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CCUS技術是實現(xiàn)化石能源凈零碳排放的關鍵技術，煤電加裝CCUS可實現(xiàn)近零碳排放，提供穩(wěn)定清潔低碳電力，有助于發(fā)揮煤電基礎性調(diào)節(jié)性作用，平衡可再生能源發(fā)電波動性，避免季節(jié)性或長期性電力短缺，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

CCUS發(fā)展現(xiàn)狀及展望

CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage）是指將CO2從排放源中分離后或直接加以利用或封存，以實現(xiàn)CO2減排的工業(yè)過程，主要技術環(huán)節(jié)包括捕集、運輸、利用和封存。

捕集是指將CO2從工業(yè)生產(chǎn)、能源利用或大氣中分離出來的過程。當前火電機組改造以第一代捕集技術為主，主要包括燃燒后捕集技術、燃燒前捕集技術和富氧燃燒技術，第一代捕集技術成本能耗偏高，缺乏廣泛大規(guī)模示范工程經(jīng)驗。第二代技術處于實驗室研發(fā)或小試階段，主要包括新型膜分離技術、新型吸收技術、新型吸附技術、增壓富氧燃燒技術等，第二代捕集技術成熟后能耗和成本可比成熟后的第一代技術降低30%。

輸送分為罐車運輸、船舶運輸和管道運輸，我國已有的CCUS示范項目規(guī)模較小，大多采用罐車輸送。管道輸送技術是最具應用潛力和經(jīng)濟性的技術，中國已完成100萬噸/年輸送能力的管道項目的初步設計，正在制定相關設計規(guī)范，海底管道輸送技術尚處于概念研究階段。

利用指通過工程技術手段將捕集的CO2實現(xiàn)資源化利用的過程，分為地質利用、化工利用和生物利用等。地質利用技術相對于化工利用和生物利用發(fā)展?jié)摿ψ畲?，技術也較為成熟，二氧化碳強化石油開采技術（CO2-EOR）已應用于多個驅油與封存示范項目。到2030-2035年期間，CO2生物/化工利用技術也將逐漸達到商業(yè)化應用水平，CO2生物和地質利用技術的經(jīng)濟可行性將逐漸擺脫外部條件制約，到2040年達到商業(yè)化水平。

封存是指通過工程技術手段將捕集的CO2注入深部地質儲層，實現(xiàn)CO2與大氣長期隔絕的過程，按照封存位置不同可分為陸地封存和海洋封存，按照地質封存體的不同可分為咸水層封存、枯竭油氣藏封存等。陸上地質利用與封存技術的理論總容量達萬億噸以上，陸上咸水層封存技術完成了10萬噸級規(guī)模的示范，海底咸水層封存、枯竭油田、枯竭氣田封存技術完成了中試方案設計與論證。

國外CCUS項目發(fā)展現(xiàn)狀。進入本世紀以來，工業(yè)化步伐加快，全球變暖趨勢加劇，CCUS項目逐漸受到重視，全球范圍內(nèi)CCUS示范項目逐步增多、規(guī)模逐步擴大，發(fā)展勢頭良好，但受限于經(jīng)濟成本的制約，目前仍處于商業(yè)化的早期階段。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，截至2020年底全球有65個大規(guī)模CCUS項目（大規(guī)模CCUS項目：工業(yè)碳源中捕集能力不低于40萬噸/年；發(fā)電站中捕集能力不低于80萬噸/年，項目運輸或封存能力不低于40萬噸/年。），其中：美洲有38個，捕集能力超3000萬噸/年；歐洲有13個，捕集能力超1000萬噸/年。

國內(nèi)CCUS項目發(fā)展現(xiàn)狀。隨著工業(yè)化進程的加快，國內(nèi)也開啟了CO2捕集項目的研究。相比國外，國內(nèi)CCUS項目起步較晚，主要以捕集量為10萬噸級規(guī)模的項目為主。隨著雙碳目標提出，綠色低碳產(chǎn)業(yè)扶持政策頻發(fā)，國內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)正在加速發(fā)展。截至目前，中國已投運或建設中的CCUS示范項目約為40個，遍布19個省份，總捕集能力達400萬噸/年，其中燃煤電廠CCUS示范項目13個，數(shù)量相對較多，但總體捕集能力約60萬噸/年，捕集能力較小。大型CCUS項目主要集中在石油行業(yè)，目前我國有6個百萬噸級CCUS項目，分別由中國石化、通源石油、華能集團、中國石油、廣匯能源、延長石油建設，其中中國石化的齊魯石化-勝利油田CCUS項目作為我國首個百萬噸級CCUS項，已全面建成，項目投產(chǎn)后每年可減排二氧化碳100萬噸。

CCUS大規(guī)模應用面臨的挑戰(zhàn)

目前，我國CCUS發(fā)展仍處于早期階段，相關技術、成本以及法規(guī)等發(fā)展仍不夠完善。

技術尚未完全成熟。我國針對CCUS全流程各類技術路線都分別開展了實驗示范項目，但整體仍處于研發(fā)和實驗階段，而且項目及范圍都較小。雖然新建項目和規(guī)模都在增加，但還缺少全流程一體、更大規(guī)模、可復制、經(jīng)濟效益明顯的集成示范項目。

