宋陽(yáng)，何少林＊，薛華，齊志斌，葛雁冰，劉博，余績(jī)慶

（1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院，北京 100083；2.國(guó)家油頁(yè)巖生態(tài)環(huán)境分中心，北京 100083；3.中國(guó)石油環(huán)境工程評(píng)估中心，北京 100083）

引言

二氧化碳捕集、地質(zhì)利用和封存（CCUS）是緩解氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)工具，不僅對(duì)以化石能源為主要能量來(lái)源的行業(yè)提供了巨大的溫室氣體減排量，保持了電力系統(tǒng)的靈活性，還是鋼鐵、水泥等難減排工業(yè)過(guò)程的可行技術(shù)方案[1,2]。大多數(shù)情況下，在需要高熱或者存在工藝碳排放的行業(yè)，CCUS 是首選的脫碳解決方案。世界各國(guó)的研究機(jī)構(gòu)對(duì)氣候與技術(shù)、政策的模型研究表明：如果要實(shí)現(xiàn)巴黎協(xié)定的國(guó)際目標(biāo)，CCUS 是減碳技術(shù)措施中的必要組成。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）指出，不同路徑CCUS的減排量到2030 年需要達(dá)到1 億～4 億噸/年，到2050 年需要達(dá)到30 億～68 億噸/年[3]。目前正在運(yùn)行的CCUS 工程的捕集總量為每年4000 萬(wàn)噸，因此到2050 年其規(guī)模要至少擴(kuò)大100 倍。目前全球商業(yè)化CCUS 項(xiàng)目共135 個(gè)，其中一半的項(xiàng)目均為2021年新開(kāi)發(fā)和營(yíng)運(yùn)。美國(guó)在2021 年新增CCUS 項(xiàng)目36個(gè)，其次為英國(guó)8 個(gè)、荷蘭5 個(gè)和比利時(shí)4 個(gè)[4]。美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明當(dāng)政策為資本提供足夠的投資理由時(shí)，就會(huì)促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2021 年新增的每年400 萬(wàn)噸以上的CO2捕集量項(xiàng)目如Dave Johnson 電廠、G2 凈零液化天然氣廠和Next Decade Rio Grande 液化天然氣廠均位于美國(guó)。

近10 年，我國(guó)意識(shí)到基于自然解決方案（NBS）的農(nóng)業(yè)和林業(yè)碳匯有一定的上限。從實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的減排需求看，依照現(xiàn)有技術(shù)，2060 年需要通過(guò)CCUS 實(shí)現(xiàn)的CO2減排量為10 億～18 億噸。與其相關(guān)的生物質(zhì)能碳捕集與封存（BECCS）[5]和直接空氣碳捕集與封存（DACCS）等負(fù)排放技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)減排3 億～6 億噸和2 億～3 億噸CO2[6]。各級(jí)政府部門(mén)已經(jīng)更加積極地理解CCUS 在脫碳中的作用，為后續(xù)政策制定奠定了基礎(chǔ)。在“十四五”規(guī)劃中明確將CCUS 作為重大示范項(xiàng)目進(jìn)行引導(dǎo)支持[7]。2021 年5月，生態(tài)環(huán)境部與相關(guān)部委宣布支持在自由貿(mào)易區(qū)開(kāi)展CCUS 試點(diǎn)和示范項(xiàng)目。CCUS 還被納入2021 年4月發(fā)表的《中美應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)聯(lián)合聲明》。2021 年6月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布通知，要求CCUS 提供項(xiàng)目信息，以支持近期的重大計(jì)劃。

