碳捕集、利用與封存技術(shù)商業(yè)模式分析

宋欣珂，張九天，王燦,3＊

（1.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084；2.北京師范大學(xué)中國綠色發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心，北京 100875；3.清華—力拓資源能源與可持續(xù)發(fā)展研究中心，北京 100084）

引言

碳捕集、利用與封存技術(shù)（carbon capture,utilization and storage,CCUS）是指將二氧化碳從工業(yè)、能源等排放源或大氣中分離，直接加以利用或封存，以實現(xiàn)CO2減排的工業(yè)過程，是全球低碳發(fā)展的重要技術(shù)選擇[1,2]。綜合聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會、國際能源署、國際可再生能源機構(gòu)等機構(gòu)的預(yù)測[3-7]，全球CCUS 減排貢獻量將在2030 年達到1.0億～16.7 億t/a，在2050 年達到27.9 億～76.0 億t/a。在全球各國的碳中和文件中，CCUS 作為重要的負(fù)排放技術(shù)受到重視[8]。

中國已宣布力爭于2030 年前二氧化碳排放達到峰值的目標(biāo)與努力爭取于2060 年前實現(xiàn)碳中和的愿景，低碳轉(zhuǎn)型任務(wù)艱巨，亟須推廣部署以CCUS 技術(shù)為代表的先進技術(shù)[9]。在中國，CCUS 仍有較大的發(fā)展空間和資金缺口。根據(jù)科技部技術(shù)發(fā)展路線圖規(guī)劃，2050 年需要實現(xiàn)CCUS 的廣泛部署和區(qū)域新業(yè)態(tài)，二氧化碳利用封存量達到8 億t/a[10]，而截至2021 年，中國已投運或建設(shè)中的CCUS 示范項目約有40 個，捕集能力僅為300 萬t/a[5]。根據(jù)高盛預(yù)測，中國2060 年碳中和目標(biāo)隱含的CCUS 累計投資機會達8000 億美元，并且年度投資規(guī)模將隨時間推移而增加[11]。

目前CCUS 技術(shù)在中國尚處于工業(yè)示范階段，且示范項目規(guī)模較小，技術(shù)發(fā)展面臨五大障礙：第一，技術(shù)成熟度不足。中國CCUS 項目整體上規(guī)模較小、運行時間較短，整體能耗和成本仍處于較高水平。第二，經(jīng)濟成本高。中國當(dāng)前CCUS 典型項目的成本為120～900 元/t[12]，對比2021 年7 月中國全國碳市場50～60 元/t 的碳價水平，很難實現(xiàn)盈利。第三，融資渠道單一且規(guī)模較小。目前中國已開展的CCUS 項目的主要資金來源均為企業(yè)自有資金投資，個別項目得到了地方政府的資金支持或國內(nèi)外研發(fā)贈款，商業(yè)貸款或股權(quán)融資等融資模式尚未得到應(yīng)用[13]。第四，應(yīng)用領(lǐng)域有限。中國現(xiàn)有的CCUS 項目以石油、煤化工、電力行業(yè)小規(guī)模的捕集驅(qū)油示范為主，在水泥、鋼鐵、化工等工業(yè)部門應(yīng)用較少，缺乏大規(guī)模的多種技術(shù)組合的全流程工業(yè)化示范。第五，項目盈利能力差。中國目前在運行的21 個CCUS 項目中，只有8個項目將CO2用于二氧化碳驅(qū)油法提高石油采收率（CO2-EOR），通過石油增產(chǎn)形成較穩(wěn)定的收益，其他項目不產(chǎn)生收益或收益不確定[13]。

在2060 年碳中和目標(biāo)的要求與目前CCUS 發(fā)展現(xiàn)狀背景下，迫切需要分析CCUS 的商業(yè)模式，識別其特征和關(guān)鍵障礙，從而推進CCUS技術(shù)的廣泛部署。

