熟的商業(yè)模式，推動CCUS技術加快發(fā)展并在實現(xiàn)碳達峰碳中和目標中發(fā)揮更大作用。

一、我國碳捕集利用與封存技術發(fā)展已有了一定的基礎

鼓勵和支持的政策取向越來越明確。近十幾年來，CCUS技術在國家和地方有關規(guī)劃、方案、意見中出現(xiàn)的頻次和篇幅明顯增加，鼓勵和支持的態(tài)度越來越明確。據(jù)不完全統(tǒng)計，自2006年以來，國家層面已發(fā)布的政策文件中涉及到鼓勵發(fā)展CCUS技術的內(nèi)容有近20余項。國家多項政策將CCUS技術列為重點支持、集中攻關和應用示范的重點技術，如《國家應對氣候變化規(guī)劃（2014—2020）》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》《中國碳捕集利用與封存技術發(fā)展路線圖（2019）》等，都加強了對CCUS技術試驗示范的具體支持和引導。

CCUS技術進步奠定了擴大示范規(guī)模的基礎。我國CCUS技術經(jīng)過引進消化再創(chuàng)新，已經(jīng)有了不小的進步，特別是地質(zhì)利用和封存核心技術等方面取得了重要突破，為更大規(guī)模示范應用奠定了基礎。在碳捕集方面，圍繞低能耗吸收劑、不同技術路線碳捕集工藝等關鍵環(huán)節(jié)，已開發(fā)了商業(yè)化應用的胺吸收劑。第二代捕集技術如基于離子液體、胺基兩相吸收劑等新型吸收劑的CO2化學吸收技術，能耗和成本可比第一代技術降低30%。第三代捕集技術，如新型酶催化CO2吸收法捕集技術、化學鏈技術等，預計2035年投入商用，成本將進一步降低75%，約為10美元/噸CO2，有利于在煤電、煤化工、水泥等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)應用中以更低成本減排。在碳利用方面，圍繞CO2驅油、驅煤層氣、CO2生物轉化和化工合成等不同利用途徑開展的理論與關鍵技術層面的研究，推動了CO2捕集埋存與采收率提高技術（CCUS-EOR）的日趨成熟，形成了從二氧化碳捕集到二氧化碳驅油與埋存系列技術。在碳封存方面，已啟動全國CO2地質(zhì)儲存潛力評價研究，實施了工業(yè)規(guī)模咸水層封存示范項目。

示范項目實踐探索為市場化推廣奠定了基礎。截至目前，國內(nèi)已建成試驗示范項目約30個，建成多套10萬噸級以上CO2捕集和萬噸級CO2利用示范裝置。如國家能源集團建設的10萬噸級全流程CCUS示范工程，將超臨界狀態(tài)CO2注入2244米深的地層，是世界首個定位埋存在咸水層的全流程CCUS項目。在碳利用方面，開展了多個CO2驅油和商用項目，如中石油吉林油田采用CO2驅油技術，經(jīng)過近10年的礦場驗證，運行安全可靠，累計埋存二氧化碳150萬噸，核心區(qū)可提高采收率25%，增產(chǎn)石油403萬噸，實現(xiàn)了CCUS-EOR工業(yè)化應用。再如中國華能集團石洞口12萬噸/年燃煤電廠燃燒后碳捕集示范項目已建成投產(chǎn)，產(chǎn)生的CO2主要售給當?shù)厥称泛透杀圃炱髽I(yè)，等等。

二、我國碳捕集利用與封存技術發(fā)展面臨的問題

尚未建立完整系統(tǒng)的CCUS技術發(fā)展政策。現(xiàn)有政策多以柔性引導和鼓勵為主，連貫、操作性強的支持政策不足，財稅、價格、金融等方面扶持政策和落實方案尚未到位。在項目封存選址、建設、管道基礎設施、評估監(jiān)測等方面的規(guī)范和標準還沒有建立起來。有力的法律法規(guī)支撐不足，圍繞CCUS立項申請、建設運營和關閉三個階段的法律法規(guī)體系尚不健全，在項目建設、運行、監(jiān)管、地下空間權屬等方面還沒有明確的法律規(guī)定。

