姜 睿

(中國石油化工集團有限公司能源管理與環(huán)境保護部，北京 100728)

1 CCUS行業(yè)背景

氣候變化問題已成為人類面臨的共同問題。近年來，氣候變化對人類社會的威脅不斷增加，減少溫室氣體排放和穩(wěn)定全球氣溫的迫切需求有增無減，亟待采取相關(guān)行動。隨之而來的是對二氧化碳捕集、利用和封存(CCUS)等低碳技術(shù)的迫切需求，CCUS作為一項重要的碳減排技術(shù)，為2050年前實現(xiàn)溫室氣體的“凈零”排放指明了一條可行的途徑。CCUS是指將二氧化碳從工業(yè)、能源利用或大氣中分離出來，直接加以利用或注入地層、海底以實現(xiàn)二氧化碳減排的工業(yè)過程。

國際上已將CCUS作為二氧化碳減排的重要手段和措施。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)《IPCC第五次氣候變化評估報告》[1]指出，CCUS對于全球溫室氣體減排具有非常重要的意義，如果沒有CCUS技術(shù)，幾乎所有的氣候模式都不能實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標，而且全球碳減排成本將會成倍增加，預(yù)計平均增幅高達138%?！禝PCC全球升溫1.5 ℃特別報告》[2]指出，CCUS技術(shù)可有效改善全球氣候變化，對于實現(xiàn)全球2050年碳的“凈零”排放意義重大。2019年，在二十國集團(G20)能源與環(huán)境部長級會議上，首次將CCUS技術(shù)納入會議討論議題。

CCUS已成為全球?qū)崿F(xiàn)碳中和目標不可或缺的關(guān)鍵性技術(shù)之一。據(jù)國際能源署(IEA)預(yù)測，要實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》設(shè)定的2050年碳減排目標，通過CCUS捕集的二氧化碳需從2020年的約4×107t/a增加至2050年的至少5.6×108t/a。另據(jù)國際可再生能源署(IRENA)《能源轉(zhuǎn)型展望報告》[3]測算，為實現(xiàn)全球控制溫升不超過1.5 ℃，到2050年，與現(xiàn)在相比，全球需減少二氧化碳排放3.69×1010t/a。為了實現(xiàn)上述目標，各國需要在6個方面推動能源轉(zhuǎn)型和溫室氣體減排，包括：①部署可再生能源，減排貢獻率約25%；②能效提高，減排貢獻率約25%；③終端能源需求電氣化，減排貢獻率約20%；④氫能及相關(guān)技術(shù)，減排貢獻率約10%；⑤工業(yè)部門CCUS，減排貢獻率約6%；⑥生物質(zhì)能結(jié)合碳捕集與封存(BECCS)及其他自然解決方案，減排貢獻率約14%。

2 國內(nèi)外CCUS項目概況

據(jù)《全球碳捕集與封存現(xiàn)狀2020》[4]報告顯示，目前全球共有65個商業(yè)化CCUS項目，其中26個正在運行，3個在建，13個處于工程設(shè)計階段，21個處于開發(fā)早期，另有2個已暫停運行。運行中的CCUS項目可捕集和封存約4×107t/a二氧化碳。

全球已有的CCUS項目主要分布于天然氣處理、化工生產(chǎn)、發(fā)電、鋼鐵制造、垃圾焚燒、石油煉制、水泥生產(chǎn)、制氫、空氣捕集等9個行業(yè)。捕集的二氧化碳主要用于驅(qū)油提高采收率和專業(yè)地質(zhì)封存，其中，用于驅(qū)油提高采收率的項目有29個，用于專業(yè)地質(zhì)封存的項目有30個，1個項目兼顧驅(qū)油提高采收率和專業(yè)地質(zhì)封存，另有5個項目尚處于評估階段，用途待確定。

2.1 國外CCUS項目情況

1972年的美國Terrell項目是全球首個CCUS項目，其將天然氣處理行業(yè)的二氧化碳捕集并用于油田驅(qū)油，此后，陸續(xù)又有多個項目投運，表1列出了國外各典型領(lǐng)域的首個CCUS項目。

表1 國外典型領(lǐng)域CCUS項目

2.1.1 美洲地區(qū)

