全球CCUS的發展趨勢與挑戰

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文/盧雪梅，中國石化報

目前全球正在執行的商業CCUS裝置接近30座，碳捕集超過4000萬噸/年，2021年各國已“官宣”約100個新CCUS專案，如果能順利推進，到2030年全球碳捕集能力將翻兩番。但按照國際能源署的淨零預測場景，即使專案全部投運，2030年的碳捕集率仍不足預計總量的15%。根據政府間氣候變化專門委員會發布的報告，透過CCS和CCUS技術可在2050年捕集二氧化碳150億噸。

歐盟認為，2020~2030年對於歐洲實現2050年淨零排放目標至關重要，而這離不開CCS技術的大規模部署和應用。2021年10月，歐盟委員會舉辦CCUS高層論壇，提出CCS和CCUS技術是歐洲脫碳程序中不可或缺的組成部分，強調要實現歐洲2030年和2050年的脫碳目標，也必須在近十年推進CCS專案的開發和部署，以及相關基礎設施的建設。

CCUS專案發展現狀

據《劍橋能源論壇》雜誌的資料，目前全球正在執行中的商業碳捕集、利用與封存（CCUS）裝置接近30座，碳捕集超過4000萬噸/年。

近年來，CCUS發展態勢迅猛，僅2021年各國就“官宣”約100個新CCUS專案，全球有25個國家都執行或投建CCUS專案，如果這些專案都能順利推進，到2030年全球碳捕集能力將翻兩番。這個形勢首先得益於全球對CCUS作用的認可，越來越多國家和政府將CCUS視為實現淨零排放目標的必要手段；其次，低碳制氫技術走紅，在去年“官宣”的CCUS專案中，與制氫有關的就有50個；再次，隨著各國CCUS專案扶持政策出臺，投資環境日益友善，2020年9月以來，政府和企業投入CCUS專案的資金超過250億美元。

面臨的挑戰

按照國際能源署（IEA）的淨零預測場景，即使這些專案全部投運，2030年的碳捕集率仍不足預計總量的15%。而這些專案能否投運，還有很大不確定性。第一，很多CCUS專案的推進取決於政府的資金扶持，而要獲得扶持，CCUS專案必須擊敗其他對手；第二，CCUS專案的開展取決於現有碳儲存能力，而這個“天花板”的存在會反過來抑制CCUS專案的投資；第三，公眾對CCUS的接受度還有待提高，尤其是在一些陸上地區進行碳儲存往往會遭遇抵制。

實際上，CCUS並非唯一遭遇挑戰的清潔技術。在國際能源署追蹤的46項實現淨零排放目標的關鍵清潔技術中，只有電動汽車和照明技術達到預期發展進度，餘者或多或少拖了後腿，這也充分反映了以2050年淨零排放目標為指標的能源轉型難度有多大。

發展趨勢

全球CCUS發展應聚焦3個方面：

一是出臺更多扶持政策，為CCUS投資創造更具持續性和可行性的市場。這對於實現淨零排放目標所需的專案規模和推進速度至關重要。政策制定還需有的放矢，根據具體技術應用場景、成熟度、成本和地區偏好進行定製，還應從CCUS產業鏈角度出臺政策鼓勵對碳運輸和儲存設施專案的早期投資。對於不太成熟的高成本CCUS專案，應進行補貼以解決專案早期可能遭遇的成本過高、商業和技術風險過大等問題。這些專案往往規模不大，實施過程也較耗時，可能成為公共預算沉重的包袱。如何在扶持這類專案的同時平衡公共支出，將考驗各國政府的智慧。

二是發展CCUS產業叢集，共享基礎設施。以碳運輸和儲存基礎設施共享為特色的CCUS產業叢集，有助於帶動小型CCUS專案，滿足其儲碳需求，又能迅速高效推動基礎設施投資，是未來主要發展方向。各國政府應在碳運輸和儲存基礎設施專案的早期規劃與協調方面發揮主導作用，包括加強儲碳能力設計，更多儲碳空間將有效縮短未來CCUS專案的完成周期。

三是大力發展碳儲存。在不大幅增加儲碳投資的情況下，碳儲存能力成為CCUS發展的“天花板”。已往經驗表明，建碳捕集設施所需時間遠少於確定適合的儲碳場所所需時間，後者往往需要5~10年，這顯然不利於CCUS專案的整體推進。考慮到歐洲碳稅不斷上調，未來十年碳儲存很可能供不應求。