建設及運維成本居高不下。當前技術條件下CCUS項目的捕集和建運成本高昂，捕集能力10萬噸/年的火電廠CCUS示范項目的設備安裝、占地投資等前期基礎投資成本在1億元左右，實際運行中，CCUS各環(huán)節(jié)所需要的總運行成本將近千元/噸。

法律法規(guī)不健全。從現(xiàn)有政策來看，國家對于發(fā)展CCUS持鼓勵態(tài)度，但主要以宏觀的引導和鼓勵為主，并沒有針對CCUS發(fā)展出臺具體財稅支持。在示范項目的選址、建設、運營和地質利用與封存場地關閉及關閉后的環(huán)境風險評估、監(jiān)控等方面同樣缺乏相關的法律法規(guī)。

項目風險較大。CCUS捕集的是高濃度高壓下的液態(tài)CO2，若在運輸、注入和封存過程中發(fā)生泄漏，將對附近的生態(tài)環(huán)境造成影響，甚至危害人身安全，需要從全流程、全階段出發(fā)，針對環(huán)境監(jiān)測、風險防控出臺切實有效的方案。而地質復雜性及環(huán)境風險的不確定性，也嚴重制約著政府和公眾對CCUS的接受程度。

“煤電+CCUS”的經(jīng)濟性

煤電行業(yè)充分利用CCUS技術有助于適當保留煤電產(chǎn)能，避免煤電資產(chǎn)提前退役，確保系統(tǒng)容量充裕度。

封存或利用是決定“煤電+CCUS”經(jīng)濟效益的關鍵要素。研究表明，若捕獲的CO2完全不利用，全部封存，在8%的內(nèi)部收益率前提下，需要到2055年左右才具備經(jīng)濟性。若將捕集到的CO2進行生物/化工利用，2035年左右將具備經(jīng)濟性。若將捕集到的CO2用于強化石油開采，CO2利用收益不僅可完全抵消CCUS成本，還可為CCUS相關利益方創(chuàng)造額外利潤，目前已經(jīng)具備經(jīng)濟效益。

CO2生物/化工利用是“煤電+CCUS”發(fā)展的最佳模式。受制于油田資源約束，CO2地質利用存在地域限制，為推動“煤電+CCUS”發(fā)展模式早日具備經(jīng)濟性，應積極探索生物/化工利用。研究表明，目前生物/化工利用環(huán)節(jié)的收益已經(jīng)可以覆蓋利用成本和運輸成本，但捕集環(huán)節(jié)成本較高，適當?shù)臏p排補貼和發(fā)電小時數(shù)獎勵可以進一步縮短其實現(xiàn)經(jīng)濟效益的時間。測算顯示，加裝CCUS的煤電機組發(fā)電小時數(shù)每增加20%左右，煤電加裝CCUS具備經(jīng)濟性的時間點將提前1年。

“十六五”是我國“煤電+CCUS”改造的最佳時期。CCUS技術目前處在示范階段，技術有待成熟，成本有待下降，碳達峰階段CCUS并具備不大規(guī)模商業(yè)應用的條件，節(jié)能降耗仍是碳達峰最重要的技術手段。碳中和初期階段，CCUS第二代技術得以成熟，具備大規(guī)模商業(yè)應用條件，同時迎來成本大幅下降，煤電加裝CCUS的生物/化工利用規(guī)模達到一半左右就可以實現(xiàn)盈虧平衡，2030-2035年是我國“煤電+CCUS”改造的最佳時期。

推動“煤電+CCUS”發(fā)展的相關建議

進一步發(fā)揮規(guī)劃引領作用。政府應加快制定出臺CCUS專項規(guī)劃，統(tǒng)籌碳減排、煤電發(fā)展等目標，明確CCUS發(fā)展目標、技術路線、產(chǎn)業(yè)布局和重點項目，引導全社會參與CCUS技術攻關和應用推廣，加快技術成熟、加速成本下降，有效釋放CCUS服務“雙碳”價值。

適當出臺CCUS激勵政策。CCUS大規(guī)模商業(yè)化應用仍需大量研發(fā)和建設資金投入，需要政府在產(chǎn)業(yè)發(fā)展前期，出臺扶持政策，對“煤電+CCUS”模式等給予經(jīng)濟鼓勵或補貼，探索將CCUS納入碳交易市場，制定CCUS減排定價機制，為CCUS技術突破、商業(yè)應用營造良好政策環(huán)境。

積極探索“煤電+CCUS”試點示范。緊跟CCUS技術進展及成本收益變化，加大CCUS領域產(chǎn)學研協(xié)同，大力推動“煤電+CCUS”示范項目建設。依托示范項目，掌握煤電加裝CCUS運行機理，挖掘商業(yè)模式，研究收益分配機制，為“煤電+CCUS”的健康可持續(xù)發(fā)展積累典型經(jīng)驗，推動產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。