1 商業(yè)模式研究框架

商業(yè)模式這一概念的出現(xiàn)最早可以追溯到1957年[14]，但早期只是作為概念被提到，并未有明確的定義和系統(tǒng)性的研究框架。20 世紀(jì)90 年代以來，隨著信息技術(shù)和電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展，商業(yè)模式逐漸成為學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的關(guān)注熱點[15]。以往研究對商業(yè)模式的定義尚未達成共識，商業(yè)模式這一概念在不同背景下有著不同的含義，其應(yīng)用背景大致可以分為三大類——信息技術(shù)、組織理論和戰(zhàn)略管理[15]。信息技術(shù)是最早使用商業(yè)模式概念的研究領(lǐng)域，在信息技術(shù)的背景下，商業(yè)模式最初的含義是根據(jù)商業(yè)目標(biāo)和資源定義的業(yè)務(wù)框架，用于指導(dǎo)企業(yè)信息系統(tǒng)建模[16,17]。而后，商業(yè)模式這一概念逐漸在組織理論和戰(zhàn)略管理兩個領(lǐng)域中出現(xiàn)：在組織理論領(lǐng)域，商業(yè)模式是對企業(yè)架構(gòu)和運行機制的抽象表示；在戰(zhàn)略管理領(lǐng)域，商業(yè)模式在企業(yè)內(nèi)部視角的基礎(chǔ)上增加了競爭和戰(zhàn)略的要素，成為對企業(yè)經(jīng)營活動的全面描述[18]。

Osterwalder 和Pignear[19]提出了一種通用的商業(yè)模式分析框架——商業(yè)模式畫布（business model canvas,BMC），為企業(yè)、政府和學(xué)者描述及評估商業(yè)模式提供了可行的工具。在能源、低碳與可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域，BMC 模型框架具備較好的適用性，已被廣泛應(yīng)用于不同話題的研究：Joyce 和Paquin 利用三層BMC對雀巢（Nespresso）的商業(yè)模式進行了商業(yè)、環(huán)境、社會的多層次分析[20]；Carsten 等利用BMC 對德國可再生能源合作的商業(yè)模式進行了分析，并識別了商業(yè)模式中的主要風(fēng)險和障礙[21]；Specht 和Madlener 應(yīng)用BMC 對電力供應(yīng)市場中的商業(yè)模式進行了創(chuàng)新，提出了“能源供應(yīng)商2.0”的商業(yè)模式概念化模型，并提出了相應(yīng)的政策建議[22]。

BMC 包含九個要素：關(guān)鍵伙伴、關(guān)鍵活動、關(guān)鍵資源、價值主張、客戶關(guān)系、渠道通路、目標(biāo)客戶、成本結(jié)構(gòu)和收入來源（圖1），涵蓋了商業(yè)組織創(chuàng)造、提供和獲取價值的全過程，對商業(yè)模式要素考慮全面。本文將采用此框架對CCUS 技術(shù)的商業(yè)模式進行分析。

圖1 商業(yè)模式分析框架

2 CCUS 商業(yè)模式分析

2.1 全球商業(yè)化CCUS 項目現(xiàn)狀

根據(jù)Global CCS Institute（GCCSI）數(shù)據(jù)庫[22]的定義，項目需要滿足以下條件才可以被視為商業(yè)化項目：包含商業(yè)化運作的捕集、運輸、利用或封存全鏈條設(shè)施；一般具備較長的經(jīng)濟壽命期；在滿足監(jiān)管要求的前提下，能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟回報。綜合GCCSI數(shù)據(jù)庫信息和文獻中對中國項目的梳理[10,13,23]，截至2021 年5 月，全球共有31 個正在運行的商業(yè)化CCUS 項目（表1）。這些項目的規(guī)模在6 萬t/a 到700萬t/a 不等，主要的捕集來源為天然氣加工過程①本文所梳理的31 個項目中有13 個為此類。，其他捕集來源包括鋼鐵、化肥、甲醇、制氫、煤電等生產(chǎn)過程。大部分項目捕集到的CO2用于提高石油采收率，這些項目多由大型油氣公司投資建設(shè)，并在不同程度上獲得了政府的資金或政策支持。

