不確定條件下燃煤電廠CCUS技術(shù)投資決策分析

摘要：針對不確定條件下燃煤電廠CCUS技術(shù)投資決策進(jìn)行深入的分析，先闡述了CCUS技術(shù)的涵義和燃煤發(fā)電CCUS技術(shù)投資現(xiàn)狀，如捕集技術(shù)、輸送技術(shù)、二氧化碳碳資源利用技術(shù)，然后提出了燃煤電廠CCUS技術(shù)投資不確定性，如碳排放權(quán)價格不確定性、燃料價格不確定性、CCUS技術(shù)的不確定性，進(jìn)而分析不確定條件下燃煤電廠CCUS技術(shù)投資決策。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；CCUS技術(shù)；投資決策在我國發(fā)電方式中，煤電是主要的一個來源，裝機(jī)總量大，短時間內(nèi)無法被取替，未來低碳排放會成為燃煤電廠高效清潔燃燒技術(shù)的一個標(biāo)準(zhǔn)。就當(dāng)前情況來看，雙碳戰(zhàn)略在煤電領(lǐng)域?qū)嵤┮饬x重大，其對于未來需求的碳捕集、封存和利用，煤電應(yīng)更好地適應(yīng)。但燃煤電廠投運CCUS仍存在問題，尤其是產(chǎn)量利用率有限和加裝CCUS不確定性顯著，我國燃煤電廠CCUS項目仍處在示范階段未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)［1］?；诖?，有必要采取有效的措施解決這一問題，并在不確定條件下，進(jìn)一步分析燃煤電廠CCUS技術(shù)投資決策。

1CCUS技術(shù)的涵義

Carbon Capture，Utilization and Storage（CCUS）即二氧化碳的捕集，利用與封存。它是指將二氧化碳從工業(yè)過程、能源利用或大氣中分離出來，直接加以利用或注入地層以實現(xiàn)二氧化碳永久減排的過程［2］。CCUS技術(shù)基礎(chǔ)源于1989年由麻省理工學(xué)院正式提出的CCS，是指將 CO2從工業(yè)或其他排放源中分離出來，并運輸?shù)教囟ǖ攸c進(jìn)行封存，以實現(xiàn)被捕集的 CO2與大氣長期隔離，該技術(shù)最初受到CO2驅(qū)油技術(shù)的啟發(fā)。捕獲、利用和儲存（CCUS）是減少二氧化碳排放的重要組成部分之一。我國在注重CCUS技術(shù)發(fā)展的同時，還以CO2的資源化利用作為主要的倡導(dǎo)去大力發(fā)展，減少CCUS投入成本，達(dá)到降碳減排的目的。

2燃煤發(fā)電CCUS技術(shù)投資現(xiàn)狀

就當(dāng)前的情況來看，碳捕集、運輸、利用和封存是CCUS技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，需從各方面對其投資現(xiàn)狀詳細(xì)介紹。

2.1二氧化碳捕集技術(shù)

燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒捕集，是二氧化碳捕集技術(shù)的主要類型，前面兩項技術(shù)在得到發(fā)展的同時，也趨于成熟化，向燃煤發(fā)電行業(yè)中滲透并得到合理的應(yīng)用，富氧燃燒捕集技術(shù)難以明確，也處于示范性這一階段。當(dāng)前，燃燒后捕集在多個方面取得了一定進(jìn)展，尤其是在低成本吸收劑和吸附劑等方面。燃燒前捕集，在技術(shù)示范這方面，發(fā)電廠IGCC發(fā)電裝置邁出第一步［3］。富氧燃燒捕集，在35 MW裝置上，實現(xiàn)其無焰富氧燃燒方式。進(jìn)一步示范捕集技術(shù)，并不斷積累其經(jīng)驗，提高二氧化碳捕集量。

2.2二氧化碳輸送技術(shù)

當(dāng)前，罐車輸送，輪船輸送和管道輸送，成為二氧化碳最主要的輸送方式。我國基本上采用二氧化碳槽車運輸這種方式，管道運輸在短距離運輸中起著輔助的作用。中石化結(jié)合實際情況，逐步設(shè)計出二氧化碳長輸管道，正在進(jìn)行投產(chǎn)運行［4］。逐步實現(xiàn)對長輸管道構(gòu)建，這樣不管是二氧化碳管輸相態(tài)控制難度，還是其優(yōu)化設(shè)計難題，使其能夠更好地去解決。

2.3二氧化碳封存技術(shù)

封存可分為多種類型封存，不僅有地質(zhì)、森林、陸地生態(tài)系統(tǒng)封存，還有海洋封存。我國石油在一些城市中加大試驗力度，進(jìn)行低滲油藏二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)試驗［5］。

2.4二氧化碳利用技術(shù)

