中美CCUS技术与政策进展如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/06/24 11:34

截至 2023 年 7 月 31 日,全球已经宣布的 CCS 项目数量达到 392 个,其中 41 个项目在运营(4900 万吨 CO2/年),26 个项目在建,325 个项目 处在开发阶段。

1.美国 CCUS 技术进展与政策

美国的碳存储潜力巨大。据测算,美国的理论 CO2 封存潜力在 2.6-22 万亿吨 CO2(“中等”情 景中估计为 8.3 万亿吨 CO2)55。在之前的研究中,哈佛大学肯尼迪学院团队强调了在美国部署 CCUS 的众多长期和短期好处,例如可以提高电力系统的灵活性,将捕获的二氧化碳再用于制造业或工业 过程,实现“与生物燃料发电(BECCS)相结合时的负排放”,以及实现基于天然气的低碳氢气生产 等56。将 CO2 注入含油地质构造中封存以提高采收率(Enhanced oil recovery, EOR)仍然是一个关键 的应用,因为可以使用石油收入来支付碳捕获和封存的成本57。

在最近的研究中,哈佛大学肯尼迪学院的团队发现,“如果政策和相关市场条件合适,有机连 接碳捕集站点、运输和储运设施并实现基础设施共享,在未来几十年内,可以实现充足的区域和全 国基础设施供应“58。为了给输运存储网络基础设施创造扩张的条件,已经通过了几项政策。例如, 《通胀削减法案》(IRA)加强了《国内税收法》第 45Q 条中的二氧化碳封存税收抵免——将抵免金 额增加了 70%-260%(取决于最终用途),并降低了二氧化碳捕获的信贷资格门槛59。

 

在 CCUS 政策中,还必须考虑二氧化碳运输的基础设施。至 2018 年,美国共拥有 5,012 英里 (8,066 公里)的二氧化碳传输管道,其中大部分用于 提高石油采收率(EOR)。这一数字仅占所有 非天然气管道的 2%左右60,但迅速增加管道以适应 CCUS 迅速发展仍受制于多个层级的许可要求。 例如,涉及联邦、州和私人土地组合的项目,在开始施工之前可能需要多达 30 多次许可审核和批 准61。 为了应对这些挑战,2021 年《基础设施投资和就业法案》(BIL)出台了多项促进 CO2 基础 设施扩张的条款,例如“CO2 基础设施和金融创新法案“62。

迄今为止已经采取了多项政策干预措施,但美国的 CCUS 发展仍面临相当大的挑战。尽管目前 有补贴和税收抵免政策,但 CCUS 技术在大多数应用中仍然缺乏经济竞争力63。提高石油采收率(EOR) 应用可以部分抵消 CCUS 项目成本,但低油价仍然威胁到 EOR 的商业可行性64。此外,对 CCUS 仍有 相当多的反对意见,其论点主要是使用 CCUS 将增加对化石燃料的依赖,并且在 EOR 应用的情况下 增加石油产量。这些论点背后的逻辑值得商榷,但它们确实影响公众对 CCUS 的接受度,使政策制 定复杂化。

2.中国 CCUS 技术进展与政策

中国理论封存容量约为 1.2-4.1 万亿吨,其中松辽盆地(6954 亿吨)、塔里木盆地(5528 亿吨) 和渤海湾盆地(4906 亿吨)三大陆上封存区域约占总封存容量的一半65。自 2020 年 9 月提出双碳 目标以来,中国投运、在建、规划或停运 CCUS 示范项目由 42 个快速增至 100 个,其中近一半项目 已经投产,CO2 捕集能力超过 400 万吨/年,约为全球当前捕集能力的 8%;CO2 注入能力超过 200 万吨/年。目前中国 CCUS 示范项目涵盖电力、油气、化工、水泥、钢铁等多个行业,其中,电力行 业示范项目超过 20 个66。新疆 CCUS 集群、大亚湾区 CCUS 集群项目、华东地区 CCUS 集群项目等产 业集群项目也正在筹备中。