表1 全球運行中的商業(yè)化項目

提高石油采收率帶來的收入為項目的主要盈利方式。在31 個項目中，25 個項目主要依靠CO2-EOR帶來的收入盈利；3 個項目獲得政府的激勵政策支持（加拿大的Quest 項目，挪威的Sleipner 和Sn?hvit 項目）；3 個項目未公開盈利方面信息，其中美國的伊利諾伊州CCUS 項目可能受到了45Q（Section 45Q of the United States’ Internal Revenue Code）稅收政策的支持。目前國際上典型的CCUS 盈利支持政策有美國的45Q稅收政策、加拿大的碳信用政策和挪威的碳稅政策。

2.2 CCUS 商業(yè)模式概述

根據(jù)上述對全球商業(yè)化CCUS 項目的梳理和文獻資料，基于BMC 分析框架對CCUS 商業(yè)化模式概括如圖2 所示。

圖2 CCUS商業(yè)模式

在企業(yè)側(cè)，CCUS 的關(guān)鍵伙伴包括政府、高校和科研機構(gòu)、國際組織、同行企業(yè)等，其中政府主要承擔(dān)了資金支持的角色，高校和科研機構(gòu)提供技術(shù)研發(fā)方面的支持，國際組織如國際能源署提供技術(shù)和資金雙重支持，另外同行企業(yè)之間也以聯(lián)合出資、共建共享基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)聯(lián)合開發(fā)等方式開展了緊密的合作。CCUS 包含一系列細(xì)分技術(shù)，在項目的商業(yè)運營上涉及長鏈條的、多環(huán)節(jié)的活動，包括捕集系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計、設(shè)備制造、封存地勘探選址、運營與持續(xù)的監(jiān)測等，涉及技術(shù)、設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施、管理和資金等多方面的資源。

續(xù)表

在價值主張方面，CCUS 提供了二氧化碳作為商品的價值（CCU）或碳減排價值（CCS）。目前，CO2-EOR 是主要的價值創(chuàng)造方式，在碳中和的目標(biāo)下，CCUS 價值主張將逐漸轉(zhuǎn)向以碳減排為重點，這一點將在3.2 節(jié)詳細(xì)探討。

在客戶側(cè)，伴隨上述價值主張的轉(zhuǎn)變，CCUS目標(biāo)客戶也將由傳統(tǒng)的油氣企業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?、鋼鐵、水泥等高耗能行業(yè)企業(yè)，甚至在遠(yuǎn)期的“零碳社會”中面向廣義上所有CO2排放主體提供服務(wù)。目前CCUS 的商業(yè)化主要以大型項目為單位，因此客戶關(guān)系也圍繞項目的開發(fā)和運營開展。在渠道通路方面，“雙碳”目標(biāo)的宣傳和相關(guān)政策壓力為CCUS 的渠道拓展提供了背景。在CCUS 商業(yè)化發(fā)展初期，渠道通路將以面向高排放企業(yè)的點對點營銷為主，在遠(yuǎn)期有望發(fā)展為技術(shù)服務(wù)商、政府、排放主體、科研機構(gòu)等多方參與的技術(shù)合作平臺。

在成本方面，CCUS 作為一系列細(xì)分技術(shù)的統(tǒng)稱，在不同行業(yè)、不同技術(shù)選型、不同項目規(guī)模下對應(yīng)不同的成本。目前中國的CCUS 項目全流程成本為120～900 元/t，其中捕集過程的資金投入及能耗是成本的主要來源。根據(jù)IEA 的數(shù)據(jù)[24]，全球碳捕集的成本15～120 美元/t。CCUS 項目的收入來源包括二氧化碳利用收入、稅收政策支持、碳市場政策支持和其他潛在政策支持，將在本文3.4 節(jié)具體討論。

3 CCUS 商業(yè)模式特點分析

3.1 關(guān)鍵資源獲取難度大

目前CCUS 技術(shù)成熟度不足，仍面臨較高的投資和運行成本。以煤電CCUS 項目為例，有研究通過對燃煤電廠加裝CCS 設(shè)施進行經(jīng)濟分析，計算出增加CCS 裝置使電廠的平準(zhǔn)化度電成本升高29%～32%[25]。另外，封存地的勘探與選址時間周期長，長期儲存的安全性保障責(zé)任重大，以及運輸封存基礎(chǔ)設(shè)施的投資成本高昂等也構(gòu)成了企業(yè)開展CCUS的障礙[24]。獲取技術(shù)、資金等關(guān)鍵資源的高難度使得大量企業(yè)對CCUS 項目望而卻步，已經(jīng)開展的項目也面臨較高的失敗率。在全球已開展的CCUS 項目中，超過80%的項目被迫中途停止或取消[26]。