全流程CCUS項目投資成本高且融資難。目前我國CCUS核心技術仍存在短板，CO2捕集、以CO2為原料合成大宗化學品（如碳酸酯、聚氨酯、尿素等）技術仍處于研發(fā)前期，技術水平低、投資和運行成本高，CCUS示范工程動輒投資數(shù)億甚至數(shù)十億元，阻礙了CCUS項目的推廣建設。在現(xiàn)有技術水平和投資成本狀態(tài)下，企業(yè)部署CCUS項目將使能耗和成本大幅增加，以整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC）為例，加裝CCUS后每千瓦時發(fā)電能耗增加14%—25%。此外，我國CCUS 項目資金來源渠道、數(shù)量、使用方式等方面還不能滿足需要，尚未形成市場化的CCUS投融資渠道和機制。

CCUS項目缺乏成熟的市場化商業(yè)模式。全流程CCUS項目涉及CO2的捕獲、運輸、封存、利用等環(huán)節(jié)，涉及煤炭、鋼鐵、電力、化工、石油等眾多行業(yè)，創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和供應鏈協(xié)同保障能力不足，企業(yè)開展CCUS項目實現(xiàn)盈虧平衡困難較多，前期投入實現(xiàn)產(chǎn)出轉化困難。全流程CCUS示范項目涉及多個行業(yè)的不同企業(yè)，普遍面臨收益分享、責任分擔和風險分擔等方面難題。

三、加快發(fā)展我國碳捕集利用與封存技術的若干建議

強化戰(zhàn)略規(guī)劃、政策指導及技術規(guī)范支持。從國家層面制定CCUS技術總體發(fā)展戰(zhàn)略或規(guī)劃，明確CCUS發(fā)展的戰(zhàn)略定位和總體發(fā)展目標，將這一技術作為國家重大科技專項予以持續(xù)支持，搭建系統(tǒng)化CCUS政策框架體系，形成積極穩(wěn)定的政策預期。推動出臺明確的CCUS項目支持政策和法律法規(guī)。完善CCUS項目財稅、價格、金融等方面的支持政策，制定CCUS 項目監(jiān)管條例和行業(yè)規(guī)范，明確項目的責任主體和監(jiān)管、審批主體。建立相關協(xié)調(diào)機制，克服地區(qū)及行業(yè)壁壘等問題，保障涉及多領域的全流程示范項目有序開展。加大對示范項目尤其是集成示范項目支持力度，配套多方面激勵政策。對捕集和封存的CO2按照單位減排量給予企業(yè)相應補貼或稅收抵免，將通過CCUS項目實現(xiàn)的減排量納入全國碳排放權交易市場等。制定CCUS應用評價和標準體系，借鑒國際組織和發(fā)達國家CCUS相關標準，研究制定CO2捕集技術評估、管道建設與施工標準、封存選址標準、量化和驗證、監(jiān)測評估、環(huán)境保護、安全保障與監(jiān)管標準等技術和管理標準。

持續(xù)推進示范項目和產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)建設。進一步開展試驗示范項目建設，推進相關技術在應用中加快成熟。采用“揭榜掛帥”等方式組織CCUS示范項目，加快先進實用技術的應用。積極推動在有條件的地區(qū)建設規(guī)模較大、低能耗碳封存示范項目，探索可復制可推廣的經(jīng)驗，盡快在其他有條件適合區(qū)域建立一批100萬噸級以上的全流程試驗示范項目。引導推動有條件的地區(qū)建設CCUS產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。推動高排放產(chǎn)業(yè)低碳化、高碳能源低碳利用、CO2循環(huán)利用等區(qū)域能源及低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局的形成，促進基礎研發(fā)和示范技術加速成熟和商業(yè)化，形成新的經(jīng)濟增長點。

積極探索CCUS項目可持續(xù)的商業(yè)模式和投融資機制。在商業(yè)模式上，協(xié)同考慮多捕集源與管網(wǎng)、封存基礎設施的集群模式，以解決CO2捕集和封存在數(shù)量上不匹配問題，發(fā)揮規(guī)模效應、降低成本。積極推動打通從項目投資、建設、捕獲、運輸、封存、利用等環(huán)節(jié)商業(yè)路徑，創(chuàng)新商業(yè)盈利模式，實現(xiàn)CCUS項目的可持續(xù)發(fā)展。在投融資機制方面，充分發(fā)揮綠色金融“服務”和“引導”雙重作用，積極推動綠色金融在融資額度、期限、利率方面為CCUS提供優(yōu)惠資金支持，發(fā)揮綠色金融在降低CCUS技術研發(fā)、示范建設、封存利用等方面融資成本的作用。

（史作廷，國家節(jié)能中心副主任。公丕芹，國家節(jié)能中心博士）