CCUS 集群具有基础设施共享、项目系统性强、技术代际关联度高、能量资源交互利用、工业示范与商业应用衔接紧密等优势,是一种高效费比的发展途径,未来可能形成集群化特色的 CCUS 新业态。
二氧化碳的燃烧后捕集技术可通过吸收、吸附、膜分离、低温分馏、富氧燃烧等技术来实现。近年来,我国在碳捕集技术方面发展迅速,形成了碳捕集、利用与封存全流程技术体系。
CCUS发展路径
未来CCUS成为碳中和转型下的一项必不可少的技术选项,需要政策激励,与企业产生合力、加速推广。参考美国如何建立推广CCUS价值链的应用案例,全国范围的CCUS推广可以分为“三步走”路径:
行业试点期(2021-2030):适当的政策机制(例如补贴及碳税)和切实的经营环境保障,可为CCUS项目创造经济激励和可持续的商业前景。同时,相关部门应基于2050年减排目标,评估CCUS设施和研发方面所需的投资,尽早开展资源规划与铺排。
地区推广期(2031-2040):各地区根据行业结构和可用资源,制定自己的CCUS发展路线图;同时,对于CCUS的应用加大相关支持(例如,补贴、政策支持),推动应用提速。
全国应用期(2041-以后):企业识别潜在的资源整合机会(例如CCUS企业、输送管道等)后,向价值链外围延伸拓展以捕获成本协同效益;在逐步取消部分CCUS补贴后,应学习其他地区商业模式的成功经验,并有序推动CCUS在全国的部署。
具体的推广任务如下:
首先,应根据本地适宜的地质条件确定具体CCUS实施路径。
其次,应建立多种机制协同各部门为CCUS的有序实施铺路。例如,建立商业机制如CCUS专项补贴、碳税和安全法规等其他支持机制为CCUS的部署营造良好的环境;同时,可通过碳市场调节对于企业排放配额的分配和交易,对于CCUS项目的实际减排量计入信用在碳市场上交易。征收碳税有助于将减排成本转移至制造环节,从而为上游减碳提供激励。
最后,建立跨行业、跨国界合作的CCUS生态圈,使政策制定者与企业开展有效对话;联合各方,集中资源,实现协同增效。企业则需要在政策框架下密切关注CCUS相关政策动向与技术进展,积极探索二氧化碳利用的新商业模式,在碳中和转型大势中先人一步抓住机会。对于有一定资金基础的大型电力、油气企业,应积极与高校和科研单位开展CCUS试点,力争成为国际一流的CCUS服务提供商。
主要三大板块发展途径
二氧化碳捕集:
电力、钢铁、水泥、化工等行业是捕集技术的应用主体;燃煤火电是我国 CO2 的最主要排放源,对于我国碳减排目标的实现意义重大。燃烧后捕集在燃煤电厂的应用最为成熟,目前国际上成功运行的两座百万吨级 CCS 示范工程均采用了燃烧后捕集。但是,燃烧前捕集和富氧燃烧技术能耗和成本的下降潜力更大。
二氧化碳利用:
近年来 CO2 利用技术发展较快,部分技术已进入规模化示范阶段,逐渐具备经济可行性。到2030 年,CO2 化工利用技术、部分生物利用技术地质利用技术在无碳收益情况下也具备一定经济竞争力,故应优先推进发展。2030-2035 年期间 CO2 化工利用技术将逐渐达到商业化应用水平,CO2 生物利用技术和地质利用技术的经济可行性将逐渐摆脱外部条件制约,到2040 年达到商业化水平.
二氧化碳封存
二氧化碳封存的发展路径是一个多维度的过程,涉及技术研发、国际合作、工程实践、商业化应用、海域封存潜力探索以及碳中和目标的实现。随着技术的进步和政策的支持,二氧化碳封存技术将在未来的气候行动中发挥越来越重要的作用。
CCUS行业未来发展趋势
捕集技术升级
随着技术进步,CO₂捕集效率将不断提高,能源消耗和成本将逐步降低。先进的化学吸收、物理吸附和膜分离技术有望进一步优化,提升捕集过程的经济性和可行性。
多样化利用路径
CO₂的利用将更加多样化,除了传统的增强油气采收(EOR/EGR)外,二氧化碳矿化、合成燃料、化学品生产和农业应用等新型利用方式将逐渐商业化,推动CCUS从“封存”向“资源化”方向发展。
封存技术深化
地下封存技术将更加成熟,特别是在深层盐水层、枯竭油气田和煤层气藏等领域。相关技术的安全性、长期稳定性和监测能力将得到加强,确保封存过程的环境友好性。
CCUS集群化
CCUS 集群具有基础设施共享、项目系统性强、技术代际关联度高、能量资源交互利用、工业示范与商业应用衔接紧密等优势,是一种高效费比的发展途径,未来可能形成集群化特色的 CCUS 新业态。
数字化与智能
CCUS系统的数字化和智能化管理将成为趋势。通过大数据、人工智能和物联网等技术,实现全流程的智能监控、优化和管理,提高CCUS项目的运行效率和安全性。
全产业链集成
CCUS产业链将更加完整,涵盖从捕集、运输、利用到封存的各个环节。跨领域合作将促进技术集成和产业链整合,推动CCUS项目的大规模部署和应用。
本文内容来源于碳中和圈子等公开信息,“新能源技术与装备”整理,责任编辑:胡静,审核人:李峥
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