中国21世纪议程管理中心仲平研究员讲解了“中国碳捕集、利用与封存（CCUS）发展趋势和路线图”



首先感谢生态环境部邀请我来参加这个培训班，跟大家分享一下CCUS技术层面的一些工作。我们是科技部下属的一类事业单位，从事可持续发展等相关的工作，中心是目前国家科技计划管理7家专业机构之一，从事资源、环境、海洋、自然灾害等相关专项管理工作。CCUS作为重要的气侯变化减缓技术，也是我们长期关注的领域。从2006年前后开始，我们代表科技部和欧美等发达国家政府开展CCUS技术和能力建设的合作，开展了大量的工作，主要侧重于技术研发阶段。非常高兴能够看到越来越多CCUS项目能够从实验室、从原来的概念逐步变成一个个具体的项目，真正在捕集、封存方面发展。


汇报共分5个部分


先介绍一下路线图更新的背景，再从路线图的定位与愿景介绍，包括发展目标，和早期机会与建议，以及未来从政策上提出相关的建议。


为什么叫更新？因为在2011年的时候，碳收集领导人论坛（CSLF）部长级会议在北京召开，我们组织推出了中国的CCUS技术发展路线图，在路线图基础之上，2013年又提出了十二五CCUS技术发展规划，通过国家科技支撑计划支持了包括神华CO2地质封存、胜利油田、延长油田等在内的一系列研发和示范项目。离上一版路线图发布已有七年的时间，随着相关技术发展，有必要对路线图进行更新。


在过去这些年，CCUS整个国际发展环境也有一些变化。《巴黎协定》后应对气侯变化成为全球共识，目标设置趋紧，但减排行动约束减弱，国际CCUS技术合作意愿增强。美国修订《45Q法案》，加大对CCUS技术发展和应用的激励。国内社会经济发展方式转变对CCUS定位提出新要求。十九大提出高质量发展，对气侯变化和可持续发展提出新目标，2030年排放达峰后的去峰问题应提早考虑技术支撑。CCUS技术发展非常快，包括利用技术涌现，也要开展评估。对CCUS的认识不断深化，我们基于这个背景考虑更新中国的路线图。


第二部分CCUS的定位和愿景


刚才提到国际层面的两度温升目标，IPCC是国际气侯研究组织，正在开展第六次气侯变化评估报告。IPCC第五次评估报告认为，要实现两度目标，如果没有CCUS技术，绝大部分分析预测模式都无法实现；能够实现的情景下，成本提高了138%。IEA的分析认为，要实现2℃的目标，到2040年全球CCUS部署规模要达到40亿吨。刚才提到项目规模百万吨已经非常大，这样40亿吨至少要四千个相关的大型CCUS项目，目前看任重道远。到2050年要达到60亿吨，我们认为CCUS对于减排不可或缺。


对于技术发展应用而言，CCUS面临高能耗、高成本、高风险。高风险问题是环境部从环境影响评价角度要解决的问题，从环境风险角度来讲要控制。至少在目前技术和工业的能力下，CCUS对发展中国家还是承担不起的技术，我们希望通过进一步开发技术来推动能耗和成本的下降。


从科技的视角，CCUS发展仍存在不确定性，全球层面应用规模是2040年40亿吨，2050年60亿吨。中国我们评估该减排技术可实现7到22亿吨减排贡献，减排成本下降也非常可观。技术发展越来越多元，从原来的CCS到现在的CCUS，包括生物的利用、化工的利用、地质利用，研发CO2驱水等新的利用方向，发展越来越多元。安全性方面，通过示范项目，应用新的监测手段，出台相关监测法规，通过监管保障安全性。


在这些定位的基础上，我们的研究也对CCUS在中国发挥的作用进行了分析。图中是国内相关研究机构的预测，如果想实现2030年以后去峰和量化的减排，CCUS是必不可少的技术方向。


从能源禀赋来讲，煤炭占我国能源消费比例60%左右，是未来长期的基础能源，CCUS是唯一的可行途径实现煤炭的大规模低碳利用。


图中展示的是这些年我国能源结构的变化，可再生能源比例一直在上涨。但是到去年，加上核能、新能源，总共也只能满足13%多的能源需求，石油和煤炭一直是我国最主要的能源来源。我们都期待新能源发挥更多的作用，在能源优化过程中，CCUS可以帮助实现从化石能源到未来无碳低碳的衔接，能够实现平稳过渡。



