聶浩宇

（中國(guó)石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司，北京 100029）

“雙碳”目標(biāo)下，預(yù)計(jì)2060年我國(guó)能源活動(dòng)CO2排放約17億噸，需通過(guò)CO2捕集、利用與封存（CCUS）及森林碳匯等進(jìn)行削減[1]，CCUS將在我國(guó)建設(shè)新型能源體系進(jìn)程中發(fā)揮重要支撐作用。我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)通過(guò)何種CCUS技術(shù)和業(yè)務(wù)路徑來(lái)達(dá)成低成本、可持續(xù)的低碳轉(zhuǎn)型，是發(fā)展CCUS產(chǎn)業(yè)面臨的最直接問(wèn)題。

1 CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

CCUS產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的CO2捕集、中游的運(yùn)輸和下游的CO2利用或封存3個(gè)環(huán)節(jié)，且每個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)也各不相同。若一個(gè)CCUS項(xiàng)目同時(shí)包括這3個(gè)環(huán)節(jié)，則稱之為全流程項(xiàng)目。

捕集環(huán)節(jié)將化石能源利用、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生或大氣中的CO2進(jìn)行分離和富集，并將其壓縮注入容器，是技術(shù)最為密集的環(huán)節(jié)，從技術(shù)路徑上主要分為燃燒前捕集、燃燒后捕集、富氧燃燒和化學(xué)鏈燃燒等。該環(huán)節(jié)能耗較大，即便是當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)的捕集技術(shù)能耗也在50千克標(biāo)煤/噸CO2左右[2]，捕集氣源的CO2濃度越高、捕集規(guī)模越大，能耗和成本下降越明顯[3-4]。

運(yùn)輸環(huán)節(jié)將捕集處理后的CO2運(yùn)輸至利用或封存目的地，運(yùn)輸方式包括罐車、船舶、管道等。罐車適合于短距離、中小規(guī)模運(yùn)輸。船舶運(yùn)輸受地域限制，目前有少量小型船只從事CO2運(yùn)輸。CO2臨界參數(shù)較低，因而中長(zhǎng)距離管輸可通過(guò)氣相、液相及超臨界相等多種相態(tài)輸送[5]。

利用環(huán)節(jié)通過(guò)各類工程技術(shù)手段使捕集的CO2實(shí)現(xiàn)資源化利用。其中，地質(zhì)利用將CO2注入地下強(qiáng)化原油、煤層氣、鈾礦等資源生產(chǎn)；化工、生物、礦化利用分別通過(guò)化工過(guò)程、模擬光合作用和酸堿中和固化將CO2轉(zhuǎn)化為附加值較高的能源化工產(chǎn)品。封存環(huán)節(jié)則通過(guò)將捕集的CO2注入各類深部存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)與大氣長(zhǎng)期隔絕。陸地和海底的咸水層、枯竭油氣藏等地質(zhì)空間及富鈣鎂離子資源、天然氣水合物等礦物都可用于封存CO2。

隨著我國(guó)錨定“雙碳”目標(biāo)，國(guó)內(nèi)CCUS技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，當(dāng)前CCUS項(xiàng)目數(shù)量超過(guò)80個(gè)，CO2處理能力約400萬(wàn)噸/年，但項(xiàng)目仍以工業(yè)示范和小型試驗(yàn)為主，全流程一體化的大規(guī)模項(xiàng)目?jī)H有中國(guó)石化齊魯石化—?jiǎng)倮吞锇偃f(wàn)噸級(jí)示范工程。CCUS產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展規(guī)模與發(fā)展目標(biāo)之間還存在一定差距，亟需通過(guò)探究CCUS業(yè)務(wù)的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性等，提出適宜當(dāng)前和未來(lái)各時(shí)段的CCUS業(yè)務(wù)路徑，為我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域規(guī)模化開(kāi)展CCUS業(yè)務(wù)、助力達(dá)成“雙碳”目標(biāo)提供思路。

2 CCUS全流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

在對(duì)CCUS全流程產(chǎn)業(yè)鏈充分調(diào)研和剖析的基礎(chǔ)上，將研究分為技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性兩個(gè)模塊先后推進(jìn)，全面囊括CCUS各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)變量因素，選取符合我國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況的變量范圍，構(gòu)建出CCUS全流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系（見(jiàn)圖1）。