3.2 碳中和目標(biāo)催生碳減排價值主張

早期CCUS 商業(yè)化的主要價值主張是利用CO2氣體的驅(qū)油特性增加石油采收率，而隨著全球氣候行動的持續(xù)加深與各國碳中和目標(biāo)的提出，碳減排將成為CCUS 商業(yè)模式的主要價值主張。

CCUS 將在實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的過程中扮演重要角色，這構(gòu)成了CCUS商業(yè)模式中價值主張的宏觀背景，具體體現(xiàn)在以下三方面：

第一，CCUS 是化石能源零排放利用的必要技術(shù)。目前中國的能源結(jié)構(gòu)以化石能源為主，要實現(xiàn)化石能源的零碳化必須使用CCUS 技術(shù)；在未來向以可再生能源為主的能源系統(tǒng)過渡過程中，CCUS 技術(shù)的應(yīng)用可以在能源系統(tǒng)深度脫碳的基礎(chǔ)上保證其靈活性和可靠性。第二，CCUS 為鋼鐵、水泥等難減排行業(yè)的深度脫碳提供了經(jīng)濟可行方案。在這些難減排行業(yè)中，通過工藝改進、能效提升、燃料替代等常規(guī)減排方案可以實現(xiàn)碳達峰，但難以達成完全脫碳[27]，CCUS 技術(shù)的應(yīng)用可以彌補這些減排缺口；甚至應(yīng)用先進技術(shù)可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的負(fù)碳化，例如通過礦化技術(shù)可生產(chǎn)負(fù)碳水泥[28]。第三，與生物質(zhì)耦合或直接空氣捕集等負(fù)排放技術(shù)是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要技術(shù)保障。中短期內(nèi)，CCUS 技術(shù)的主要作用是幫助電力部門和重工業(yè)中的現(xiàn)有設(shè)施脫碳；而在長期，技術(shù)應(yīng)用的重點將逐漸轉(zhuǎn)向負(fù)排放技術(shù)，通過從大氣中去除二氧化碳抵消難以減排的部門的排放，例如與生物質(zhì)能發(fā)電結(jié)合的CCUS 技術(shù)將作為重要負(fù)碳排放技術(shù)保障我國碳中和目標(biāo)實現(xiàn)[29]。從中國實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的減排需求來看，CCUS 技術(shù)不可或缺，在2050 年需要通過CCUS 技術(shù)實現(xiàn)的減排量約為4～21 億t/a[30-34]。

從微觀上看，在政策規(guī)制、市場需求、利益相關(guān)方偏好和風(fēng)險規(guī)避等外部驅(qū)動力和社會責(zé)任感、企業(yè)價值觀、戰(zhàn)略等內(nèi)部驅(qū)動力的綜合影響下，企業(yè)將產(chǎn)生主動的減排意愿，甚至在具體政策出臺之前便提出先于國家碳中和目標(biāo)的承諾[35]，例如澳洲的大型石油和化工集團桑托斯（Santos）2020 年宣布將在2040 年實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，計劃大量采用CCUS 等“飛躍式變革技術(shù)”實現(xiàn)凈零排放。可以預(yù)見，在碳中和這一經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革中，未來企業(yè)的脫碳意愿將逐步增強，為CCUS 商業(yè)模式中減排價值的傳遞提供了廣闊的空間。

3.3 融資需要關(guān)鍵伙伴支持

目前中國已開展的CCUS 項目的主要資金來源均為企業(yè)自有資金投資，個別項目得到了地方政府的資金支持或國內(nèi)外研發(fā)贈款。國際上的CCUS 項目則在融資渠道上更為多樣，除企業(yè)內(nèi)部資金以外，項目還得到了公共資金、政府專項財政資金、投資機構(gòu)投資、氣候基金等外部資金支持。表2 總結(jié)了國際上典型的CCUS 項目融資渠道及各個融資渠道的優(yōu)勢、劣勢。