伴隨產(chǎn)業(yè)政策的推進(jìn)和利好，引發(fā)了中國(guó)新一輪大型CCUS 示范項(xiàng)目的建設(shè)。2021 年6 月25 日，國(guó)家能源集團(tuán)錦界電廠15 萬(wàn)噸/年CCUS 示范項(xiàng)目一次性通過(guò)168 小時(shí)試運(yùn)行，這是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的燃煤電廠燃燒后CO2捕集項(xiàng)目，試運(yùn)期間連續(xù)生產(chǎn)出純度99.5%的工業(yè)級(jí)合格液態(tài)CO2產(chǎn)品，成功實(shí)現(xiàn)了燃煤電廠煙氣中CO2大規(guī)模捕集。2022 年1 月29 日，中國(guó)石油化工集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中石化）宣布我國(guó)首個(gè)涵蓋了碳捕集、利用和封存全環(huán)節(jié)的百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目——齊魯石化—?jiǎng)倮吞顲CUS 項(xiàng)目全面建成，成為國(guó)內(nèi)最大的CCUS 全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉痘兀瑸閲?guó)家推進(jìn)CCUS 規(guī)?；l(fā)展提供了應(yīng)用案例。目前我國(guó)已投運(yùn)或建設(shè)中的CCUS 示范和商業(yè)項(xiàng)目達(dá)到49 個(gè)，已建成的38 個(gè)示范項(xiàng)目形成CO2捕集能力296 萬(wàn)噸/年、注入能力121 萬(wàn)噸/年[6,8]。這些項(xiàng)目以地質(zhì)利用和封存為主，并且主要用于CO2驅(qū)提高油氣采收率（EOR）、CO2驅(qū)替煤層氣（ECBM）和咸水層封存（表1）。因?yàn)橛蜌夂兔禾啃袠I(yè)對(duì)衰竭油氣藏的結(jié)構(gòu)特征和行為本身有很好的了解，現(xiàn)有的鉆井和注入技術(shù)可以適用于碳封存的實(shí)際應(yīng)用，并且中國(guó)早期CCUS示范項(xiàng)目?jī)?yōu)先采用高濃度CO2排放源與EOR 相結(jié)合的方式產(chǎn)生收益，當(dāng)市場(chǎng)油價(jià)處于高位時(shí)，CO2-EOR收益不僅可完全抵消CCUS 成本，并為CCUS 相關(guān)利益方創(chuàng)造額外經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。其他還有一些在廢棄油氣藏、不可開(kāi)采煤層和深海的CO2封存以及化工和生物利用等仍處于開(kāi)發(fā)前期。

表1 中國(guó)主要的CCUS全流程項(xiàng)目

1 CCUS 項(xiàng)目的環(huán)境管理現(xiàn)狀

盡管CCUS 作為應(yīng)對(duì)氣候變化和減緩CO2排放的重要技術(shù)，但由于其前沿的技術(shù)體系和巨大的工程規(guī)模，引發(fā)了社會(huì)和公眾對(duì)于CCUS 項(xiàng)目環(huán)境影響和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂(yōu)，甚至是反對(duì)。從國(guó)際經(jīng)驗(yàn)看，環(huán)境影響和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是影響甚至決定CCUS 項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵因素之一，也是公眾關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題，諸多國(guó)際大型CCUS 項(xiàng)目都是由于環(huán)境問(wèn)題而進(jìn)展受阻[9]。中國(guó)政府也高度重視CCUS 項(xiàng)目的環(huán)境影響和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。2013 年原環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)碳捕集、利用和封存試驗(yàn)示范項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)工作的通知》中提出“加強(qiáng)碳捕集、利用和封存試驗(yàn)示范項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)工作，加強(qiáng)環(huán)境影響評(píng)價(jià)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“環(huán)評(píng)”）和環(huán)境影響監(jiān)測(cè)，探索建立環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控體系，推動(dòng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)示范，加強(qiáng)能力建設(shè)和國(guó)際合作”等要求。應(yīng)此要求，《二氧化碳捕集、利用和封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南（試行）》于2016年發(fā)布，這是中國(guó)第一部針對(duì)CCUS 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)制定的技術(shù)指南。然而與CCUS 技術(shù)和項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)能力與經(jīng)驗(yàn)方面所取得的飛速進(jìn)展相比，我國(guó)對(duì)CCUS 項(xiàng)目的監(jiān)管法規(guī)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、CO2減排核算、碳市場(chǎng)準(zhǔn)入和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估仍然相對(duì)滯后（圖1），對(duì)CCUS 環(huán)境影響和風(fēng)險(xiǎn)的不確定客觀上制約了其在我國(guó)的大規(guī)模推廣和商業(yè)化應(yīng)用。

1.1 監(jiān)管法規(guī)