截至目前，美洲地區(qū)國家共有38個商業(yè)化CCUS項目，占全球項目總數(shù)的近60%，二氧化碳捕集量達到3×107t/a。其中，美國33個，加拿大4個，巴西1個，項目涉及水泥生產(chǎn)、發(fā)電、垃圾焚燒、化工生產(chǎn)等行業(yè)。

2.1.2 歐洲地區(qū)

歐洲地區(qū)國家共有13個商業(yè)化CCUS項目，其中英國7個，挪威4個，愛爾蘭和荷蘭各1個。項目涉及天然氣處理、發(fā)電、化工生產(chǎn)、石油煉制等行業(yè)。歐洲的CCUS項目主要集中于北海周圍，歐洲大陸的相對較少，且進展較為緩慢。

2.1.3 亞太和中東地區(qū)

亞太地區(qū)國家共有10個商業(yè)化CCUS項目，其中中國6個，澳大利亞2個，新西蘭和韓國各1個。項目涉及天然氣處理、化工生產(chǎn)、垃圾焚燒、鋼鐵制造、水泥生產(chǎn)等行業(yè)。

中東地區(qū)國家共有4個商業(yè)化CCUS項目，其中阿聯(lián)酋2個，沙特阿拉伯和卡塔爾各1個，3個項目在天然氣處理行業(yè)，另外1個項目在鋼鐵行業(yè)。

2.2 國內(nèi)CCUS項目情況

目前，中國已投運或建設(shè)中的CCUS示范項目(包括前述商業(yè)化項目)有40個左右，捕集能力約3×106t/a，多以石油、煤化工、電力行業(yè)小規(guī)模的捕集驅(qū)油示范為主，缺乏大規(guī)模、多種技術(shù)組合的全流程工業(yè)化項目。

2.2.1 二氧化碳捕集項目

2009年華能公司在上海石洞口第二電廠實施了1×105t/a二氧化碳捕集示范項目；2012年中國石化在勝利電廠投資建設(shè)4×104t/a二氧化碳捕集裝置，并進行工業(yè)化試驗研究；2021年國家能源集團國華錦界電廠新建1.5×105t/a燃燒后二氧化碳捕集項目。

2.2.2 地質(zhì)封存和驅(qū)油項目

以油田和煤化工企業(yè)為代表，2010年神華集團1×105t/a CCS示范工程開車成功，生產(chǎn)出超臨界狀態(tài)液體二氧化碳，注入到地下2 200多米深的咸水層永久封存；2009年延長石油集團啟動CCUS一體化項目，2012年實施了陜西靖邊1.2×105t/a和吳起2×105t/a二氧化碳驅(qū)油項目；中國石化在華東、勝利、中原、東北等油氣田企業(yè)開展二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)試驗，并在2021年7月啟動齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS項目，將齊魯石化煤制氣裝置捕集的二氧化碳用于勝利油田驅(qū)油；中國石油在大慶、吉林、長慶等油氣田企業(yè)開展二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)試驗，并在吉林油田建成二氧化碳驅(qū)油與封存國家科技示范工程。

2.2.3 化工、生物和礦化利用項目

中國企業(yè)和科研機構(gòu)在二氧化碳制甲醇，二氧化碳制可降解塑料，二氧化碳和甲烷重整制合成氣、甲酸、烯烴、芳烴、汽油等高價值化學(xué)品方面取得了一系列進展，開展了小試和中試試驗，并正在加快推進工業(yè)化進程。在微藻固碳、二氧化碳礦化利用等方面進行了一系列工業(yè)化試驗，例如，中國石化南化院開展的二氧化碳礦化脫硫渣關(guān)鍵技術(shù)與萬噸級工業(yè)試驗，新奧集團在內(nèi)蒙古開展的微藻固碳工業(yè)示范項目等。

3 國內(nèi)外CCUS相關(guān)政策

3.1 美國45Q稅收抵免政策

從近期全球新增的CCUS項目來看，美國商業(yè)化CCUS項目已占到全球一半以上，這主要得益于美國政府推出的補貼政策。在美國，CCUS項目可以通過聯(lián)邦政府的45Q稅收抵免政策獲得財政支持，從而大幅改善項目的經(jīng)濟可行性，確保CCUS項目的現(xiàn)金流長期穩(wěn)定，降低項目財務(wù)風(fēng)險，使項目長期平穩(wěn)運行成為可能。