表2 國際上典型的CCUS項目融資渠道

在中短期，政府和機構(gòu)的資金支持可為CCUS 的技術(shù)發(fā)展和商業(yè)化部署提供助力，但這部分資金數(shù)額有限，私營部門的投資比例在未來需要大幅增加。隨激勵政策完善、碳價機制成熟、技術(shù)發(fā)展，以及基礎(chǔ)設(shè)施集群建設(shè)，CCUS 融資風(fēng)險將逐步下降，融資模式將趨向私人化、多樣化、靈活化。

3.4 收入來源具有高度的政策依賴性

CCUS 項目盈利的核心是合理的碳價，碳價的形成可以通過市場或者政策手段，即CO2作為具有利用價值的商品在市場中的價格，或者在碳稅或碳市場等政策下形成的碳價。CCUS 項目的盈利方式可以分為碳利用收入、稅收政策支持、碳市場政策支持，以及其他政策支持下的收益四大類。其中，碳利用收入是基于二氧化碳作為商品的價值，適用于CCU 項目；后三大類收入依賴CCUS 支持政策的設(shè)置，適用于包括地質(zhì)封存在內(nèi)的各類CCUS 項目，目前在中國還沒有實現(xiàn)，但在國際上已有一些案例?？紤]到CCUS全生命周期的碳排放，以及碳中和氣候目標(biāo)所對應(yīng)的大量封存需求，僅靠碳利用收入不足以驅(qū)動大規(guī)模的CCUS 商業(yè)化發(fā)展，必須依靠政策形成合理的碳價并構(gòu)成CCUS 商業(yè)模式中的收入來源。下面將討論CCUS 已有和潛在的收入來源。

3.4.1 碳利用收入

CO2可以作為商品，通過直接或間接利用發(fā)揮作用（圖3）。

圖3 碳利用方式

據(jù)IEA 估算[36]，2015 年全球二氧化碳利用的需求量約為2.3 億t，其中化肥和油氣行業(yè)占主導(dǎo)，尿素生產(chǎn)需求約1.3 億t，CO2-EOR 需求為7000 萬～8000 萬t，其余需求來自食品飲料制造、金屬制造等產(chǎn)業(yè)（圖4），這些利用途徑可以為CCUS項目提供潛在收入來源。目前，全球約33%的二氧化碳需求來自北美，其次是中國（21%）和歐洲（16%）。全球二氧化碳利用需求正在逐年增長，預(yù)計到2025 年，年需求量將達到2.7 億t[37]。需要說明的是，上述估算包含了加工過程中生產(chǎn)和捕獲的CO2，這類需求以尿素生產(chǎn)為代表，尿素生產(chǎn)所需的CO2一般通過廠內(nèi)合成氨的回收過程即可滿足。考慮到和CCUS 鏈條銜接，CO2-EOR 是較有前景的利用方式。

圖4 2015年全球CO2利用需求量

在全球31 個商業(yè)項目中，有25 個項目以EOR 作為主要盈利方式，這些項目的經(jīng)濟收益與石油價格掛鉤，存在不確定性。以美國Petra Nova項目為例，該項目二氧化碳捕集能力為140萬t/a，通過管道運輸將從燃煤電廠捕集到的二氧化碳輸送至132 km 外的West Ranch 油田進行EOR，項目的運營需要60～65 美元/桶的原油價格來實現(xiàn)盈虧平衡。然而在2020 年1—8 月，西得克薩斯中質(zhì)油的價格平均不到40美元/桶，因此該項目于2020年5月被關(guān)停[38]。