挪威開展CCS專案的經驗

CCS在挪威的商業化

在挪威實現CCS的商業化仍面臨許多挑戰，首先是成本過高。

CCS被認為是資本密集型的長期專案，除了需要建設碳捕集裝置，還需要考慮碳運輸和地下儲存，全都花費不

菲。

國際能源署則認為，有關CCUS是最昂貴的碳減排技術的說法並不準確，至少對不少工業門類而言並不準確。

CCUS是多數行業實現碳減排的最廉價方式，且對特定行業而言還是唯一方式。

其次，當下應對氣候相關政策，包括碳稅，都欠缺力度來推動CCUS在挪威的商業化應用。

CCS與負排放技術

負排放技術，就是不但不排放二氧化碳，而且能主動減少空氣中二氧化碳的技術。如直接空氣捕集（DAC）技術，以及被賦予新意的植樹造林、土地管理、海洋富化和生物能等技術。

根據國際能源署的報告，負排放技術中的生物能和DAC技術輔以碳儲存是非常有效的碳減排手段。但負排放技術在挪威的媒體和政界尚未引起足夠重視。

政府資助的作用

挪威政府在2021年的國家預算中，劃撥了250億挪威克朗（約合176億元人民幣）用於Longship專案。這個專案的意義在於，除了直接創造就業崗位，挪威公司將藉此在全球CCS市場上佔得先機，併為下一代CCS技術打下堅實基礎。

此外，為鼓勵CCS專案，挪威政府還採取了“差異合同”方式與工業界簽約，對含有CCS成分的專案予以優惠。

歐洲穩步推進CCS技術部署

根據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）新近釋出的《全球升溫1。5攝氏度》報告，CCS和CCUS技術可在2050年捕集二氧化碳150億噸。全球CCS研究所釋出的《全球CCS現狀》報告表明，全產業鏈的商業CCS專案20世紀80年代就已開始，過去40多年這些專案捕集和封存了2。6億噸二氧化碳，目前年均捕集和封存二氧化碳約4000萬噸。

歐盟對CCS和CCUS專案的支援力度很大，並透過地平線歐洲專案部和創新基金組織進行資金扶持。前者的扶持重心是研究和創新領域，其最近啟動的2021~2022年工作計劃就大力呼籲對碳捕集、封存、轉換、集輸，以及碳去除（CDR）類專案進行申請，預計2023~2024年的工作計劃將著重關注扶持碳運輸和封存基礎設施專案。後者則主要扶持能源密集型行業的CCUS專案，以及可再生能源等能為市場帶來突破性技術的專案。2021年11月，創新基金組織宣佈了2020年的專案申請結果，對7個大型能源轉型專案投資超過11億歐元（約合75。41億元人民幣），其中4個專案涉及CCS。

從歐盟委員會2021年11月提交的第五份共同利益專案（連線歐盟國家能源系統的跨境基礎設施專案）清單來看，歐洲當下具備進入市場條件的CCS專案數量一直在增加，未來十年這些專案有望啟動運營。現在迫切需要的是相應政策和金融支援，確保這些專案2030年前開始運作。這也是歐盟當前面臨的最大挑戰，即首先需要協調各國的融資機制，其次需要各國進一步出臺支援CCS技術部署的政策措施。除了建立有效的資助機制，政治上對相應基礎設施的認可也至關重要。

歐盟為協調各成員國相關基礎設施制定了《泛歐能源網規章》，2020年12月又提出對其進行修訂和完善，以確保歐盟成員國在能源基礎設施政策上的一致性。此外，還提到未來的碳運輸將主要透過船運。2021年7月，歐盟還提出“實現減排55%”的一攬子方案，旨在確保歐盟氣候、能源、土地使用、交通和稅收政策利於2030年實現將歐盟溫室氣體排放量在1990年水平上減少55%的目標。在一攬子方案第一部分提出的13項立法建議中，與CCS相關的立法之一是歐盟排放交易系統（ETS）法令。修訂後，該法令建議將所有碳運輸方式納入歐盟ETS範圍，相關監測和報告條例也將根據該規定進行更新。

