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碳空间,风雷在激荡

2022-11-17

国企管理 2022年10期
关键词:二氧化碳

商业运作——按下快进键

仅2021年,全球各国就“官宣”约130个新CCUS项目,有25个国家运行或投建CCUS项目。如果这些项目都能顺利推进,到2030年全球碳捕集能力将翻两番。

在CCUS技术的部署上,美国和欧盟一直处于领先地位。2021年,美国和欧盟新增CCUS项目约占全球2021年新增项目数量的四分之三,累计项目约占全球的63%。

截至目前,美国运营CCUS项目增至38个,约占全球运营项目总数的一半,二氧化碳捕集量超过3000万吨。

美国碳捕集、利用与封存项目种类多样,包括水泥制造、燃煤发电、燃气发电、垃圾发电、化学工业等。其中,半数项目已不再依赖二氧化碳强化采油得到收益。

欧盟对CCS和CCUS项目的支持力度很大,并通过地平线欧洲项目部和创新基金组织进行资金扶持。前者的扶持重心是研究和创新领域,其最近启动的2021-2022年工作计划就大力呼吁对碳捕集、封存、转换、集输,以及碳去除(CDR)类项目进行申请,预计2023-2024年的工作计划将着重关注扶持碳运输和封存基础设施项目。后者则主要扶持能源密集型行业的CCUS项目,以及可再生能源等能为市场带来突破性技术的项目。

2021年11月,创新基金组织宣布了2020年的项目申请结果,对7个大型能源转型项目投资超过11亿欧元(约合75.41亿元人民币),其中4个项目涉及CCS。

从欧盟委员会2021年11月提交的第五份共同利益项目(连接欧盟国家能源系统的跨境基础设施项目)清单来看,欧洲当下具备进入市场条件的CCS项目数量一直在增加。

2021年10月,欧盟委员会举办了CCUS高层论坛,提出CCS和CCUS技术是欧洲脱碳进程中不可或缺的组成部分,强调了要实现欧洲2030年和2050年的脱碳目标,也必须在近10年内推进CCS项目的开发和部署,以及相关基础设施的建设。

种种迹象表明,欧洲从政策和金融入手,正稳步有序推动CCS项目的上马,争取按既定计划启动运营,为早日脱碳奠定基础。

英国的目标是使用CCS技术,在二氧化碳从工业烟囱中进入大气层之前将其过滤,并将其储存在地下,预计到2030年可以容纳2000万至3000万吨二氧化碳。

英国碳捕集与封存(CCS)计划将使工业界排放的二氧化碳通过船舶或管道进行运输,然后被储存在近海、地下深处的地质构造中。英国国家科学技术局这样表达:为了实现到2050年净零排放的目标,可能需要多达100个二氧化碳存储项目。这些地点是枯竭的油气田和含有海水的多孔岩层的混合体,是在试点计划下颁发的六个许可证之外的。将于明年初发放许可证。这是一项多轮计划,本轮提供的地点包括阿伯丁沿海地区,以及提赛德、利物浦和林肯郡。

英国能源部长Greg Hands说:“全世界都将需要碳储存。投资者的兴趣越来越大,我们渴望加快碳储存部门的发展,以便英国有能力成为全球领导者。”

英国近海能源公司的能源政策经理威尔·韦伯斯特说:“二氧化碳储存技术对工业尤其重要,特别是需要大量能源并因此产生大量二氧化碳的重工业,特别适用于水泥和钢铁行业、石化炼油厂和发电。”

长距离运输大量的二氧化碳,在今年也取得了重大突破。6月10日,彭博社披露日本三菱造船公司正在开发储运液态二氧化碳的原型船只。该公司表示,这将是第一艘专门服务于新生的CCUS领域的船只,预计随着碳捕集、储存和使用市场的发展,未来几年将需要并大规模使用这种船舶。

除了从陆上污染源运输液态二氧化碳外,三菱造船还参与开发了一种可以去除船舶废气中的二氧化碳,并将其液化储存于船上的系统。

三菱造船公司规划和管理部高级副经理Takeshi Maetoko表示,由于不可能完全消除二氧化碳排放,这种载体将变得越来越必要。他在一份电子邮件声明中说:“即使可再生能源和不排放二氧化碳的氢气和氨气在未来变得普遍,化石燃料和二氧化碳排放也不可能减少到零,我们相信CCUS价值链也将存在。”