2018年，美國聯(lián)邦政府對45Q稅收抵免政策進行了修訂，二氧化碳補助金額大幅提升，其中，二氧化碳地質(zhì)封存的補貼價格由2018年的25.70美元/t逐漸遞增至2026年的50.00美元/t，非地質(zhì)封存(主要指二氧化碳強化采油和二氧化碳利用)的補貼價格由2018年的15.29美元/t逐漸遞增至2026年的35.00美元/t。

表2 美國45Q稅收抵免政策 美元/t

3.2 歐洲碳交易和碳稅機制

歐洲CCUS項目的二氧化碳減排價值主要通過歐盟碳交易市場和碳稅機制來體現(xiàn)。2020年以前，歐盟碳交易市場的碳價較低，對CCUS項目的支持力度有限，隨著歐盟碳配額發(fā)放進一步收緊，2021年歐盟市場的碳價已漲至60歐元/t。此外，歐洲還是全球碳稅政策應(yīng)用最為成熟的地區(qū)，通過向化石燃料生產(chǎn)者、使用者征收碳稅來減少二氧化碳排放。無論是碳交易市場還是征收碳稅，都對碳排放給出了明顯的價格信號，從而影響企業(yè)對CCUS項目的投資力度。圖1為2018年1月至2021年9月歐盟碳市場的價格走勢。

圖1 歐盟碳市場價格走勢

歐盟是低碳經(jīng)濟的積極倡導(dǎo)者，采用政策與制度推進歐洲大陸低碳轉(zhuǎn)型。歐盟委員會2019年12月正式發(fā)布《歐洲綠色協(xié)議》，2020年3月提交《歐洲氣候法案》，上述2份法案將2050年“凈零”碳排放目標變成了政治目標和法律義務(wù)。可以預(yù)見，歐洲未來將會采取更加廣泛的碳減排措施，CCUS無疑是不可或缺的重要手段，有望獲得更多政策支持。

3.3 亞太CCUS政策

2020年1月日本發(fā)布《環(huán)境創(chuàng)新戰(zhàn)略》，將CCUS納入其中；2020年4月，新加坡發(fā)布低碳排放發(fā)展戰(zhàn)略，認可了CCUS在實現(xiàn)氣候目標中具備的巨大潛力；馬來西亞針對高含二氧化碳氣田建立了開發(fā)監(jiān)管框架；澳大利亞是唯一一個擁有完整CCUS監(jiān)管框架的亞太國家，在聯(lián)邦和州的管轄范圍內(nèi)都制定了監(jiān)管要求。2020年5月，澳大利亞政府對《2006年近海石油和溫室氣體封存法案》進行了修訂，對二氧化碳跨境注入管理進行了統(tǒng)一和簡化。

3.4 我國CCUS政策

中國政府高度重視應(yīng)對氣候變化工作，出臺了一系列CCUS相關(guān)政策和規(guī)劃，有序推進CCUS技術(shù)研發(fā)和示范。2019年10月，國家發(fā)改委修訂發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄發(fā)布(2019年本)》，CCUS位列第17條，是國家鼓勵類產(chǎn)業(yè)；2020年10月，生態(tài)環(huán)境部、國家發(fā)改委等五部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進應(yīng)對氣候變化投融資的指導(dǎo)意見》，明確提出氣候投融資要支持開展CCUS試點示范；2021年1月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關(guān)于統(tǒng)籌和加強應(yīng)對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護相關(guān)工作的指導(dǎo)意見》，指出要有序推動規(guī)?；?、全鏈條CCUS示范工程建設(shè)；2021年2月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導(dǎo)意見》，提出推動能源體系綠色低碳轉(zhuǎn)型，開展CCUS試驗示范；2021年4月，中美聯(lián)合發(fā)布《中美應(yīng)對氣候危機聯(lián)合聲明》，指出開展工業(yè)和電力領(lǐng)域脫碳的政策、措施與技術(shù)，包括CCUS；2021年5月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《關(guān)于加強高耗能、高排放建設(shè)項目生態(tài)環(huán)境源頭防控的指導(dǎo)意見》，提出將碳排放影響評價納入環(huán)境影響評價體系，并鼓勵有條件的地區(qū)、企業(yè)探索實施CCUS工程試點、示范；2021年6月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《加強自由貿(mào)易試驗區(qū)生態(tài)環(huán)境保護推動高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出推動能源清潔低碳利用，探索開展規(guī)?；?、全鏈條CCUS試驗示范工程建設(shè)；2021年10月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，提出推進規(guī)?；疾都门c封存技術(shù)研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

