“碳中和”背景下中国油气行业CCUS 业务发展策略

薛华*

（中国石油天然气股份有限公司规划总院）

1 CCUS 的重要意义

CCUS（碳捕集、利用与封存）的流程包括捕集、输送、化工利用、生物利用、地质利用、地质封存等部分，涉及行业较广。从捕集端来看，CCUS 涉及火电、石化、钢铁、水泥等行业；从封存利用端来看，CCUS 涉及油气、化工、食品、饲料等行业。油气行业在CCUS 的发展中具有独特的优势和作用。

随着美国重返《巴黎协定》并提出2050 年实现“碳中和”，世界主要经济体均已将“碳中和”作为应对气候变化的发展目标。CCUS 技术是能够实现化石能源大规模直接减排和低碳利用的重要技术，不需要大幅度改变现有电力和工业生产流程。CCUS也是全球实现“碳中和”目标技术组合中的重要部分，受到国内外高度关注。

联合国政府间应对气候变化委员会第五次评估报告［1］指出，若没有CCUS 技术，实现2 ℃情景目标所需成本将上升138%。据IEA（国际能源署）《能源技术展望2020》预测CCUS 是最重要的减排手段之一，到2070 年，至少15%的既定政策情景与可持续发展情景之间的排放差值需要CCUS 予以中和。CCUS 可以协助火电行业实现减排，是钢铁、化工、水泥等难减排行业不可或缺的减排手段，同时CCUS还可以支持低碳氢能的发展，有利于区域就业和经济增长［2］。据统计［3］，2020 年全球有65 个CCUS大规模建设项目（包括处于运行、在建和设计等不同阶段），每年捕集和封存约4 000×104t 二氧化碳。

美国、英国、挪威、加拿大、澳大利亚等国家纷纷出台相关财税激励政策，支持CCUS 产业发展，CCUS 成为全球低碳技术激烈竞争的一个领域。以美国为例。美国国家石油委员会于2019 年12 月发布了美国CCUS 规模化部署路线图，计划在未来10年内每年投入15×108美元支持CCUS 技术研发和示范。2020 年12 月通过的9 000×108美元经济刺激法案中，有65×108美元用于对CCUS 工业级项目示范的支持［4］。美国还修改了碳捕获与封存税收优惠政策，即45Q 条款最终法规，增加了CCUS 项目税收补贴强度和支持范围，对二氧化碳提高油气采收率或化工利用的项目给予35 美元/t 二氧化碳免税补贴，对实施二氧化碳封存项目给予50 美元/t 二氧化碳的免税补贴［5］。目前美国拥有世界一半以上的大型CCUS项目，二氧化碳输送管道长度超过8 047 km。

2 中国油气行业CCUS 业务发展的机遇与挑战

2.1 发展机遇

IEA 于2020 年1 月发布了《能源转型中的油气行业》，将CCUS 作为油气行业低碳转型的战略发展方向之一，提出天然气处理厂和炼油厂制氢是油气产业链中应用CCUS 的主要环节，二氧化碳驱提高石油采收率（CO2-EOR）可以提供低碳原油，比地质封存更具经济性［6］。2021 年2 月，IRENA（国际可再生能源署）［7］也指出，CCUS 可以帮助石油公司维持相关业务，减少生产运营中的排放，减少碳足迹，特别是可以推动形成新的业务领域，如蓝氢生产。油气行业气候倡议组织（OGCI）设立了CCUS工作组，专题开展CCUS 技术和商业化模式研究，将10×108美元规模的气候投资基金的50%资金投入到CCUS 领域，2020 年发布了碳捕集与封存资源目录》，提出全世界埋存潜力超过12×1012t。国际石油公司也高度关注CCUS 技术发展［8］，在全球开展相关项目布局（见表1）。

表1 部分国际石油公司近期的CCUS 相关行动

中国已发布“双碳”发展目标，CCUS 作为实现“碳中和”的重要手段，面临重要发展机遇。中国存在发展CCUS 的坚实基础，一是化石能源为主的能源结构仍将保持相当长的时间，需要探索化石能源的减排方式；二是存在各种工业门类的集中碳排放源，尤其是火力发电的存量资产，需要找到可靠的“碳中和”手段；三是1.9×1012t 级的地质埋存潜力［9］，为碳封存提供足够发展空间；四是技术产业链日趋成熟，第一代捕集技术向第二代捕集技术平稳过渡。中国积极鼓励CCUS 技术发展，已发布了一系列支持政策（见表2），2021 年2 月国务院印发的《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》提出开展CCUS 的试验示范，国家“十四五”规划也要求开展CCUS 重大项目示范。

表2 中国近年发布的CCUS 相关政策

截至2019 年底，中国开展了9 个捕集项目、12个CCS（Carbon Capture and Storage，碳捕集与封存）和EOR 项目，其中10 个具备全流程，如吉林油田、胜利油田、中原油田和延长油田的CO2-EOR 项目，国家能源投资集团有限责任公司（神华）CCUS 项目、华能集团天津绿色煤电IGCC 电厂CCUS 项目、华润电力海丰电厂CCUS 试验项目等，累计二氧化碳封存量约为200×104t。

《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图（2019 版）》［10］提出了中国CCUS 技术的未来发展路径，预计2050 年，CCUS 广泛部署，形成数个CCUS集群，年封存总体规模大于8×108t，具体为：年度地质封存规模大于7×108t，含提高采收率在内的地质利 用规模大于5 500×104t，碳化工规模大于6 000×104t。