圖1 CCUS全流程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系

2.1 技術(shù)成熟度模塊

技術(shù)成熟度模塊分別選取了捕集、運(yùn)輸、利用或封存環(huán)節(jié)中受到廣泛關(guān)注的CCUS相關(guān)技術(shù)，這些技術(shù)均有CO2直接參與，且在原理上能夠?qū)崿F(xiàn)或協(xié)助實(shí)現(xiàn)碳減排。通過(guò)提出成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)CCUS相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分級(jí)和展望。

1）技術(shù)成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)

參照《新材料技術(shù)成熟度等級(jí)劃分及定義》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)CCUS相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了由5個(gè)階段及下設(shè)的10個(gè)等級(jí)構(gòu)成的技術(shù)成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1）。

表1 CCUS相關(guān)技術(shù)成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)

2）捕集技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力

考慮到捕集環(huán)節(jié)在CCUS全流程中能耗最大、成本最高，且國(guó)內(nèi)CCUS捕集技術(shù)大多仍未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化推廣，本部分綜合技術(shù)所處發(fā)展階段、規(guī)模、成本、能耗和技術(shù)適用的排放源CO2濃度范圍（CO2體積分?jǐn)?shù)≥60%為高濃度、15%≤CO2體積分?jǐn)?shù)＜60%為中濃度、CO2體積分?jǐn)?shù)＜15%為低濃度）5個(gè)方面對(duì)當(dāng)前和未來(lái)CCUS捕集技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行評(píng)估，也為經(jīng)濟(jì)可行性模塊選擇研究的捕集技術(shù)種類提供信息支持。

2.2 經(jīng)濟(jì)可行性模塊

經(jīng)濟(jì)可行性模塊選取競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的技術(shù)，根據(jù)各環(huán)節(jié)有關(guān)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)敏感性，將CCUS全流程劃分為捕集壓縮、運(yùn)輸、利用封存、回收回注、監(jiān)測(cè)、產(chǎn)出6個(gè)經(jīng)濟(jì)核算單元，各單元的成本和收益構(gòu)成如下：

1）CCUS全流程成本

運(yùn)營(yíng)成本包括冷、熱、電、氣（汽）、水成本及其他運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，設(shè)備折舊年限20年。其中，僅驅(qū)油封存路徑包括回收回注單元，由于CO2驅(qū)油進(jìn)行到一定階段，油井會(huì)出現(xiàn)CO2伴生氣，因此，對(duì)于驅(qū)油封存項(xiàng)目，認(rèn)為第1～5年CO2伴生氣較少因而無(wú)需回收回注，第6～10年、11～15年、16～20年回收回注的CO2伴生氣分別占當(dāng)年注入量的5%，10%，20%[5]。未來(lái)成本下降空間采用學(xué)習(xí)曲線的方式進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2）CCUS業(yè)務(wù)收益

除產(chǎn)品銷售收益外，在CCUS被納入核證自愿減排量（CCER）后，各路徑將獲得碳交易收益。如果國(guó)家和地方政府為CCUS項(xiàng)目提供補(bǔ)貼，則各路徑還將額外獲得補(bǔ)貼收益。由于CCUS各單元在運(yùn)行中可能會(huì)產(chǎn)生或泄漏部分CO2，需要核算產(chǎn)生或泄漏的這部分CO2量，并從利用或封存的CO2量中去除這部分后作為碳交易量，進(jìn)而計(jì)算碳交易收益：

未來(lái)碳排放下降空間采用學(xué)習(xí)曲線的方式進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3 CCUS全流程技術(shù)成熟度評(píng)估

根據(jù)本研究設(shè)計(jì)的CCUS相關(guān)技術(shù)成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)捕集、運(yùn)輸、利用或封存環(huán)節(jié)當(dāng)前具有代表性或未來(lái)發(fā)展被廣泛看好的CCUS相關(guān)技術(shù)進(jìn)行成熟度方面的評(píng)估并對(duì)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行展望。研究所用的數(shù)據(jù)來(lái)源涵蓋CCUS專題文獻(xiàn)[2-7]及CCUS相關(guān)科研機(jī)構(gòu)調(diào)研信息，評(píng)估結(jié)果見(jiàn)圖2。我國(guó)CCUS技術(shù)整體發(fā)展水平與國(guó)外相當(dāng)，但CO2管道運(yùn)輸、驅(qū)油封存等關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)施規(guī)模與國(guó)外先進(jìn)水平仍存在差距。