目前CCUS 產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家大部分已針對(duì)這類(lèi)項(xiàng)目在法律法規(guī)層面進(jìn)行了環(huán)境保護(hù)規(guī)定。澳大利亞于2006 年頒布《海洋石油與溫室氣體儲(chǔ)存法》[10]，為溫室氣體離岸注入、運(yùn)輸和地質(zhì)封存活動(dòng)提供了法律框架，并于2009 年通過(guò)《海洋石油和溫室氣體儲(chǔ)存（環(huán)境）條例》和《二氧化碳捕獲與地質(zhì)儲(chǔ)存環(huán)境指南》針對(duì)環(huán)評(píng)內(nèi)容、方法和標(biāo)準(zhǔn)做出規(guī)定，著重強(qiáng)調(diào)封存選址的重要性。歐盟于2009 年發(fā)布《二氧化碳地質(zhì)封存指令》（2009/31/EC）[11]，涵蓋了從捕集、運(yùn)輸?shù)讲煌刭|(zhì)構(gòu)造封存整個(gè)生命周期的規(guī)定，要求其成員國(guó)在2011 年6 月前轉(zhuǎn)化為國(guó)家法律。荷蘭在此基礎(chǔ)上通過(guò)修改其《礦業(yè)法》明確了CO2封存的許可制度[12]。英國(guó)根據(jù)其《能源法》于2010 年頒布《二氧化碳儲(chǔ)存（許可）條例》[13]指出，禁止在水源地頒發(fā)CO2封存許可證，在擬定封存場(chǎng)地不存在泄漏、環(huán)境損害和人類(lèi)健康風(fēng)險(xiǎn)的情況下，可以頒發(fā)封存許可證[14]。此外，日本修訂了《海洋污染防治法》，也對(duì)海洋CO2封存做出規(guī)定[15,16]。美國(guó)以《安全飲用水法》為基礎(chǔ)形成的《二氧化碳地質(zhì)封存井的地下灌注控制計(jì)劃的聯(lián)邦要求：最終條例》[17]于2011 年1 月10 日正式生效，其針對(duì)以提高油氣采收率為目的的CO2注入井列為Ⅱ類(lèi)井監(jiān)管；針對(duì)長(zhǎng)期CO2地質(zhì)封存項(xiàng)目列為Ⅵ類(lèi)井管理，在許可程序、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)特征、審查區(qū)域與糾正措施、經(jīng)濟(jì)責(zé)任、注入井的施工、運(yùn)行、機(jī)械完整性測(cè)試、監(jiān)測(cè)、井堵塞、注入后現(xiàn)場(chǎng)管理、現(xiàn)場(chǎng)封閉的最低技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面要求更為嚴(yán)格以保護(hù)地下水[18]。

我國(guó)CCUS 的法規(guī)監(jiān)管尚處在起步階段，雖然與其相關(guān)的法律法規(guī)較多，但是我國(guó)的環(huán)境保護(hù)制度類(lèi)和石油礦業(yè)權(quán)制度類(lèi)法律法規(guī)均沒(méi)有專(zhuān)門(mén)條文應(yīng)對(duì)CCUS 開(kāi)發(fā)活動(dòng)的監(jiān)管。2012 年3 月18 日，《中華人民共和國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化法（草案）》發(fā)布，這是我國(guó)第一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)氣候變化的法律文本，其中第65 條指出，政府鼓勵(lì)和支 持CCUS 和其他應(yīng)對(duì)氣候變化技術(shù)的發(fā)展。但該法案何時(shí)正式獲得通過(guò)具有法律效力還未可知。此外，石油行業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)如《鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》（SY/T 6806—2019）和《油氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》（SY/T 6805—2017）中部分條款如庫(kù)址選址和地質(zhì)評(píng)價(jià)可供CCUS項(xiàng)目封存借鑒，但由于天然氣和CO2固有性質(zhì)的差異，其對(duì)CO2長(zhǎng)期封存的適用性明顯不夠。