石油采收率提高，煤氣層采收率提高和二氧化碳化工合成，已經(jīng)成為二氧化碳利用的主要環(huán)節(jié)。在CCUS示范項目中，每年所形成的利用量從某種程度上來看，已經(jīng)達(dá)到了上萬t。在二氧化碳利用這一重要環(huán)節(jié)中， EOR已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點，在企業(yè)中已經(jīng)得到合理的應(yīng)用。

3燃煤電廠CCUS技術(shù)投資不確定性

隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和外部環(huán)境不斷變化，燃煤電廠投資CCUS項目很有可能受電價、燃煤價格、投資成本等難以確定因素影響，其中最關(guān)鍵的不確定性主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1碳排放權(quán)價格不確定性

碳排放交易機(jī)制和政府補貼是影響CCUS投資效益的主要因素。一方面，碳交易機(jī)制可以為CCUS項目帶來額外收益抵消項目的部分減排成本［6］。目前已經(jīng)進(jìn)一步啟動我國統(tǒng)一碳交易市場，但由于缺少交易機(jī)制，無法形成系統(tǒng)健全的交易體系，并且我國向國際市場賣入一些碳排放權(quán)［7］。碳交易價格通常受相關(guān)因素影響，尤其是市場經(jīng)濟(jì)和國際碳交易市場等。基于此，難以確定國際碳交易市場這一因素會影響到碳排放權(quán)價格。另一方面，政府補貼是促進(jìn)CCUS投資的有效途徑，如果補貼太低，無論碳價下限設(shè)定多高，企業(yè)都不會即時投資［8］。

3.2燃料價格不確定性

煤炭價格受到國際煤炭市場和國家政策等存在不確定性也會對燃煤電廠CCUS投資造成影響。就當(dāng)前的情況來看，我國政府提出《大氣污染防治行動計劃》等相關(guān)政策，控制煤炭消費總量，削減散煤利用，進(jìn)一步促進(jìn)“煤改氣”工程的實施。上述政策在一定程度上會進(jìn)一步影響燃料價格，使其無法明確燃料價格，具有投資不確定性［9］。

3.3CCUS技術(shù)的不確定性

當(dāng)前，隨著發(fā)達(dá)國家對CCUS技術(shù)不斷的應(yīng)用，我國燃煤電廠CCUS發(fā)展規(guī)劃逐漸變得成熟化，但仍在示范和初步應(yīng)用階段，還沒有形成一定的CCUS規(guī)模和實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。電廠為能更好地應(yīng)用CCUS技術(shù)，往往需要投入一定資金推廣這項技術(shù)，從而落實雙碳戰(zhàn)略［10］。同時，該項技術(shù)的成熟利用也提升二氧化碳捕獲率，無需增加建設(shè)成本，促進(jìn)其更好地運營維修，能實現(xiàn)運輸封存。

4投資決策方法和模型

燃煤電廠CCUS投資存在難以明確電價，燃料價格，投資成本，碳交易價格和政府補貼的問題，而且對于燃煤電廠投資CCUS技術(shù)而言，示范階段的發(fā)展具有不確定性?；诖?，在對燃煤發(fā)電投資決策的研究過程中充分考慮燃煤電廠CCUS項目投資的復(fù)雜性和不確定性，結(jié)合成本、技術(shù)、環(huán)境等多方面影響因素構(gòu)建燃煤電廠CCUS的綜合評價指標(biāo)體系，運用綜合評價法對整個行業(yè)進(jìn)行投資效益分析，再將燃煤電廠CCUS投資效益視為動態(tài)系統(tǒng)，結(jié)合系統(tǒng)動力學(xué)模型分別對子系統(tǒng)投資影響參數(shù)對投資效益預(yù)測，根據(jù)未來投資走向做出決策。未來燃煤電廠CCUS投資預(yù)測方法考慮項目本身難以量化，構(gòu)建對數(shù)據(jù)包容性較高的系統(tǒng)動力學(xué)預(yù)測模型，具有可比性和可靠性雙重特征［11］。燃煤電廠CCUS系統(tǒng)通過不斷的信息反饋和各環(huán)節(jié)的因果關(guān)系聯(lián)結(jié)，通過分析系統(tǒng)內(nèi)外機(jī)制，建立符合燃煤電廠企業(yè)CCUS技術(shù)系統(tǒng)的參數(shù)體系，為投資決策提供體系參考。

5CCUS技術(shù)在燃煤發(fā)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

5.1CCUS技術(shù)不成熟

我國CCUS技術(shù)發(fā)展面臨資源與需求的空間差異問題，要做好企業(yè)決策，制定差異化的發(fā)展戰(zhàn)略，需要大量的資金投入與政策補貼來支持發(fā)展。我國燃煤發(fā)電企業(yè)CCUS項目處于示范探索階段，商業(yè)化程度較低，經(jīng)濟(jì)價值沒有更好地凸顯，煤電CCUS技術(shù)并沒有得到大面積的推廣。