圖2 CCUS全流程技術(shù)成熟度及技術(shù)發(fā)展展望

3.1 捕集技術(shù)成熟度

燃燒前捕集技術(shù)是指在含碳燃料燃燒前將CO2從燃料或者燃料變換氣中進(jìn)行分離和回收的技術(shù)。當(dāng)前，燃燒前捕集技術(shù)中物理吸收法的技術(shù)成熟度最高，初步達(dá)到了商業(yè)應(yīng)用水平。該法利用CO2在低溫甲醇等溶液中的溶解度隨壓力而改變的原理來(lái)吸收并分離CO2，已應(yīng)用于煤化工和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC）合成氣的CO2捕集。低溫分餾法則是在國(guó)外已經(jīng)完成工業(yè)示范的捕集方法，在我國(guó)正在進(jìn)行中試開(kāi)發(fā)。該方法通過(guò)冷凍和蒸餾裝置將氣體中的CO2分離出來(lái)，在國(guó)外已經(jīng)用于分離高CO2含量伴生氣。

燃燒后捕集技術(shù)是指從工業(yè)燃燒過(guò)程除塵和脫硫后的煙氣中分離和回收CO2的技術(shù)，在當(dāng)前應(yīng)用最廣泛、最成熟?；瘜W(xué)吸收法是現(xiàn)階段最具規(guī)模化應(yīng)用的燃燒后捕集技術(shù)，已經(jīng)初步達(dá)到了商業(yè)應(yīng)用水平。該方法利用有機(jī)胺等堿性吸收劑與CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成不穩(wěn)定的鹽類，而后在加熱或減壓的條件下逆向分解釋放CO2并再生吸收劑，進(jìn)而從煙氣中分離出CO2。此外，物理吸附法是我國(guó)較早實(shí)現(xiàn)工業(yè)示范的另一項(xiàng)技術(shù)，但近年來(lái)進(jìn)展相對(duì)緩慢[3]。該方法基于氣體與分子篩等吸附劑表面活性位點(diǎn)之間的分子引力對(duì)CO2進(jìn)行吸附，已用于水泥窯尾氣的CO2捕集。

此外，膜分離、富氧燃燒和化學(xué)鏈燃燒等技術(shù)被廣泛認(rèn)為是具有發(fā)展和應(yīng)用潛力的新一代捕集技術(shù)。膜分離技術(shù)利用CO2與待分離氣體分子在膜內(nèi)透過(guò)速率的差異實(shí)現(xiàn)分離。該技術(shù)可用于燃燒前或燃燒后捕集，其中，膜分離燃燒前捕集技術(shù)成熟度剛邁入中試開(kāi)發(fā)，而膜分離燃燒后捕集技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)啟動(dòng)工業(yè)示范，并用于合成氣分離，在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。富氧燃燒技術(shù)則是在現(xiàn)有電廠鍋爐系統(tǒng)基礎(chǔ)上，用氧氣代替助燃空氣并結(jié)合大比例煙氣循環(huán)，直接獲得富含高濃度CO2的煙氣。該技術(shù)已在我國(guó)開(kāi)展工業(yè)示范，預(yù)計(jì)2030年可商業(yè)應(yīng)用。增壓富氧燃燒技術(shù)近年進(jìn)展也較為迅速，與常壓富氧燃燒相比可節(jié)省能耗和成本，當(dāng)前正進(jìn)行基礎(chǔ)研究，預(yù)計(jì)將于2025年完成中試開(kāi)發(fā)、2030年前開(kāi)展工業(yè)示范。此外，化學(xué)鏈燃燒是一項(xiàng)新型捕集技術(shù)，利用金屬氧化物等固體載氧體將空氣中的氧傳遞給燃料進(jìn)行燃燒，避免了燃料與空氣的直接接觸，實(shí)現(xiàn)了在燃燒過(guò)程中CO2的內(nèi)分離[4]。該技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)開(kāi)展工業(yè)示范，多用于生物質(zhì)發(fā)電廠CO2捕集，在我國(guó)仍在進(jìn)行中試開(kāi)發(fā)。