1.2 生態(tài)環(huán)境管理技術(shù)規(guī)范

環(huán)評(píng)制度在預(yù)防和減輕環(huán)境污染和生態(tài)破壞中發(fā)揮著重要作用。我國(guó)CCUS 項(xiàng)目均應(yīng)依法進(jìn)行環(huán)評(píng)。當(dāng)前我國(guó)CCUS 項(xiàng)目的環(huán)評(píng)分類(lèi)、分級(jí)審批機(jī)制不清晰，現(xiàn)行的環(huán)評(píng)導(dǎo)則、指南和標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法完全滿(mǎn)足CCUS項(xiàng)目的需求（表2）。一部分導(dǎo)則可以適用于CCUS 項(xiàng)目的環(huán)評(píng)，如生態(tài)、土壤和地下水導(dǎo)則，其中已經(jīng)包括土壤和地下水pH 值、溶解氧、重金屬、含量等CO2泄漏可能導(dǎo)致的環(huán)境變化以及動(dòng)植物等生態(tài)系統(tǒng)的變化評(píng)價(jià)。一部分導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)不適用于CCUS項(xiàng)目，最突出的問(wèn)題是，CO2并不是我國(guó)傳統(tǒng)意義上的污染物，因此現(xiàn)行導(dǎo)則對(duì)CCUS 項(xiàng)目的評(píng)價(jià)等級(jí)、評(píng)價(jià)范圍、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和模型預(yù)測(cè)方法不能完全匹配?，F(xiàn)行的規(guī)劃導(dǎo)則在進(jìn)行CCUS 產(chǎn)業(yè)（封存）集中區(qū)規(guī)劃時(shí)缺少區(qū)域CO2源匯現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)方面的要求。

表2 與CCUS項(xiàng)目相關(guān)的環(huán)評(píng)導(dǎo)則、指南和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

目前僅有《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南（試行）》專(zhuān)門(mén)針對(duì)CCUS 項(xiàng)目的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性評(píng)估，彌補(bǔ)了《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》與CCUS 項(xiàng)目特性的不匹配。指南發(fā)布實(shí)施近6 年來(lái)，對(duì)CCUS 項(xiàng)目的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做出了突出貢獻(xiàn)，同時(shí)也暴露了幾方面的問(wèn)題需要進(jìn)一步改進(jìn)：一是風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的步驟和指標(biāo)有待調(diào)整明確；二是過(guò)于依賴(lài)專(zhuān)家打分的定性方法有待深化；三是僅針對(duì)土壤、地下水、地表水和環(huán)境空氣等環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定和影響程度分級(jí)，缺少對(duì)附近居民健康、動(dòng)植物和微生物多樣性及生產(chǎn)力的CO2濃度閾值和影響分類(lèi)；四是需加強(qiáng)事故泄漏源強(qiáng)與后果分析的模型構(gòu)建[19,20]。

1.3 CCUS 項(xiàng)目CO2 環(huán)境監(jiān)測(cè)

根據(jù)對(duì)已有CCUS 示范項(xiàng)目的研究來(lái)看，捕集過(guò)程的CO2泄漏量一般不大，且已經(jīng)完善了監(jiān)測(cè)措施。封存過(guò)程和封存后的泄漏風(fēng)險(xiǎn)是環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)估的重點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)CO2-EOR 項(xiàng)目沒(méi)有重視對(duì)注入井和采出井的CO2泄漏，另外對(duì)地表逸散量和地下CO2運(yùn)移狀態(tài)的準(zhǔn)確性和監(jiān)測(cè)范圍都不夠明確，嚴(yán)重制約CCUS 項(xiàng)目的測(cè)量、報(bào)告和核查（MRV）制度發(fā)展[21]。特別是對(duì)地下CO2羽流的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)依賴(lài)對(duì)地質(zhì)封存體的深度認(rèn)識(shí)。目前油田經(jīng)過(guò)多年勘探、開(kāi)發(fā)，積累了數(shù)量眾多的鉆井及地震、測(cè)井和地質(zhì)研究資料，可以相對(duì)方便的觀測(cè)CO2的羽流狀態(tài)，而對(duì)缺乏地質(zhì)資料地區(qū)的CO2運(yùn)移模型建構(gòu)和監(jiān)測(cè)還需要積累和發(fā)展。目前我國(guó)還未形成完備的CCUS 封存場(chǎng)地CO2監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，主要依靠各項(xiàng)目根據(jù)自身情況設(shè)定。延長(zhǎng)靖邊油田CO2-EOR 項(xiàng)目吸取了加拿大Weyburn 項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了綜合地質(zhì)、地球物理的地下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合了土壤、水體和地表CO2濃度[22]。這是我國(guó)首次在CCUS 項(xiàng)目中系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)了封存區(qū)、地表等范圍內(nèi)CO2濃度變化及遷移規(guī)律，取得了良好的效果。但是目前對(duì)不同濃度CO2對(duì)生態(tài)環(huán)境和人群健康影響后果仍然研究不足，CCUS 項(xiàng)目普遍缺乏對(duì)地下水、土壤和生物多樣性的跟蹤監(jiān)測(cè)。