除CO2-EOR 外，其他碳利用方式也逐漸被企業(yè)采用以創(chuàng)造收益。例如，2018 年投產(chǎn)的蕪湖白馬山水泥廠的二氧化碳捕集純化示范項目每年生產(chǎn)5 萬t CO2，2020 年，該水泥廠順利投產(chǎn)干冰生產(chǎn)項目，生產(chǎn)的干冰銷往其他省份，實現(xiàn)了二氧化碳的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化[39]。不過由于CO2作為商品的銷售價格較低、價格波動大，這一項目很難實現(xiàn)穩(wěn)定盈利。未來，隨碳捕集與提純的技術(shù)進步、成本下降，以及碳利用市場的擴展，多樣的碳利用方式將為企業(yè)提供更為廣闊的盈利空間。但是這類項目的CO2減排效益因利用方式及最終去向不同而存在較大的不同，進而存在較大的不確定性。

3.4.2 稅收政策支持

稅收優(yōu)惠是目前國際上較典型的CCUS 激勵政策，以美國的45Q 政策為代表。2020 年美國運營中的CCUS 項目共有38 個，碳捕集量超過3000 萬t，其中約半數(shù)的項目不再依賴碳利用得到收益，這主要得益于美國的45Q 稅收抵免政策。該政策最初頒布于2010 年，2018 年進行修訂，進一步提高了補貼力度[41]，政策的詳情如表3 所示。

除了通過直接的稅收抵免為CCUS 項目提供激勵以外，也可以通過設(shè)置碳稅為CCUS 項目提供間接收益。在全球正在運行中的31 個CCUS 商業(yè)化項目中，挪威的Sn?hvit 和Sleipner 項目受到了碳稅政策的激勵，這兩個項目均應(yīng)用于近海天然氣開發(fā)。如果不進行碳捕集，讓產(chǎn)生的二氧化碳排放到大氣中，企業(yè)將面臨約100 萬挪威克朗/天的二氧化碳稅款。挪威自1991 年起對石油、天然氣、礦物油、焦炭企業(yè)征收碳稅，2021 年挪威政府發(fā)布白皮書，宣布將在2030 年前逐步提高碳稅率，從目前每噸二氧化碳當(dāng)量約590挪威克朗的水平提高到2030 年的2000 挪威克朗[41]，這將為當(dāng)?shù)氐腃CUS 部署進一步提供經(jīng)濟激勵。

3.4.3 碳市場政策支持

將CCUS 項目納入碳市場機制也可以使企業(yè)獲取收益，一種是允許已納入碳市場的重點排放主體直接用其捕集量抵消排放配額，另一種是將CCUS 項目納入自愿減排交易，允許其作為抵消機制組成部分用于抵消排放配額。目前國際上將CCUS 項目納入碳市場的案例都屬于后者，包括聯(lián)合國清潔發(fā)展機制、美國碳注冊登記系統(tǒng)和加拿大阿爾伯塔省碳排放抵消體系，三個機制下CCUS 項目簽發(fā)CER 數(shù)量分別達到20 t、2419.2 t 和515.2 t CO2當(dāng)量，三個機制的2019 年交易價格均價分別為0.3 美元/t、3 美元/t和16 美元/t[42]。

中國全國碳排放權(quán)交易市場已于2021 年7 月啟動，國內(nèi)碳市場的核證減排制度（Chinese Certified Emission Reduction，CCER）也已建立。不過若中國將CCUS 納入碳市場，還需要考慮諸多問題，例如，CCUS 項目實際減排量核算問題、核算減排量的雙重計算問題、激勵政策不明朗問題，以及CCUS 項目特有的長期監(jiān)測責(zé)任歸屬問題等[42]。

3.4.4 其他政策支持

除上述幾種典型的CCUS 盈利方式以外，還存在一些可能的政策方向可以為CCUS 項目提供收入，例如英國商業(yè)、能源和工業(yè)部提出了多種為CCUS 項目提供直接收益的政策[43]，包括：

（1）差 價 合 約（contract for difference，CfD）。CfD 是一種碳市場背景下的價格保證機制，由政府和企業(yè)簽訂，合約的執(zhí)行價以安裝和運行碳捕集設(shè)施的成本為基礎(chǔ)，執(zhí)行價在合約的期限內(nèi)保持不變，政府補償執(zhí)行價與市場價之間的價差。如果市場碳價超過執(zhí)行價，則投資方有義務(wù)向政府退還差額。此機制可以作為碳市場的補充，在碳價較低或價格不確定性較大的情況下，保證CCUS 項目的穩(wěn)定收益，為投資者移除碳市場碳價波動帶來的風(fēng)險。

