CCUS技术的碳中和战略意义
CCUS作为碳减排的主要技术之一,其主要优点在于减排潜力大,适用范围广。对于全球实现零碳排放目标的战略意义体现在以下五个方面[19]:
(1)化石能源实现低碳化利用的唯一技术途径是CCUS。在碳中和目标背景下,未来能源结构应围绕“高比例可再生能源+核能/化石能源”布局清洁低碳的现代能源体系。2020年,煤炭在中国能源消费占比中高达57%,预计到2050年该比例可能降至10%—15%。煤炭产生的碳排放实现零排放的唯一技术途径将是CCUS。
(2)CCUS可弥补一些传统碳减排手段带来的负面作用,例如助力电力行业保持灵活性。作为碳排放最高的行业,电力系统首先需提高可再生能源发电比例,而受其在供需端的不稳定性影响,利用“火电+CCUS”的技术途径,可在实现碳减排的同时,提供稳定清洁的低碳电力。
(3)当前技术情形下,钢铁、水泥等行业净零排放离不开CCUS技术。根据IEA 发布的2020年钢铁行业技术路线图预测,到2050年钢铁行业采取常规减排方案,剩余34%碳排放量,进一步利用氢直接还原铁(DRI)技术仍剩余8%以上的碳排放量。水泥行业采取常规减排方案,仍剩余48%碳排放量。CCUS将成为钢铁、水泥等难减排行业实现零排放的必要技术之一。
(4)负碳技术是部分工业过程以及难减排行业的重要减排路径之一。根据《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)》预计,到2060年,中国仍有数亿吨非CO2 温室气体和部分电力、工业、航空业排放的CO2 无法实现减排,BECCS及DACCS可助力该部分碳排放的减排,是实现碳中和目标的重要减排路径之一。尽管生态碳汇等方式也可实现大气中二氧化碳的部分去除,但在减排可验证性以及减排效果的持久性方面,BECCS与DACCS更有优势。
(5)CCUS是制备低碳氢气的有效途径。氢气作为类似电力的二次能源,当前主要通过以煤炭或天然气为原料进行制备,若其制备方式是低碳的,则终端在使用时不会带来额外的碳排放。因此,通过CCUS技术+天然气制氢或煤制氢的方式可以支持低碳制氢生产规模快速扩大,以满足交通、工业、建筑的能源需求。同时相比使用绿电电解制氢,叠加CCUS技术的制氢方式成本更低。