1.4 核算辦法與交易途徑

2021 年7 月16 日，各方期待已久的國(guó)家碳排放交易市場(chǎng)開(kāi)始運(yùn)行。雖然目前只覆蓋了電力部門(mén)，但未來(lái)必然會(huì)擴(kuò)展到其他工業(yè)部門(mén)。對(duì)此，全國(guó)碳排放標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)、全國(guó)環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合發(fā)起并成立了CCUS 標(biāo)準(zhǔn)化工作組，開(kāi)始對(duì)CCUS 這一新型行業(yè)開(kāi)發(fā)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。CCUS 減排量的精準(zhǔn)確定是其效果評(píng)估、參與碳交易市場(chǎng)的關(guān)鍵。當(dāng)前尚無(wú)成熟的基于項(xiàng)目的CCUS 減排方法學(xué)用于“核證自愿減排交易市場(chǎng)”，也無(wú)基于行業(yè)減排措施的核算方法用于“強(qiáng)制碳交易市場(chǎng)”。此外，CCUS 減排量以何種方式進(jìn)入碳市場(chǎng)尚未明確。

2 對(duì)CCUS 環(huán)境管理的思考與建議

2.1 CCUS 項(xiàng)目的整體監(jiān)管要求建議

全面系統(tǒng)、完善的國(guó)家法律監(jiān)管框架對(duì)CCUS 的發(fā)展和部署至關(guān)重要。需要進(jìn)一步制定明晰、完善的CCUS 法律法規(guī)，減少利益相關(guān)方的各種顧慮，確保CCUS 項(xiàng)目穩(wěn)健開(kāi)展。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)對(duì)CCUS 的監(jiān)管應(yīng)該包含封存選址許可、CO2運(yùn)輸管道許可，以及環(huán)境影響評(píng)價(jià)和環(huán)境監(jiān)測(cè)的最低標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，明確環(huán)境影響和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果在CCUS 工程許可的申請(qǐng)、核準(zhǔn)、修改中的地位和作用[23]。在捕集環(huán)節(jié)，應(yīng)要求大型煤電基地和新規(guī)劃電廠在可行性研究報(bào)告中涵蓋碳捕集評(píng)估的內(nèi)容。在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，明確CO2純度、性質(zhì)和管道材料、運(yùn)輸路線的要求。在封存環(huán)節(jié)，明確封存地分級(jí)選址、地下空間利用、注入井完整性，以及監(jiān)測(cè)報(bào)告和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急處置的要求。解決CCUS 項(xiàng)目的責(zé)任歸屬和期限問(wèn)題，形成權(quán)責(zé)清晰的法律法規(guī)框架。盡快出臺(tái)CCUS 項(xiàng)目的環(huán)境管理辦法。通過(guò)試行修改完善，形成CCUS 建設(shè)項(xiàng)目生態(tài)環(huán)境管理?xiàng)l例。

2.2 CCUS 項(xiàng)目全過(guò)程環(huán)境管理的聯(lián)動(dòng)

CCUS 項(xiàng)目涉及多個(gè)行業(yè)不同環(huán)節(jié)，雖然將CCUS 作為獨(dú)立行業(yè)在現(xiàn)階段實(shí)施起來(lái)困難巨大，但是可以在環(huán)境管理，特別是環(huán)評(píng)分類(lèi)上作為一個(gè)突破點(diǎn)，將當(dāng)前CCUS 項(xiàng)目形成自上而下、自捕集到封存的完備的環(huán)境管理制度（表3）。CCUS 每一個(gè)環(huán)節(jié)涉及《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)分類(lèi)管理名錄（2021 年版）》多個(gè)行業(yè)類(lèi)別，環(huán)評(píng)要求各不相同。將CCUS項(xiàng)目作為整體，可以更好地判斷該項(xiàng)目或集群的環(huán)境可行性[24]。在戰(zhàn)略環(huán)評(píng)、規(guī)劃環(huán)評(píng)、項(xiàng)目環(huán)評(píng)到排污許可的發(fā)放和環(huán)境影響跟蹤評(píng)價(jià)、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)全鏈條形成從宏觀到細(xì)節(jié)的差異化管理。盡快出臺(tái)適合CCUS 建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則、指南和排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范等文件規(guī)范CCUS 的環(huán)境管理，明確環(huán)評(píng)分類(lèi)分級(jí)審批的機(jī)制，評(píng)價(jià)范圍、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)管理的要求。