通過(guò)對(duì)上述捕集技術(shù)的對(duì)比研究，可見(jiàn)其技術(shù)裝置規(guī)模、成本（在中濃度下）、能耗和適用排放源濃度范圍等技術(shù)參數(shù)均有較大差異，見(jiàn)表2。

表2 捕集技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力相關(guān)參數(shù)

在這些捕集技術(shù)中，低溫分餾技術(shù)僅適用于高濃度排放源，而我國(guó)面對(duì)的主要是燃煤發(fā)電和重工業(yè)等行業(yè)中低濃度排放源的脫碳，因而其技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力較弱。物理吸附技術(shù)雖然已開(kāi)展工業(yè)示范數(shù)十年，但其在吸附劑降耗和裝置規(guī)?；矫孢M(jìn)展較緩慢，遲遲未能取得突破，競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較弱。化學(xué)鏈燃燒技術(shù)雖然能耗較低，但其仍處于中試開(kāi)發(fā)階段，2030年前難以在我國(guó)完成工業(yè)示范，短時(shí)間內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較弱。

膜分離和富氧燃燒技術(shù)都進(jìn)入了工業(yè)示范階段，技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，未來(lái)有較大的降耗、降本空間，雖然技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景可能受到排放源CO2濃度的制約，但可借助其技術(shù)優(yōu)勢(shì)與其他捕集技術(shù)搭配使用，均有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。物理吸收法和化學(xué)吸收法技術(shù)成熟度最高，適用排放源CO2濃度范圍最大，且分別在裝置規(guī)模和成本方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，均有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2 運(yùn)輸技術(shù)成熟度

罐車的設(shè)計(jì)和制造已有《二氧化碳輸送管道工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)范，罐車運(yùn)輸CO2技術(shù)商業(yè)應(yīng)用成熟，主要用于年運(yùn)輸量百萬(wàn)噸級(jí)以下、距離200千米以內(nèi)的CO2運(yùn)輸。船舶運(yùn)輸雖已能夠商業(yè)應(yīng)用，但由于源匯匹配和基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善、缺乏大型運(yùn)輸船，運(yùn)輸規(guī)模仍然較小，當(dāng)海上運(yùn)輸距離超過(guò)1 000 km時(shí)，船舶運(yùn)輸較為經(jīng)濟(jì)[3]。管道運(yùn)輸在國(guó)外已經(jīng)商業(yè)應(yīng)用，國(guó)內(nèi)也開(kāi)始陸續(xù)進(jìn)行十萬(wàn)噸、百萬(wàn)噸級(jí)運(yùn)輸量的工業(yè)示范，管道長(zhǎng)度達(dá)百公里級(jí)。對(duì)于百萬(wàn)噸級(jí)以上的CCUS項(xiàng)目，管道運(yùn)輸較為便捷和經(jīng)濟(jì)。隨著我國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)的壯大、源匯匹配的優(yōu)化及船舶和管道技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前運(yùn)量大、路程遠(yuǎn)的罐車運(yùn)輸場(chǎng)景將被逐漸替代。

3.3 利用或封存技術(shù)成熟度

CO2化工、生物和礦化利用技術(shù)路線眾多，能夠與現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝流程實(shí)現(xiàn)耦合，產(chǎn)品具有較高的附加值。成熟度已處于工業(yè)示范的技術(shù)有CO2制甲醇、合成氣、有機(jī)碳酸酯、可降解化合物、異氰酸酯、聚酯等。其中，CO2加氫制甲醇可與綠氫或煤化工富氫弛放氣深度耦合，在提升可再生能源消納能力、降低碳排放強(qiáng)度的同時(shí)還可制取市場(chǎng)需求大的產(chǎn)品。

雖然CO2地質(zhì)利用技術(shù)也較為豐富，但僅有地浸開(kāi)采礦物（以采鈾為主）技術(shù)能夠商業(yè)應(yīng)用，也僅有強(qiáng)化石油開(kāi)采（即驅(qū)油封存）技術(shù)已開(kāi)展工業(yè)示范。2030年前后，隨著更多百萬(wàn)噸級(jí)甚至千萬(wàn)噸級(jí)驅(qū)油封存項(xiàng)目的建成和運(yùn)營(yíng)，CO2強(qiáng)化石油開(kāi)采技術(shù)將能夠商業(yè)應(yīng)用。同時(shí)，基于我國(guó)多煤的資源稟賦，目前仍在進(jìn)行基礎(chǔ)研究的CO2驅(qū)替煤層氣技術(shù)將迅速發(fā)展，可能于2025年和2030年分別進(jìn)入到中試開(kāi)發(fā)和工業(yè)示范。