同样,由壳牌公司、道达尔能源公司和Equinor ASA拥有的北极光合资公司也在北海运输和永久储存二氧化碳。公司已经从大连船舶重工有限公司订购了两艘船来运输液化二氧化碳。

马来西亚和印尼也启动了第一批区域性的海上CCS项目,但相关法律和监管框架仍在制定中。这些项目将把天然气加工、发电站和其他单位排放的二氧化碳注入深海储存。这有利于东南亚各国就碳排放展开深度合作。

在其他地方,位于法国的工业气体供应商Air Liquide SA和航运公司Sogestran SA正在合作,利用船舶和驳船运输液态二氧化碳。运输的液态二氧化碳除了小部分可以将其再利用,剩余的主体部分还是要注入地下永久封存。

近日,油气巨头埃克森美孚宣布在澳大利亚新建200万吨级碳捕集设施。近年来,埃克森美孚在CCS领域投资超过100亿美元,并计划在2025年前继续追加投资30亿美元;英国石油公司也宣布将与林德公司(Linde)联手在美国得州新建大型CCS项目,其年碳封存量达1500万吨;挪威阿克尔公司发布公告称,其10万吨/年垃圾发电碳捕集项目已在荷兰开工。

据统计,全球目前已有大规模商业CCUS设施共65个,其中26个正在运行。在运的商业CCUS设施平均运行年限为12年,每年可以捕集二氧化碳约4000万吨。

根据已经宣布的在建项目数据,到2025年,近140个CCUS工厂可能投入运营。如果所有项目按计划进行,将捕获至少1.5亿吨/年的二氧化碳。

群雄逐鹿——新的发力点

目前,我国CCUS技术项目已遍布19个省份,捕集源的行业和封存利用的类型也呈现多样化分布。

其中,13个涉及电厂和水泥厂的纯二氧化碳捕集示范项目总体规模达85.65万吨/年,11个二氧化碳地质利用与封存项目规模达182.1万吨/年,EOR的二氧化碳利用规模约为154万吨/年。

我国二氧化碳捕集源覆盖燃煤电厂的燃烧前、燃烧后和富氧燃烧捕集,燃气电厂的燃烧后捕集,煤化工的二氧化碳捕集以及水泥窑尾气的燃烧后捕集等多种技术。二氧化碳封存及利用涉及咸水层封存、EOR、驱替煤层气(ECBM)、地浸采铀、二氧化碳矿化利用、二氧化碳合成可降解聚合物、重整制备合成气和微藻固定等多种方式。

近两年来,越来越多的CCUS项目接连上马。

2021年4月,国家能源集团泰州电厂50万吨/年CCUS示范项目正式立项。该项目计划于2023年建成,通过驱油、加氢制甲醇和食品级销售实现二氧化碳的100%消纳。

今年1月,通源石油宣布,与新疆阿克苏库车市人民政府签署投资合作协议,分三期投资建设百万吨CCUS项目,其中一、二、三期分别为20、30、50万吨,总投资规模约10亿元。

2月,中国石油召开CCUS工作推进会,提出,将组织推动300万吨CCUS规模化应用示范工程建设,加强CCUS产业布局,加快CCUS规模化应用,推动油气业务绿色低碳发展。

同时,中国石油还宣布,在“十四五”期间,将开展吉林、大庆、长庆、新疆四家油田的二氧化碳驱油规模示范,启动辽河、冀东、大港、华北、吐哈、南方六家油田的二氧化碳驱油与埋存先导试验,力争“十四五”末年二氧化碳注入规模超过1000万吨。

6月,中国石油发布《绿色低碳发展行动计划3.0》,将CCUS贯穿绿色低碳发展行动“三步走”过程始终。按照计划,中国石油将在2035年埋存能力超过1亿吨,2050年形成引领CCS/CCUS产业发展的能力。

中国石化同样聚焦于CCUS,全力推进,现已实施二氧化碳驱油项目36个,为CCUS技术快速发展规模应用奠定基础。截至2021年底,中国石化捕集二氧化碳量就已达到152万吨。

2021年7月,胜利油田百万吨级CCUS化的海上CCUS技术体系和标准体系,开发具有自主技术的核心装备,建设一支专业的科研队伍,打造我国海上CCUS技术力量和竞争优势。