表3 CCUS整體環(huán)境管理路線

2.3 完善CCUS 環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

關(guān)于CO2儲(chǔ)存的主要擔(dān)憂(yōu)是集中的高濃度CO2的泄漏風(fēng)險(xiǎn)以及可能對(duì)環(huán)境造成的損害。地質(zhì)儲(chǔ)存的關(guān)鍵是將CO2保存極長(zhǎng)一段時(shí)間（達(dá)到103年），而不會(huì)有任何明顯的地表逸散。國(guó)外一般要求CO2地質(zhì)封存的安全期不低于200 年，模型顯示，每年逸散率超過(guò)0.1%將使CCUS 控制全球變暖的能力失效[25]。各文獻(xiàn)中報(bào)告的年泄漏率范圍從0.000 01%到1%不等[26]，取決于封存地的地質(zhì)構(gòu)造及斷層或塌陷的滲透性。現(xiàn)有的CO2監(jiān)測(cè)技術(shù)可分為如下幾類(lèi)：微地震監(jiān)測(cè)、地電學(xué)方法、重力測(cè)量法、遙感、地球化學(xué)采樣、大氣濃度監(jiān)測(cè)、示蹤劑示蹤、土壤呼吸監(jiān)測(cè)和微生物指示等[25]。每一類(lèi)都有其適用的環(huán)境條件和范圍，需要對(duì)監(jiān)測(cè)技術(shù)在CCUS 各環(huán)節(jié)的可靠性、適用性和敏感性以及監(jiān)測(cè)參數(shù)和位置進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。并且，CO2不同于其他污染物，其濃度基線會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)、溫度和季節(jié)等存在較大波動(dòng)，考驗(yàn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性。

CCUS 的監(jiān)測(cè)策略應(yīng)該包括預(yù)注入、注入期間和注入后階段。對(duì)于預(yù)注入階段，應(yīng)該明確大氣CO2基線濃度和土壤通量本底值的監(jiān)測(cè)方法。對(duì)于CO2注入階段，建議對(duì)CO2運(yùn)輸管道以及注入設(shè)備梳理完整的CO2排放和泄漏清單，識(shí)別CO2有組織和無(wú)組織排放源，針對(duì)設(shè)備和管道組件、貯存設(shè)施和裝卸過(guò)程等不同CO2排放源篩選匹配的監(jiān)測(cè)方法，形成“二氧化碳地面工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)”。對(duì)于CO2注入后埋存階段，需要重點(diǎn)攻關(guān)CO2運(yùn)移狀態(tài)、范圍和儲(chǔ)存體積量的監(jiān)測(cè)，包括井下（地質(zhì)）、淺層（土壤）以及空中大氣三類(lèi)監(jiān)測(cè)技術(shù)。形成“二氧化碳埋存井下羽流監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”“二氧化碳埋存地表/淺層濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”和“二氧化碳埋存大氣濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。關(guān)于管道和注入井，還需要監(jiān)測(cè)管道和井身的完整性和腐蝕程度，保證其在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)滿(mǎn)足材料質(zhì)量和性能。此外，應(yīng)密切監(jiān)測(cè)注入的CO2對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境和人群健康的環(huán)境影響。未來(lái)CCUS 項(xiàng)目的應(yīng)用必須配有綜合的監(jiān)測(cè)制度，包括對(duì)空氣、地下水、土壤化學(xué)和肥力特性等生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)物理、化學(xué)的監(jiān)測(cè)等，建立長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)和智能化的CO2監(jiān)測(cè)報(bào)告體系平臺(tái)，系統(tǒng)科學(xué)的環(huán)境監(jiān)測(cè)是CCUS 項(xiàng)目能否成功實(shí)施和在國(guó)際碳交易中把握話語(yǔ)權(quán)的重要保證。