4 結(jié)論及建議

無論是與美國、加拿大及歐洲國家相比，還是與日本、澳大利亞等亞太國家相比，中國的CCUS產(chǎn)業(yè)都起步較晚，規(guī)模也較小，政策、經(jīng)濟、技術(shù)等條件不夠完善，大規(guī)模建設(shè)CCUS項目的條件還不夠成熟。未來實現(xiàn)CCUS技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，助力碳達峰碳中和目標，需要在以下幾個方面開展工作。

4.1 建立健全CCUS相關(guān)法規(guī)、標準

目前，我國尚未出臺CCUS相關(guān)的法律法規(guī)，也缺少相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范及標準體系，制約了CCUS技術(shù)的推廣應(yīng)用。建議國家盡快完善、優(yōu)化CCUS法律法規(guī)體系，制定科學(xué)合理的CCUS項目建設(shè)、運營、監(jiān)管、終止標準體系，規(guī)范CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈項目和活動。同時，國內(nèi)外目前尚未建立CCUS項目碳減排方法學(xué)，缺少對CCUS項目二氧化碳封存的計量和監(jiān)測標準。建議國家相關(guān)部門盡快重啟CCUS碳減排方法學(xué)的申報和審核，既為計算CCUS項目的二氧化碳減排量提供理論依據(jù)，也為CCUS項目申報溫室氣體自愿減排(CCER)項目并獲得碳減排收益提供支撐。

4.2 加大CCUS項目政策、資金支持力度

從國外CCUS項目的運行經(jīng)驗來看，長期的政策及資金支持非常重要。建議國家設(shè)立CCUS專項資金，加大對CCUS相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施、重大技術(shù)攻關(guān)的投資力度，并將CCUS納入產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展目錄，為CCUS項目優(yōu)先授信和優(yōu)惠貸款。同時，充分借鑒美國45Q稅收法案等國外CCUS激勵政策，出臺CCUS專項稅收優(yōu)惠和補貼激勵政策，降低CCUS運行成本，推動CCUS大規(guī)模示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

4.3 加強CCUS技術(shù)研發(fā)力度

針對二氧化碳捕集、運輸、利用、監(jiān)測等各個環(huán)節(jié)，加強CCUS技術(shù)研發(fā)力度，進一步降低二氧化碳捕集成本和能耗，提高技術(shù)經(jīng)濟性；開展二氧化碳制甲醇、制聚酯、制烯烴等化工利用技術(shù)攻關(guān)，早日實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣應(yīng)用；完善二氧化碳超臨界管道輸送等低成本運輸技術(shù)，解決管道腐蝕、泄漏等運行安全問題；開展二氧化碳監(jiān)測技術(shù)研究，構(gòu)建全時空、多指標監(jiān)測體系。加快推進CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈示范工程建設(shè)，積累工程經(jīng)驗和技術(shù)數(shù)據(jù)，夯實技術(shù)基礎(chǔ)，逐步擴大CCUS項目規(guī)模，建成多個百萬噸級CCUS示范基地。

4.4 開展CCUS產(chǎn)業(yè)化集群建設(shè)

充分利用相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施共享機制，優(yōu)化整合各地區(qū)、各行業(yè)、各企業(yè)已有資源，建設(shè)二氧化碳捕集、運輸、利用、封存共享網(wǎng)絡(luò)，形成新的CCUS產(chǎn)業(yè)集群。推動CCUS技術(shù)與不同碳排放領(lǐng)域及行業(yè)的耦合集成，加快建設(shè)國內(nèi)二氧化碳源匯匹配數(shù)據(jù)庫，促進行業(yè)、企業(yè)之間開展廣泛的交流合作，形成CCUS領(lǐng)域新的商業(yè)模式，推動商業(yè)化步伐。