碳捕集、利用和储存技术创新战略

第四节 碳捕集、利用和储存技术创新战略

碳捕集、利用和封存(CCUS)是指将CO2 从工业过程、能源利用或大气中分离出来,现场直接加以利用或通过管道、船舶、铁路或卡车压缩和运输至异地利用或注入深层地质构造(包括枯竭的油气藏或盐碱地层)以实现CO2 减排的一套技术。[16]根据减排效应的不同,可将CCUS分为减排技术(传统CCUS技术)、负碳技术[生物质能碳捕集与封存(Bioenergy with Carbon Capture and Storage,BECCS)和直接空气碳捕集与封存技术(Direct Air Carbon Capture and Storage,DACCS)]。比较而言,BECCS即配备CCUS技术的生物质发电站,通过改变碳源的能源类型使得发电厂不仅不会排放CO2,还会从空气中吸收CO2 并封存于地下;而DACCS则指直接从空气中捕获CO2 并封存,由于其碳源最为普遍,因此相比传统CCUS和BECCS,DACCS工厂位置的设置更为灵活。

CCUS技术起源于20世纪70年代美国石油生产商利用CO2 提高石油采收率,从发展历程来看大致历经四个阶段,现已进入商业化初期快速增长阶段。根据国际能源署(IEA),截至2021年11月,全球已公布的CCUS设施建设计划超过了100个,而全球管道工程项目的推进将有望让CO2 运输能力翻两番,世界各地的CCUS 设施每年能够捕获超过40 Mt CO2。国际能源署(IEA)发布的《碳捕集、利用与封存(CCUS)——世界能源技术展望2020特别报告》指出,为实现全球净零碳排放,仅靠能源结构调整无法去除工业和运输行业约29亿吨CO2 排放,需利用CCUS技术储存和消纳。在现有技术情形下,在部分行业减排路径中CCUS是不可跳过的关键一环。根据IEA 在可持续发展情景下对各行业CCUS减排贡献的测算,钢铁、水泥、化工、燃料转化、发电行业等在2020—2070年的过程中将会利用CCUS技术实现累计25%、61%、28%、90%、15%的减排量。CCUS是目前众多碳减排技术中唯一能够大幅减少电力与工业领域CO2 排放的技术[17]

图3-3 CCUS技术发展历程

资料来源:全球碳捕集与封存研究院、彭博新能源财经、华宝证券研究创新部。