2.4 確定CCUS 減排量與碳交易市場(chǎng)路徑

當(dāng)前制約CCUS 大規(guī)模商業(yè)化推廣的重要因素是其運(yùn)行成本過(guò)高，降低其成本的關(guān)鍵一方面來(lái)自技術(shù)發(fā)展，另一方面是發(fā)展國(guó)際認(rèn)可的減排量計(jì)算方法，通過(guò)碳價(jià)和投融資機(jī)制降低其成本[27]。因此，需要制定一整套“CCUS 二氧化碳監(jiān)測(cè)、報(bào)告和核查管理辦法”。通過(guò)開(kāi)展捕集、儲(chǔ)運(yùn)、利用和封存各環(huán)節(jié)源項(xiàng)歸類(lèi)解析研究，針對(duì)儲(chǔ)罐、裝卸過(guò)程、封存場(chǎng)以及設(shè)備、管道組件和應(yīng)急排放口等各源項(xiàng)不同情景，研究確定不同情景模式下的CO2排放因子，確定各源項(xiàng)活動(dòng)水平依據(jù)，建立基于行業(yè)減排措施的CCUS 全流程CO2減排量核算方法。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目邊界、基準(zhǔn)線情景識(shí)別和額外性論證、基準(zhǔn)線排放、項(xiàng)目排放、泄漏、減排量計(jì)算等基準(zhǔn)線方法以及監(jiān)測(cè)方法研究，建立基于核證自愿減排量（CCER）項(xiàng)目的CCUS 全流程CO2減排方法學(xué)。此外，碳市場(chǎng)納入CCUS 減排量是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，需要超前布局CCUS 參與方的減排量邊界、效益分配機(jī)制以及碳交易市場(chǎng)路徑研究。以此明確捕集、儲(chǔ)運(yùn)、利用、封存各環(huán)節(jié)減排量計(jì)算邊界及權(quán)利歸屬，促進(jìn)權(quán)責(zé)清晰的CCUS 效益管理機(jī)制的建立，為CCUS 減排量核證中各參與方的權(quán)利歸屬及未來(lái)納入碳市場(chǎng)交易奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[28]。

2.5 CO2 封存和運(yùn)輸管道泄漏源強(qiáng)和風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)價(jià)模型

大多數(shù)可能的泄漏情景和后果評(píng)估缺乏經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)和長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，嚴(yán)重依賴(lài)專(zhuān)家判斷。盡管目前的方法和技術(shù)存在很大的不確定性，為了評(píng)估封存泄漏情景發(fā)生的可能性及產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性，仍然需要對(duì)環(huán)境單元之間的CO2通量進(jìn)行建模和估算，并利用計(jì)算的通量和源強(qiáng)來(lái)定量化評(píng)估CCUS 封存對(duì)各種生物和生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響和事故風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果，形成完備的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別—風(fēng)險(xiǎn)分析—風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程。

另外，目前缺少不同狀態(tài)CO2（如密相CO2和超臨界CO2，閾值為31℃和7.38 MPa）在高壓管道運(yùn)輸中泄漏和擴(kuò)散模型的研究，也導(dǎo)致了CCUS 項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性無(wú)法保證。在高壓條件下，每條管道輸送的CO2量為幾百萬(wàn)噸，管道破裂釋放的CO2流量是要明顯高于井口泄漏和封存逸散的情景。這種局部高流速更可能對(duì)人類(lèi)和動(dòng)植物產(chǎn)生急性嚴(yán)重影響。建議進(jìn)一步制定和完善評(píng)估（高壓）CO2管道環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的指導(dǎo)方針。包括故障類(lèi)型的定義、應(yīng)做出的補(bǔ)救方法、統(tǒng)一的暴露閾值和劑量—反應(yīng)模型，以及最終的CO2管道的安全防護(hù)距離。

在以上對(duì)運(yùn)輸和封存風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量化評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，完善《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南》，建立對(duì)應(yīng)的響應(yīng)機(jī)制、監(jiān)測(cè)計(jì)劃、工作程序和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急措施，從源頭上把控風(fēng)險(xiǎn)。

2.6 CCUS 與減污降碳協(xié)同

在2030 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)之前，需要堅(jiān)持以美麗中國(guó)建設(shè)目標(biāo)和碳達(dá)峰目標(biāo)為雙牽引實(shí)現(xiàn)污染控制與碳減排的協(xié)同[29]。環(huán)境污染物與CO2排放的高度同源性是實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效的理論基礎(chǔ)。兩者在管控思路、管理手段、任務(wù)措施等方面高度一致，可統(tǒng)籌謀劃、一體推進(jìn)、協(xié)同實(shí)施，實(shí)現(xiàn)降本增效[30]。