（2）可交易的CCUS 證書。這種模式為每噸二氧化碳捕獲量發(fā)放可自由交易的證書。未完成CCUS 要求量的市場主體，或是踐行綠色環(huán)保理念的企業(yè)可以購買此證書。政府可以為證書價值設(shè)置底價，為排放方提供更多的經(jīng)濟收益確定性。這種機制本質(zhì)是專門為CCUS 行業(yè)設(shè)立的碳市場，現(xiàn)在還僅是一個概念設(shè)想，在CCUS 行業(yè)發(fā)展逐漸成熟時也許會成為一種政策可能。

（3）成本加成合約（cost plus contract）。在成本加成合約下，政府直接補償所有運營成本，并以議定的利潤回報給投資方。合約還可以包括激勵效率的條款，例如如果投資方可以推動成本降低，則可以提高對投資方的回報率。這一模式使政府承擔(dān)了大部分風(fēng)險和成本，適用于早期項目或具有特殊戰(zhàn)略價值的項目。

3.5 面臨多重挑戰(zhàn)

分模塊來看，CCUS 商業(yè)模式中的企業(yè)側(cè)、客戶側(cè)、價值主張以及財務(wù)都面臨多重挑戰(zhàn)。

3.5.1 企業(yè)側(cè)

捕集環(huán)節(jié)的成本和能耗是企業(yè)開展CCUS 的重要瓶頸之一，當(dāng)前第一代碳捕集技術(shù)成本和能耗偏高、缺乏廣泛的大規(guī)模示范工程經(jīng)驗，而第二代技術(shù)尚處于實驗室研發(fā)或小試階段[5]。另外，CCUS 項目往往涉及捕集設(shè)施與原排放設(shè)施的集成，CCUS 改造或集成可能影響企業(yè)或工廠原本的運營及產(chǎn)品質(zhì)量。運輸與封存基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模大、建設(shè)成本高，CO2長期封存的責(zé)任也構(gòu)成了企業(yè)的沉重負(fù)擔(dān)，且中國地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)勘探工作較為薄弱，對CO2地質(zhì)封存的信息支持不夠，增加了投資與經(jīng)營的風(fēng)險[44]。從流程鏈條來看，CCUS 涉及多個環(huán)節(jié)，任一環(huán)節(jié)的延期或損壞都會影響其上下游的環(huán)節(jié)，這一風(fēng)險在英國政府關(guān)于CCUS 商業(yè)模式的報告中被多次提到，也被視為阻礙CCUS 商業(yè)化的重要挑戰(zhàn)[43]。

3.5.2 客戶側(cè)

在碳中和愿景和“雙碳”政策約束下，行業(yè)企業(yè)具有強烈的減排意愿，但目前對CCUS的技術(shù)成熟度、經(jīng)濟性、安全性等仍存在遲疑，不愿承擔(dān)開展CCUS的多方面風(fēng)險。中國現(xiàn)有的CCUS 項目以石油、煤化工、電力行業(yè)小規(guī)模的捕集驅(qū)油示范為主，在工業(yè)部門應(yīng)用較少，并且缺乏大規(guī)模的多種技術(shù)組合的全流程工業(yè)化示范，現(xiàn)階段CCUS 目標(biāo)客戶群體有限。

3.5.3 價值主張

宏觀來看，在碳中和排放路徑中，由于關(guān)鍵技術(shù)突破、技術(shù)經(jīng)濟性等因素的影響，以CCUS 技術(shù)為代表的負(fù)排放技術(shù)部署規(guī)模存在一定不確定性[45]。CCUS 技術(shù)成熟度不足且成本高昂，在減排成本曲線中往往處于最右側(cè)[11]，可能在未來眾多脫碳技術(shù)的競爭中處于落后地位，其價值主張的前景存在不確定性。另外，CCUS 技術(shù)可能對局地環(huán)境造成負(fù)面影響且社會接受度較低[46]，中國公眾整體上對CCUS 技術(shù)缺乏了解[47,48]，尚未形成支持CCUS 大規(guī)模發(fā)展的社會和市場環(huán)境。