今年6月,中国海油还与广东省发展改革委、壳牌(中国)和美孚(中国)签署了大亚湾区CCS/CCUS集群项目谅解备忘录。这标志着我国首个海上规模化CCUS集群研究项目启动。

延长石油也启动了500万吨/年CCUS工程总体规划设计编制,拟将煤制甲醇产生的二氧化碳进行捕集、提纯、增压后,经管道输送到周边驱油。

9月,霍尼韦尔碳捕集技术在我国首次布局。霍尼韦尔与圣奥化学签署战略合作备忘录,为其清洁煤制氢及碳捕集利用示范项目提供先进的工艺技术及服务,共同推动清洁煤制氢以及二氧化碳的捕集和经济性综合利用技术发展及商业化推广。全流程示范项目启动建设。

今年1月份,中国石化更是表示,“十四五”将加大建设力度实现CCUS产业化发展,力争在华东油气田、江苏油田等再建设百万吨级CCUS示范基地。

一个月后,在全国两会上,中国石化集团董事长、党组书记马永生提交了关于“加快CCUS产业链发展”的议案。他建议,国家要从加强CCUS产业顶层设计、加强关键核心技术攻关、推动产业链示范及商业化应用、加快CCUS管网规划布局和集群基础设施建设、完善财税激励政策和法律法规体系五方面,为CCUS产业发展营造良好环境,助力我国“双碳”目标实现。

8月29日,我国最大的碳捕集利用与封存全产业链示范基地、国内首个百万吨级CCUS项目——“齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目”正式注气运行。这一项目成功投运,证明我国已具备大规模捕集利用与封存二氧化碳的工程能力,有能力筹备全流程CCUS产业集群。

新的发力点下,中国海油也正蹄疾步稳地前行着。

近日,中国海油“十四五”重大科研项目CCUS专项也正式启动。项目旨在以差异

产业集群——未来增长极

在过去,我国建成的CCUS示范项目多以几吨到十几万吨规模为主。

以国家能源集团在陕西榆林锦界电厂建成15万吨/年烟气碳捕集示范项目为例,尽管在当时是我国最大的煤电CCUS项目,但是规模依然不足。包括华能集团在上海石洞口第二电厂建成12万吨/年烟气二氧化碳捕集装置,尽管在当时是世界上最大的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集装置之一,但同样面临规模不足的掣肘。

不过,自去年以来,这种情况开始转变。中国CCUS发展年度报告指出,碳中和目标下我国2030年CCUS减排需求为0.2亿-4.08亿吨,市场规模将突破千亿。

建设的CCUS项目规模也开始有了大飞跃,达到了数百万吨级。

在国内,目前已投运或建设中的CCUS示范项目达到40个,捕集能力300万吨/年。

“规模上去了,成本就会下来了,规模效益便会显现出来。再往前走一走,我们就离产业集群模式越来越近了”,有专家对于CCUS的未来寄予厚望。

“国家可以考虑在源汇匹配条件较好的区域,建设CCUS工业集群。通过对管网和封存基础设施的共享使用,降低成本、形成规模效应,提高CCUS技术应用的可行性”,业内专家指出。

在碳达峰、碳中和目标导向下,推进大规模试验示范项目建设是重要方向。新疆石油、煤炭等化石资源丰富,煤化工产业规模庞大,油田采空腔较多,具有发展CCUS得天独厚的源汇匹配条件。

有专家建议,可以优先推动在新疆准噶尔盆地建设大规模、低能耗碳封存示范项目,探索可复制可推广的经验,尽快在其他适合区域建立一批百万吨级以上的全流程试验示范项目,进而引导形成一批CCUS产业集聚区,推动形成高排放产业低碳化、高碳能源低碳利用、二氧化碳循环利用等区域能源及产业发展格局,促进研发和示范技术加速成熟和商业化使用,培育低碳产业,形成新的经济增长点。

在发展产业集群的过程中,业内人士认为政策制定还需更加有的放矢,应根据具体技术应用场景、成熟度、成本和地区偏好进行定制。以长庆油田为例,“因油区跨陕甘宁蒙晋,长庆油田CCUS项目受到能否跨省埋存、埋存责任界定、碳对冲机制等配套政策尚不明确的困扰。建议向国家有关部委呼吁,推动有关政策标准落地实施。”

我们有理由相信,随着政策激励力度和范围不断增加,我国CCUS产业将会不断迈上发展新台阶。

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