CO2地質(zhì)封存技術(shù)，包括陸地咸水層和海底咸水層封存技術(shù)，當(dāng)前正進(jìn)行工業(yè)示范。由于我國(guó)絕大多數(shù)油氣田仍處于開(kāi)采期，枯竭油氣藏封存方面尚缺乏較為深入的研究。此外，雖然置換天然氣水合物和強(qiáng)化硅酸鹽沉淀技術(shù)等礦物封存技術(shù)成熟度較低，但能源的獲取需要和封存體的可觀規(guī)模預(yù)計(jì)將推動(dòng)這兩項(xiàng)技術(shù)于2030年前開(kāi)展工業(yè)示范。

4 CCUS全流程經(jīng)濟(jì)可行性評(píng)估

為分析CCUS全流程在不同情景下的經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)技術(shù)成熟度和競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)估結(jié)果，從業(yè)務(wù)、技術(shù)、規(guī)模、經(jīng)濟(jì)4個(gè)方面設(shè)計(jì)情景，如表3所示。

表3 CCUS全流程情景設(shè)計(jì)

除評(píng)價(jià)各業(yè)務(wù)路徑經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)狀外，還采用學(xué)習(xí)曲線的方式對(duì)各環(huán)節(jié)不同成熟度技術(shù)成本下降空間和碳排放下降空間進(jìn)行預(yù)測(cè)，以研判未來(lái)全流程成本和收益。評(píng)價(jià)全流程現(xiàn)狀和構(gòu)成學(xué)習(xí)曲線的數(shù)據(jù)來(lái)自CCUS專題文獻(xiàn)[2-4,7]及對(duì)CCUS相關(guān)研究和示范單位調(diào)研所得的技術(shù)成本或能耗及碳排放隨年份的變化數(shù)據(jù)，得到的學(xué)習(xí)曲線見(jiàn)圖3。

圖3 CCUS技術(shù)成本和碳排放下降空間學(xué)習(xí)曲線

4.1 CCUS全流程成本和收益

根據(jù)表3設(shè)計(jì)的情景，對(duì)捕集壓縮、運(yùn)輸、利用封存、回收回注、監(jiān)測(cè)、產(chǎn)出6個(gè)單元進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性核算，得到當(dāng)前CO2驅(qū)油封存、耦合綠氫制甲醇、地質(zhì)封存3條主要業(yè)務(wù)路徑的全流程成本和收益現(xiàn)狀，并通過(guò)調(diào)研數(shù)據(jù)和圖3的學(xué)習(xí)曲線預(yù)測(cè)成本和收益的未來(lái)變化情況，如圖4所示。這3條業(yè)務(wù)路徑的全流程成本都逐年下降，其中，最低與最高成本對(duì)應(yīng)的情景見(jiàn)表4。

圖4 各情景下CCUS全流程成本和收益現(xiàn)狀與展望

表4 各業(yè)務(wù)路徑最低與最高成本對(duì)應(yīng)的情景

各業(yè)務(wù)路徑收益均是在CCUS被納入CCER后可進(jìn)行碳交易的前提下計(jì)算得到的。在沒(méi)有補(bǔ)貼的情景下，驅(qū)油封存收益呈波動(dòng)性變化，在2020–2030年呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，而后隨油價(jià)下降而緩慢回落。依托低碳價(jià)值的持續(xù)增強(qiáng)，耦合綠氫制甲醇和地質(zhì)封存全流程收益將逐年增長(zhǎng)。

在有補(bǔ)貼的情景下，參照美國(guó)45Q條款對(duì)CCUS不同業(yè)務(wù)路徑的補(bǔ)貼力度[9]，及我國(guó)對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼的時(shí)長(zhǎng)[10]，假定我國(guó)于2025–2045年對(duì)CCUS產(chǎn)業(yè)進(jìn)行資金支持。補(bǔ)貼后，地質(zhì)封存補(bǔ)貼后收益相較于無(wú)補(bǔ)貼情景的漲幅達(dá)到10倍左右，遠(yuǎn)超驅(qū)油封存和耦合綠氫制甲醇補(bǔ)貼后收益的漲幅。