5.2CCUS成本難估量

二氧化碳這種化工原料非常重要，有必要進(jìn)一步地去研究其礦化，再做好先導(dǎo)試驗工作。但就當(dāng)前的情況來看還存在問題，如成本較高，也沒有進(jìn)行推廣。

5.3CCUS投資不確定

CCUS是一項復(fù)雜的項目，它具有投入成本高、投資不可逆、風(fēng)險大、周期長等特點。燃煤電廠CCUS技術(shù)在各個環(huán)節(jié)都存在投資瓶頸，需要綜合考量，得出最佳方案。

6CCUS技術(shù)的發(fā)展方向

6.1燃燒后捕集技術(shù)

燃燒后的捕集技術(shù)在全球快速發(fā)展，不斷優(yōu)化，同時在水泥窯爐和冶煉爐等領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價值。但對于這種燃燒后捕集技術(shù)而言，在應(yīng)用商業(yè)規(guī)?；姀S中，仍處于示范初期，在未來會推廣這項技術(shù)，逐步進(jìn)行捕集技術(shù)商業(yè)化推廣。

6.2富氧燃燒捕集技術(shù)

前些年，對低能耗和低成本氧氣提純技術(shù)給予合理的利用，使其能在對大型空分工藝運用好的同時，達(dá)到降低能耗目的。在未來，不管是高溫耐熱材料，還是燃燒鍋爐設(shè)備，結(jié)合實際情況，將其研發(fā)出來，一定程度上可以避免造成空氣污染。以后加大示范力度，圍繞大型富氧燃燒捕集技術(shù)全面實施，做好相應(yīng)的評價工作，確保具有一定可行性。多年后實現(xiàn)合理利用超臨界富氧燃燒技術(shù)。

6.3燃燒前捕集技術(shù)

在IGCC建設(shè)背景下，進(jìn)一步探討氣化爐研制，分析低能耗氧空分系統(tǒng)，在IGCC這一重要項目中，加大研發(fā)力度，逐步研發(fā)出新的技術(shù)，完善耦合新能源工藝流程，以實現(xiàn)燃燒前捕集，之后再去示范，使其在多年后能夠推廣。

6.4二氧化碳運輸技術(shù)

對于CCUS而言，應(yīng)高度重視二氧化碳管道運輸，但從系統(tǒng)角度上來看，一些運輸方法的可行性不強(qiáng)，尤其是罐車和船舶等。對于CCUS而言，從系統(tǒng)角度來看，一些運輸方法可行性不強(qiáng)，尤其是罐車和船舶等，應(yīng)高度重視二氧化碳管道運輸。

隨著CCUS系統(tǒng)不斷的發(fā)展，該運輸方法可補充管道運輸，以實現(xiàn)二氧化碳安全高效運輸。未來，還會合理地制定二氧化碳管道運輸標(biāo)準(zhǔn)體系，實現(xiàn)技術(shù)控制。

7結(jié)束語

通過了解燃煤發(fā)電CCUS技術(shù)投資的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)之上作出相應(yīng)的分析，再加上不確定性，利用系統(tǒng)動力學(xué)模型原理，一定程度上能為燃煤電廠CCUS投資決策作出貢獻(xiàn)，與此同時，還應(yīng)采取以下措施，解決CCUS技術(shù)在燃煤電廠領(lǐng)域存在的問題，進(jìn)一步推動燃煤電廠CCUS發(fā)展和電廠低碳發(fā)展。具體措施為：首先，在注重碳交易市場基礎(chǔ)之上，結(jié)合實際情況不斷地去改進(jìn)完善，避免發(fā)生難以明確碳排放價格現(xiàn)象；然后，在財政方面，政府應(yīng)提供相應(yīng)政策，促進(jìn)其部分CCUS技術(shù)投資成本降低；最后，進(jìn)一步發(fā)展CCUS技術(shù)，減少發(fā)生技術(shù)難以明確的現(xiàn)象，降低發(fā)生風(fēng)險的概率。此外，應(yīng)加大科研創(chuàng)新力度，建立專業(yè)的高層次人才機(jī)構(gòu)研究CCUS技術(shù)，合理地運用二氧化碳資源，提升利用率。發(fā)揮資源化利用收益，促進(jìn)CCUS投資效益發(fā)展，推動雙炭戰(zhàn)略和CCUS技術(shù)在火電行業(yè)的發(fā)展。

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作者簡介：劉亞雯 ，女，寧夏固原人，碩士研究生，研究方向：能源會計。