全产业链来看,随着 CCUS 技术的进步和示范项目的推进,低成本、低能耗的新一代捕集技术 呈现快速发展态势,正由中试逐渐向工业示范过渡。CCUS 示范项目正逐步从单一环节的技术应用过 渡到全流程多环节的综合性集成应用,示范规模持续扩大、应用场景明显增多。在 CO2 输送方面,公路罐车和内河船舶运输技术均已开展商业化应用,主要应用于规模 10 万吨/年以下的 CO2 输送67。 在 CO2 管道运输已经陆续开展了一些工程实践,海底管道运输尚处在基础研究阶段。在 CCUS 系统 集成优化方面,国外 CCUS 集成优化技术已普遍进入商业化应用阶段,而国内大规模全链条示范经 验不足,特别是在管网优化和集群枢纽方面,相关技术目前仅达到中试阶段。

二氧化碳利用是我国产业界关注的重点,目前的利用方式包括气驱强化采油技术(EOR)、制干 冰、化工产品生产(甲醇、化肥等)等。目前中国 CCUS 示范项目的 CO2 利用方式以地质利用为主, 但化学与生物利用项目也在逐年增加。当前超过 30 个项目进行 CO2-EOR,少数项目进行强化开采煤 层气,仅有个别项目最终将收集到的 CO2 进行地质封存。 中国若要达到 2060 年碳中和目标,CCUS 减排需求约为每年 10-25 亿吨68,69,70。而目前中国现有 的捕集能力规模仅相当于碳中和目标下 2060 年需求的约 0.16%-4%。与此同时,中国源汇空间错位 问题凸显,华东、华中、华南地区缺少陆上封存地,这些地区将需要依赖近海封存。以上种种原因 造成了碳捕集能力与目标需求的巨大差距。

对我国而言,在四大行业中,煤化工的 CCS 应用成本最低。水泥行业因为水泥厂的规模小、分 布广泛,考虑源汇匹配后会有更多低成本减排机会。燃煤电厂加装 CCUS 技术改造可以避免燃煤发 电部门资产搁浅,促进煤炭公正转型,并显著降低电力系统实现碳中和的成本。预计到 2050 年, CCUS 技术在能源与工业等领域广泛部署,综合成本大幅降低,第二代捕集技术成本比目前降低 50% 以上71。从已投运示范项目捕集成本来看,中国具有一定成本优势,并在“干中学”过程中逐年下 降。

中国政府出台了多种支持 CCUS 技术的措施,包括针对研发示范、税收激励、补贴和能力建设的政策。然而,广泛的政策扩散受到各种因素的阻碍,包括技术成熟度的不同阶段、不同的区域财 政状况以及在国家层面调整政策的挑战。 中国的 CCUS 政策主要用于提供指导,仍缺乏对 CCUS 项目的市场准入、建设、运营、监管和终 止等方面进行具体规定。CCUS 税收优惠政策分布在环保、节能、节水、资源综合利用等多个领域。 这些税收优惠包括增值税、资源税和企业所得税,在某些情况下给予减免。 在区域财政补贴方面,包括深圳、北京在内的部分城市对 CCUS 项目投资提供补助或奖励,最 高上限分别为 1000 万元和 3000 万元73,74。支持 CCUS 的金融政策包括中国人民银行的碳减排支持 工具和绿色债券分类目录。

在项目全生命周期管理方面,目前有 13 个政府部门参与项目前期审批和监管流程,管理碎片 化。需要明确跨部门合作机制,明确 CCUS 存储项目封井后监管责任。 总体来看,我国的 CCUS 技术和基础设施的发展仍然大幅落后于美国。这体现在捕集技术仍处 于示范阶段,CCUS 系统集成优化方面总体仅处于中试阶段,而美国 CCUS 技术已进入商业化应用阶 段。随着应用场景的拓展,CCUS 技术已经成为中国碳中和技术体系的重要组成部分,是化石能源近 零排放的唯一技术选择、钢铁水泥等难减排行业深度脱碳的可行技术方案、未来支撑碳循环利用的 主要技术手段。考虑到全球气候治理外部约束和落实国家碳达峰碳中和目标的内部需求,我国急需 推动 CCUS 由战略储备技术快速升级为现实解决方案,其技术定位、发展方向和未来部署都需要进 一步研究。