4.2 CCUS的業(yè)務(wù)路徑策略選擇

比較圖4中各業(yè)務(wù)路徑的成本和收益變化，可見(jiàn)現(xiàn)今至2035年，驅(qū)油封存全流程成本整體上低于該階段收益，能夠?qū)崿F(xiàn)盈利，可選擇成本較低的項(xiàng)目開(kāi)展大規(guī)模示范，盡早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。但耦合綠氫制甲醇和地質(zhì)封存的成本高于該階段收益，暫無(wú)法實(shí)現(xiàn)盈利，該階段以降本提效為主。此時(shí)，由于驅(qū)油封存經(jīng)濟(jì)性較好、耦合綠氫制甲醇成本太高，補(bǔ)貼對(duì)這兩條路徑經(jīng)濟(jì)性的提升不明顯。然而，如果在該階段對(duì)沒(méi)有直接產(chǎn)品銷售收益的地質(zhì)封存進(jìn)行補(bǔ)貼，其經(jīng)濟(jì)性可得到大幅提升，部分成本較低的枯竭油氣藏封存和陸地咸水層封存在2025–2030年就可提前實(shí)現(xiàn)盈利并逐漸開(kāi)展規(guī)模化部署，能夠?qū)CUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)很大促進(jìn)作用。

2035–2050年，除驅(qū)油封存持續(xù)保持盈利外，隨著綠氫價(jià)格降低，部分成本較低的耦合綠氫制甲醇可實(shí)現(xiàn)盈利。同時(shí)，隨著成本下降和碳價(jià)上升，部分成本較低的地質(zhì)封存，尤其是枯竭油氣藏封存，也可在無(wú)補(bǔ)貼的情況下從2040–2045年開(kāi)始實(shí)現(xiàn)盈利。

2050–2060年后，雖然原油價(jià)格下跌，但成本的持續(xù)降低和碳價(jià)的大幅上漲使驅(qū)油封存仍能保持較為可觀的收益。耦合綠氫制甲醇成本大幅低于收益，相對(duì)于傳統(tǒng)甲醇有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，還可進(jìn)一步建設(shè)“零碳足跡”甲醇烯烴產(chǎn)業(yè)鏈。在該階段較高的碳價(jià)下，枯竭油氣藏及陸地和海底咸水層等地質(zhì)封存均可實(shí)現(xiàn)盈利。此外，越來(lái)越多進(jìn)入采油末期的油氣田在低油價(jià)下失去了經(jīng)濟(jì)性，石油企業(yè)可大力發(fā)展枯竭油氣藏封存CO2商業(yè)服務(wù)。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

基于CCUS全流程技術(shù)進(jìn)展及國(guó)內(nèi)CCUS項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，針對(duì)我國(guó)CCUS全流程系統(tǒng)構(gòu)建了技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系，并通過(guò)研究測(cè)算，評(píng)估了CCUS全流程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性及未來(lái)變化趨勢(shì)。研究結(jié)果表明，從現(xiàn)今至2035年，可通過(guò)擴(kuò)大規(guī)模和技術(shù)進(jìn)步降低物理吸收、化學(xué)吸收、膜分離和常壓富氧燃燒捕集技術(shù)的成本，推進(jìn)CO2運(yùn)輸管道建設(shè)，以驅(qū)油封存為主建設(shè)大規(guī)模全流程項(xiàng)目并爭(zhēng)取于2030年前實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。2035–2050年，可通過(guò)發(fā)展第二代膜分離、加壓富氧燃燒和化學(xué)鏈燃燒技術(shù)使低濃度排放源CO2捕集成本明顯降低，建成區(qū)域CO2運(yùn)輸管網(wǎng)，除驅(qū)油封存外，也可開(kāi)展耦合綠氫制甲醇和地質(zhì)封存全流程項(xiàng)目。2050–2060年，技術(shù)的愈發(fā)成熟持續(xù)降低CO2捕集成本，全國(guó)CO2運(yùn)輸管網(wǎng)基本建成，可全面商業(yè)化發(fā)展耦合綠氫制甲醇產(chǎn)業(yè)鏈及枯竭油氣藏封存CO2服務(wù)。