利用二氧化碳来提高采收率是CCUS 在中国应用较为深入和成熟的一个领域。油气行业从20 世纪70 年代开始大规模应用该技术，在地质潜力评估、钻采技术、封存技术、工程建设等领域具有丰富经验。2010—2017 年，二氧化碳累计注入量超过150×104t，累计原油产量超过50×104t，总产值约为12.5×108元。吉林油田CCUS 示范项目最具代表性和知名度，自2008 年投运以来实现了长周期的安全稳定运营，是国内首个全流程CO2-EOR 示范工程。

2.2 相关挑战

同时中国CCUS 的业务发展也面临着挑战。目前CCUS 并未享有与可再生能源同等水平的关注和支持，综合性国家政策、规划或监管框架并未建立。

一是成本过高成为早期CCUS 示范和部署阶段的主要挑战。根据《中国二氧化碳捕集利用与封存报告（2019）》［11］，在CCUS 全产业链各个环节中，捕集是能耗和成本最高的环节，中国当前的低浓度二氧化碳（如燃煤电厂、钢铁厂、水泥厂等）捕集成本为300～900 元/t，罐车运输成本约为0.9～1.4元/（t·km）。驱油封存可以获得相应原油收益，平衡项目成本，但由于油气藏情况、二氧化碳来源、技术先进程度、运输距离远近等不同，不同项目的成本存在较大差异。

二是CCUS 领域仍然缺乏明确的法规和标准要求。所需的监管法规包括：明确矿权地下空间、盐水层的管理主体和管理要求；明确CCUS 项目的论证和审批流程；明确CCUS 各环节利益相关方的责任，包括碳排放者责任和封存者责任等。所需的标准包括：环境安全类标准规范，如二氧化碳量化与验证、环境影响评价、监测评价、环境风险评估与管理等方面标准规范；工程技术类标准规范，如碳捕集、管道输送、地质封存、提高采收率等方面专业性标准规范。

三是缺乏相关财税鼓励政策。CCUS 项目是高风险项目，具有明显的技术、法律法规及市场风险。对于早期示范项目，经济可行性不足的问题需要由政府提供相关激励政策支持来解决。所需政策包括：税收优惠、贷款或融资优惠、土地优惠、补贴政策、碳市场交易政策、CCUS 电厂额外发电小时数优惠、减免CO2-EOR 项目石油特别收益金等。

因此，CCUS 的应用进展取决于相关政策的持续性、成本下降的程度、与其他低碳技术（如核能和可再生能源）的市场竞争等因素。CCUS 技术成本将随着越来越多项目的部署而逐步下降，类似的低碳技术成本下降模式已经在可再生能源技术发展中得到了体现。

3 中国油气行业CCUS 业务发展建议

中国油气行业应利用自身优势，把握发展机遇，做大做强CCUS 业务，在全球低碳技术竞争中赢得先机。

首先，应明确发展思路。从短期看，CO2-EOR可提高低渗透油田采收率，使CCUS 项目更具经济可行性。但从长远看，CO2-EOR 发展受到一些制约，其埋存潜力无法满足《巴黎协定》确定的2 ℃温升目标要求，且油气田位置一般距离排放源较远，源汇匹配难度较大，相对于盐水层封存考虑的技术要求更多更复杂。因此，对于油气行业，近期发展CCUS可从CO2-EOR 示范项目入手，但应满足相关的环境、安全监管要求和标准；中长期应从应对气候变化角度规划CCUS 发展，开展盐水层封存、生物能源与碳捕集和封存（BECCS）和碳化工利用等领域，推动形成CCUS 产业，推动区域减排和经济发展。

其次，应加强技术攻关和项目示范。完善CCUS的捕集、运输、注入、封存等各环节技术措施，形成系列技术和装备；开展百万吨级项目的示范建设，完善相关产业链，平衡项目经济性。开展碳市场中的CCUS 作为国家核证减排量（CCER）的方法学研究，推动CCUS 碳减排量的认定并进入国内碳排放权交易市场。

同时，应加强与国家相关主管部门的沟通与协调，争取出台有关CCUS 发展支持政策，明确CCUS技术税收优惠和补贴激励政策，制定科学合理的涵盖CCUS 建设、运营、监管及终止的制度法规和标准体系，确保CCUS 行业健康发展。具体包括税收、信贷、土地、补贴、碳市场交易等经济政策，环保、项目审批等相关监管法规，以及封存、监测及碳交易方法学等标准。推动国家或地方政府明确盐水层等地下空间评估和利用的有关政策和标准，以及相关审批流程。推动国家或地方政府开展二氧化碳基础设施输送管网规划研究，推动完善 CCUS 源汇匹配。

4 结束语

“碳中和”已成为历史发展趋势，包括油气在内的化石能源行业面临着巨大的转型压力，CCUS是重要的战略发展方向。中国油气行业在与CCUS相关的地质潜力评估、钻采技术、封存技术、工程建设等领域具有丰富经验和先发优势，同时，还要争取国家相关财税优惠政策。从长远看，油气行业不仅需要继续发展利用二氧化碳提高采收率技术，而且应该为高排放行业提供“碳中和”技术和服务，打造全产业链的CCUS 产业。