CCUS评估方法和技术路线
通过综合分析2016~2018年期间全球CCUS项目进展以及主要机构对CCUS的看法,分析全球CCUS环境
政策法规进展,分析中国CCUS项目现状以及未来发展预期。在上述国内外背景下,通过专题会议、企业调研、全国培训、专业测试和访谈等方法,评估《指南》发挥的作用和产生的影响,评估技术路线见图1,具体评估方法和手段有:
(1)国内外文献检索:全面检索国内外CCUS相关材料,侧重CCUS环境影响和环境风险在2016~2018年的进展;重点关注和《指南》相关的材料和信息;
(2)典型企业和研究机构调研:调研开展CCUS项目的典型企业和进行CCUS相关研究的科研机构,了解《指南》的应用情况与存在的不足和
问题;
(3)学术研讨会:2016~2018期间,共召开针对《指南》的各种类型学术研讨会7次,重点讨论《指南》存在的科学和操作问题,提出深化和完善《指南》的重点方向;
(4)全国培训:围绕《指南》,举办全国规模的培训2次,接受培训人员累计192人次;
(5)专业人员访谈:开展各类访谈(线上和线下),了解环境管理者、科研工作者以及企业对于CCUS环境风险和《指南》的态度和认知程度;
(6)专业测试:环境规划院联合中国科学院心理研究所和
北京工商大学,进行国际经典心理学测试——内隐联想测试(Implicit Association Test,IAT)。内隐联想测试可探测过去经验和已有态度积淀下来的无意识痕迹,它能在无意识层面识别个体对社会客体对象的情感倾向、认识和行为反应。
图1 评估技术路线图
03国际形势研判
❏ 全球CCUS项目进展
2016-2018年期间,全球CCUS项目增长势头放缓,进入相对平稳阶段。据GCCSI(全球碳捕捉与封存组织)统计,2016年底,全球共有38个大型CCUS项目,其中21个处于运行或建设阶段,至2017年底,处于运行或建设阶段的大型CCUS项目数量降为37个,至2018年8月,在37个大型CCUS项目中,共有22个项目处于运行或建设阶段,综合捕集能力约为3700万吨/年。目前正在运行的17个大规模项目中,已向地下注入约2.2亿吨CO2。
世界上第一个
钢铁行业CCUS项目正式实施。世界上第一个钢铁行业大规模应用CCUS的项目是位于阿拉伯联合酋长国阿联酋钢铁厂的阿布扎比CCUS项目。阿布扎比CCUS项目从阿联酋钢铁厂所用的直接还原铁工艺中每年捕集约80万吨二氧化碳,然后用于阿布扎比国家石油公司经营油田的EOR作业,二氧化碳注入于2016年一季度开始。
❏ 国际主要机构对CCUS态度
CCUS能够实现化石能源利用产生的二氧化碳近零排放,在各类
减排技术中,被认为未来将填补能效和可再生能源技术减排的不足。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在第五次评估报告中指出,CCUS对于全球温室气体减排具有非常重要的意义(表1)。
表1 国际主要组织/机构对CCUS态度
❏ CCUS环境
政策法规进展
2018年美国国会修改《美国能源改进与推广法案》下45Q条款,推动CCUS项目快速发展。该45Q条款针对捕集特定地点特定数量二氧化碳并实施二氧化碳安全地质封存的纳税企业,提高税收补贴的额度,主要内容包括:(1)税收补贴给予实施捕集的企业;(2)对用于地质封存的二氧化碳补贴额为每公吨50美元(之前的补贴额为20美元),对于提高石油采收率的CCUS项目,每公吨二氧化碳补贴额为35美元(之前的补贴额为10美元);(3)税收补贴的实施年限为12年;(4)主要针对2024年之前开始的CCUS项目。对于该税收法案的实施,美国财政部、环境保护署、内政部与能源部未来将制定配套的相关法规。
美国伊利诺伊ADM项目成为首个申请美国环境保护署《地下注入控制计划》VI类井许可类型并开始执行的二氧化碳地质封存项目。美国2017年新投产的两个项目包括PETRA NOVA CCS(THOMPSONS, TX)和ADM ETHANOL FACILITY(DECATUR,IL),前者采用三菱重工燃烧后二氧化碳捕集技术,通过捕集240兆瓦烟气流中90%的二氧化
碳排放量,预期每年可捕获或封存140万吨二氧化碳,捕集的二氧化碳将用于德克萨斯州杰克逊县的西牧场油田的EOR项目,该项目总成本预计为10亿美元,其中美国能源部出资1.67亿。ADM项目则捕集乙醇生物燃料生产过程中的100万吨二氧化碳并储存在深部盐水层中,该项目总成本为2.08亿美元,能源部出资1.415亿美元。伊利诺伊ADM项目是美国首个申请美国环境保护署《地下注入控制计划》VI类井许可类型的地质封存项目。
针对二氧化碳地质封存,美国联邦层级主要有三类监管法律:一是关于水的保护,二是关于监测与报告,三是联邦土地的使用。在对水的保护方面发挥作用的是《安全饮用水法》及其项下的《地下注入控制计划》。一直以来美国环境保护署监管的是以提高原油/气采收率为目的而开展的二氧化碳注入建井活动,这种类型的井在《地下注入控制计划》中被列为II类井进行监管。2011年,针对长期二氧化碳地质封存项目,美国环境保护署设立了一种新的井的级别——VI类。针对VI类井的监管要求相较于Ⅱ类井更加严格。该法规主要针对二氧化碳地质封存的四大独特性质,包括二氧化碳对水的相对浮力、地下流动性、在水存在下的腐蚀性和地下注入量大等性质。在该法规下,二氧化碳地质封存对场地特征的要求更严格;对注入井构造要求更严格;注水井的操作要求更严格;对监测的要求更全面,包括注入操作和注入后井的完整性;项目生命周期内,执行方需要持续提供项目信息,以评估VI类井操作,并确保对地下水的保护。