從捕集過(guò)程的捕獲效率來(lái)看（圖2）：發(fā)電廠的燃燒后和燃燒前系統(tǒng)可以捕獲產(chǎn)生的85%～95%二氧化碳。如果追求更高的捕獲效率，需要更大、更耗費(fèi)能源的分離裝置，從而需要10%～40%的額外能量。這部分能量相關(guān)的CO2排放使得最終捕獲CO2效率降低到80%～90%[31]。富氧燃燒系統(tǒng)原則上能夠捕獲幾乎所有產(chǎn)生的CO2，然而需要額外的氣體處理系統(tǒng)來(lái)去除諸如硫和氮氧化物等污染物，從而將捕獲的CO2效率降低到90%，因此需要進(jìn)行污染物排放和CO2收集的權(quán)衡。

從捕集的最終純度來(lái)看：凈化得到的CO2和雜質(zhì)組分濃度取決于燃料性質(zhì)、捕集分離和凈化工藝（圖2）。對(duì)于所有技術(shù)，雜質(zhì)濃度均可以較高捕獲成本來(lái)降低。此外，醇胺吸收液可同時(shí)吸收SO2、NOx和顆粒物，使其排放量分別減少40%、0.8%和40%[32]，但同時(shí)也會(huì)排放氨氣，產(chǎn)生含胺與重金屬的廢液。電廠CO2提純系統(tǒng)也會(huì)改變SO2、NOx和顆粒物等重要大氣污染物的排放量，從而改變電廠的環(huán)境績(jī)效。對(duì)于天然氣凈化廠捕集的CO2可以殘留一定量的輕烴組分，其同樣可以用于EOR 項(xiàng)目。但也不排除部分燃煤電廠為降低成本，將過(guò)多的H2S、SO2、NOx等污染物和CO2同時(shí)注入封存層，導(dǎo)致更大的土壤和地下水的生態(tài)環(huán)境影響和風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 三種主要CO2捕集工藝的流程、效率和收集純度

根據(jù)過(guò)去生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果，采用CCUS 的燃煤電廠、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠和天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠其富營(yíng)養(yǎng)化和酸化趨勢(shì)比沒(méi)有CCUS 的電廠更高。燃燒后捕集、燃燒前捕集和富氧燃燒捕集等工藝對(duì)環(huán)境影響的大小也不盡相同[33]。所以需要進(jìn)一步出臺(tái)文件規(guī)定不同捕集工藝排放和封存氣體中CO2和其他組分氣體的濃度和總量要求，并對(duì)CCUS 項(xiàng)目進(jìn)行整個(gè)生命周期的環(huán)境影響分析。國(guó)家近期已啟動(dòng)碳排放評(píng)價(jià)納入建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)試點(diǎn)，對(duì)于CCUS 項(xiàng)目，應(yīng)將碳評(píng)價(jià)納入其環(huán)境影響評(píng)價(jià)內(nèi)容，并分析其整個(gè)生命周期的污染物和碳排放（減排），以實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排和防治環(huán)境污染的雙贏目標(biāo)。

3 總結(jié)

本文通過(guò)梳理目前CCUS 在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀和環(huán)境管理中主要的環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則、指南和環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范現(xiàn)狀，分析了前期CCUS 示范項(xiàng)目中暴露的環(huán)境管理盲點(diǎn)和弱區(qū)。目前我國(guó)還未在法律法規(guī)上對(duì)CCUS 項(xiàng)目的環(huán)境保護(hù)提出要求，部分生態(tài)環(huán)境管理技術(shù)規(guī)范需要進(jìn)行修改和完善，存在CO2與傳統(tǒng)污染物的定位以及在環(huán)境監(jiān)測(cè)基線確定和標(biāo)準(zhǔn)方法欠缺的問(wèn)題，制約了CCUS 商業(yè)化發(fā)展和進(jìn)入碳市場(chǎng)的可操作性。本文對(duì)CCUS 環(huán)境管理提出了完善建議：一是將CCUS 作為獨(dú)立行業(yè)管理，形成全過(guò)程的環(huán)境管理制度的聯(lián)動(dòng)；二是完善CCUS 項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，保證MRV 制度的貫徹、形成碳市場(chǎng)的準(zhǔn)入規(guī)范；三是構(gòu)建CO2運(yùn)輸、封存過(guò)程中的源強(qiáng)核算與劑量—效應(yīng)定量模型，增強(qiáng)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的科學(xué)性；四是探索CCUS 項(xiàng)目的減污降碳協(xié)同治理思路和方法。