2021年10月，歐盟委員會舉辦了CCUS高層論壇，提出CCS和CCUS技術是歐洲脫碳程序中不可或缺的組成部分，強調了要實現歐洲2030年和2050年的脫碳目標，也必須在近十年推進CCS專案的開發和部署，以及相關基礎設施的建設。

種種跡象表明，歐洲從政策和金融入手，正穩步有序推動CCS專案的上馬，爭取按既定計劃啟動運營，為歐洲早日脫碳奠定基礎。

英國CCUS的發展與挑戰

英國2015年起開始引入CCUS技術，基於實際情況，其CCUS主要以產業叢集的方式開展，大多集中在沿海工業區，目前主要有6個產業叢集規劃，分別位於默西塞德郡、亨伯（兩處）、蒂塞德郡、南威爾士和蘇格蘭的聖費格斯。而碳儲存設施的建設是英國CCUS產業叢集規劃的重中之重。由於英國大部分碳排放地都集中在工業中心地帶，叢集建成不僅便於本土碳減排，吸引一些有去碳需求的重工業投資，而且可向其他國家提供碳儲存基礎設施的共享。

虛心“取經”

為了更好地發展CCUS專案，英國還從國外同類項目中“取經”。其參照的成功經驗，如Equinor（挪威國家石油公司）的Sleipner CCS專案。該專案自1996年以來每年在北海海底封存約100萬噸二氧化碳，且所有資料對外公開，利於他國研究借鑑。失敗教訓，如澳大利亞的高庚專案，由於研究不充分，實際儲碳能力低於設計能力，遏制了專案的進一步發展，但也為後來者指明瞭方向，即在專案設計階段就考慮並行開發多個儲存點。

未來可期

CCUS在英國面臨的主要挑戰來自監管和激勵機制。目前，英國政府正在制定CCUS的商業模式及資助框架。英國商業、能源和工業戰略部也制定出碳運輸和儲存管理方法，但具體的管網開發和運作還需進一步精雕細刻。

此外，CCUS技術還面臨來自供應鏈和人員技能的挑戰。對於後者，英國工程建設行業培訓委員會認為，能源轉型可能意味著部分油氣工人轉行進入新行業，如果政府能開展與CCUS技能相關的培訓，或有助於減少社會動盪。

CCUS技術的不斷演化也推出越來越多新技術，能大幅降低專案成本，一些增強捕集技術已實現逾95%的碳捕集率。這都意味著，英國CCUS技術未來或有更大發展空間。

亞太國家發力碳減排

隨著全球能源轉型，CCUS技術在亞太國家的發展勢頭也日益強勁。我國首次將大型CCUS專案納入“十四五”規劃；日本在已有的支援CCUS合作專案的聯合信貸機制基礎上，啟動亞洲CCUS網路，以扶持CCUS專案和促進知識共享；澳大利亞宣佈將進行監管改革，為CCUS專案和集輸中心提供資金支援，其中包括首個財政激勵措施，以推動在亞太地區建立專門的碳交易市場。

亞太國家對CCUS技術在實現淨零目標方面的作用日益重視，對於如何在發展工業的同時減少碳排放，各國都做了積極嘗試。中國石化啟動了中國首個年封存100萬噸二氧化碳的提高採收率專案，將油田附近化工廠捕集的二氧化碳注入地下油層，在增加石油產量的同時，實現碳儲存。必和必拓與中國寶武鋼鐵集團合作，研究CCUS在鋼鐵生產過程中的碳減排應用。我國還宣佈停止資助海外燃煤電廠和煤礦。為了2060年實現碳中和，去年底，我國宣佈了第一批向CCUS專案發放低息貸款的金融機構名單，央行將向金融機構提供貸款本金的60%，年利率僅1。75%。

馬來西亞和印尼也啟動了第一批區域性的海上CCS專案，但相關法律和監管框架仍在制定中。這些專案將把天然氣加工、發電站和其他排放部門排放的二氧化碳注入深海儲存，有利於東南亞各國就碳排放展開合作。

日本和韓國也是推動地區CCS發展的主力軍，正積極開展區域合作，探索低碳能源出口的可能。日本啟動了首個全鏈CCS專案——Tomakomai CCS示範專案，充分展示了透過CCS技術在地震多發國家的海上也可以安全可靠地進行碳儲存。

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