3.5.4 財務(wù)

CCUS 項目的投資和運營成本高昂，并且目前中國還沒有形成大規(guī)模的CO2利用需求，已啟動的碳市場碳價不確定性較大，且政策支持與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系尚不完善，對CCUS 技術(shù)的政策支持主要集中在研發(fā)領(lǐng)域，缺乏補貼、稅收、投資、貸款等方面的政策支持?？傮w上，CCUS 商業(yè)模式現(xiàn)階段處于高成本、高風(fēng)險、低收入的狀態(tài)，亟須科技創(chuàng)新、政策保障、金融激勵等方面的支持。

4 結(jié)論與建議

目前CCUS 技術(shù)在中國尚處于工業(yè)示范階段，且示范項目規(guī)模較小，面臨技術(shù)、資金、政策等方面的諸多挑戰(zhàn)。在2060 年碳中和目標(biāo)的要求與目前CCUS發(fā)展現(xiàn)狀背景下，迫切需要建立合理的商業(yè)模式，推進CCUS 技術(shù)的廣泛部署。

本文通過對國際CCUS 商業(yè)化項目的梳理和基于BMC 框架的商業(yè)模式分析，發(fā)現(xiàn)獲取技術(shù)、資金等關(guān)鍵資源的高難度使得CCUS 商業(yè)化推進遲緩。碳中和目標(biāo)催生了碳減排的迫切需求，從而形成了CCUS商業(yè)模式的重要價值主張。CCUS 融資需要關(guān)鍵伙伴支持，在中短期政府和機構(gòu)的資金支持是CCUS 融資的主要來源，但這部分資金數(shù)額有限；隨激勵政策完善、碳價機制成熟、技術(shù)發(fā)展，以及基礎(chǔ)設(shè)施集群建設(shè)，CCUS 融資模式將趨向私人化、多樣化、靈活化。收入來源方面，CCUS 項目盈利的核心是合理的碳價，具有高度的政策依賴性；未來，隨著CO2利用需求的擴大和政策體系完善，CCUS 項目將獲得更穩(wěn)定的收益。在挑戰(zhàn)與障礙方面，CCUS 的商業(yè)化面臨來自企業(yè)側(cè)、價值主張、客戶側(cè)、財務(wù)四個方面的挑戰(zhàn)，需要依靠技術(shù)進步、政策引導(dǎo)、法律法規(guī)體系構(gòu)建等多方面努力來逐漸移除。

基于對CCUS 商業(yè)模式的分析，本文提出以下推動CCUS 商業(yè)化部署的建議：

（1）推動技術(shù)研發(fā)。針對CCUS 各環(huán)節(jié)開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)攻關(guān)，驅(qū)動技術(shù)的能耗和成本下降。重視CCUS 技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護，加強國際合作與技術(shù)轉(zhuǎn)移，在已有的國際合作框架下積極圍繞CCUS 技術(shù)開展多邊合作。

（2）完善政策體系。充分考慮碳中和目標(biāo)下的減排需求，研判重點行業(yè)的CCUS 減排潛力以及空間布局。探索制定符合中國國情的CCUS 稅收優(yōu)惠和補貼激勵政策，形成投融資增加和成本降低的良性循環(huán)；完善優(yōu)化法律法規(guī)體系，明確CCUS 全流程各利益相關(guān)方責(zé)任，降低CCUS 商業(yè)風(fēng)險。

（3）布局基礎(chǔ)設(shè)施。積極規(guī)劃布局CCUS 基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施管理方式，通過建設(shè)管網(wǎng)和封存基礎(chǔ)設(shè)施的共享網(wǎng)絡(luò)，降低投資的成本和風(fēng)險。

（4）促進集群建設(shè)。突破CCUS 全鏈條集成優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，在源匯匹配條件好的地區(qū)推進大規(guī)模、全鏈條示范項目。推動CCUS 技術(shù)與重點排放行業(yè)的耦合集成，促進CCUS集群建設(shè)，提升規(guī)模效應(yīng)。