基于上述分析，路线图对CCUS提出了定位和愿景：CCUS作为一项有望实现化石能源大规模低碳利用的新技术，是我国未来减少二氧化碳排放、保障能源安全和实现可持续发展的重要手段。


CCUS发展趋势和目标


我们的路线图研究还对2011年路线图提出的目标，做了一个初步的评估，对当时全流程项目规模目标、系统、捕集、运输、利用、封存都做了评估。


新一代CCUS技术的成本和能耗具有明显优势。CCUS有的还处于研发阶段，有的还是概念，但是有的已经应用了。CSLF在2013年CCUS路线图报告中提出，一代技术是现阶段已经能够进行大规模示范的技术，二代是技术成熟后实现能耗和成本比一代技术降低30%以上的新技术，三代与一、二代技术有根本原理区别，能耗成本实现降低50%。


我们对国内的燃煤发电厂进行了分析。图中网状和紫色是2005年之后建的电厂，可发现大部分是在2005年以后建的。按照我国在能源革命规划里提出的目标，从2010年到2030年新增发电将主要靠新能源和可再生能源，可以预见将来的煤电厂会建得越来越少。


现有煤电厂的改造都有一个投资回收期，如果改造以后，电厂使用寿命少于15年是不划算的。假设电厂生命周期是45年，投资回收期是15年，如果到2040年我们的CCUS技术才能成熟，电厂不会愿意对其进行改造的。如果提前到2035年达到技术成熟，改造潜力就能达到140GW；提前到2030年改造潜力就能提高到430GW。刚才提到代际技术的概念，如果只能用第一代技术，能耗和成本非常高。如果通过科技相关部署安排能够把第二代的技术成熟时间适当的提前，即使提前5年效果也是非常可观的。主要是想展示这个理念，希望推动第二代甚至第三代技术，能够更早的成熟，在国内煤电厂中得到应用。图中不同代际技术曲线的交点是成本的交点，也是这些电厂选择到底是用一代还是二代的技术；如果这个点尽量往前移，我们能够改造的潜力就会变得非常大，产生的效益会非常高。



路线图按不同的技术链的环节，还有全流程的技术体系，提出了相应的发展目标。比如到2025年提出要建多个基于现有CCUS技术的工业示范项目并具备工程化能力。到2030年要实现相关的技术能够进入商业化应用，并且具备产业化能力，运输能够具有400万吨的能力。到2035年新型技术实现大规模商业化运行，同时第一代技术也在继续发展，进一步降低成本能耗，第二代技术实现商业应用。到2040年整个系统集成和风险管控要得到相关突破，CCUS集群初步建成，综合成本大幅度降低，并实现广泛应用。到2050年实现广泛部署。


第四部分优先行动与早期机会


路线图也识别了一些早期的机会，近年利用技术发展比较快，提出了不同的发展方向，我们做出了相应的分析。图中主要是化工利用和矿化利用等。


第二部分是地质方面的应用，关注的强化采油等。


路线图还对关键技术研发提出了路线的建议，不同的时间节点提出了目标的考虑。


同时针对不同地区的排放源和封存利用的适合产地，进行了相应的组合，对未来产业集群和大规模示范，一些早期的机会进行了识别，分别针对不同的区域，包括新疆北部，鄂尔多斯盆地等等。



第五部分政策建议


任何一个技术要实现大规模应用，光靠技术本身是不行，路线图也对相关政策提出了建议。首先要支持新一代CCUS技术的研发和示范，建立重大基础设施研发平台，创建自己的产学研用合作平台。国内虽然成立了CCUS产业技术联盟，但是更多是经验和知识的交流分享，工程、技术合作还有待加强。另外是重视CCUS技术的知识产权研究和保护，如果没有提前进行布局，会受制于人。包括专业人才引进也应加强。

第二个方面的建议是关于早期示范。包括推进早期示范项目的筛选与评估，成本比较低的排放气源，能产生经济效益的利用手段等，能够结合，然后对相应的技术进行测试、示范，从而推进技术链条的发展。针对早期示范工程，也是要加强行业和政策部门之间的协调，包括环境部通过环境影响评价，推动相关行业间的合作等推动技术发展，还包括提供相关财政激励等。产业政策方面提出建议把CCUS纳入国家战略新型产业，提前开展相关法律法规的研究。还有就是加强相关的国际合作，包括政府间、民间都值得加强交流合作，各位有机会去发达国家建成示范项目考察学习都是需要开展的工作。


最后，很高兴此次跟大家进行交流学习，谢谢大家。


编者注：文字部分根据录音整理