刚刚闭幕的COP29大会通过了《巴黎协定》第6.4条关于碳移除减排量的授权机制,国际社会达成共识,对CCUS技术的关注和支持进一步增强。
在全球应对气候变化的背景下,CCUS技术逐渐成为各国推动低碳转型,实现碳中和目标的重要技术手段,其重要性正在不断提升。
“近年来,我国范围内已投运和规划建设中的CCUS示范项目数量迅速增加,已超过了120个。”中国21世纪议程管理中心副主任、中国可持续发展研究会副理事长柯兵告诉本报记者,“尽管中国在CCUS技术领域已取得了长足进步,但相比国际的先进水平仍存在一定差距,当前仍然面临成本高昂、有效商业模式欠缺、源汇匹配困难等多方面的挑战,急需进一步加强技术突破和规模化应用。”
据悉,科技部一直高度重视CCUS技术的发展,曾分别于2011年和2019年发布了两版中国CCUS技术发展路线图,2019年的路线图是对2011年路线图的一个更新。
图为国家能源集团CCUS千吨级碳捕集中试平台。中环报记者乔建华摄
在12月7日—8日举办的2024中国可持续发展研究会气候变化工作委员会学术年会暨第三届中国碳捕集利用与封存技术大会上,中国21世纪议程管理中心张贤研究员对最新的中国CCUS技术路线图主要结论进行了发布。此次发布的路线图是对2019年路线图的更新。
那么,重新发布CCUS技术发展路线图对克服目前行业面临的挑战有那些帮助?对我国“双碳”目标的实现有哪些重要意义?相关专家进行了详细地介绍。
CCUS技术路线图为何更新?
据张贤介绍,新版CCUS技术发展路线图是在新的背景下制定的。“双碳”目标提出之后,明确了CCUS技术的刚需地位;明确了CCUS技术部署推广的时间,即2060年之前;而且2019年、2011年的CCUS技术发展路线图评估的应用场景已不复存在了。因此,急需对CCUS技术进行再定位。
“过去,我们站在一个化石能源大规模利用的场景下去考虑CCUS技术的推广,如何实现化石能源的低碳化利用,在‘双碳’目标提出之后,1+N的政策体系明确提出到2060年,在中国能源消费中,非化石能源占比要达到80%以上,所以大规模化石能源利用这样一个应用场景不复存在了。”张贤说。
而且,“十四五”期间,国内外CCUS各个环节的技术发展非常迅速,新兴技术不断涌现,同时,CCUS呈现出规模化、集群化部署的现状,全球超过25个集群在做CCUS相关部署。叠加《巴黎协定》第六条6.2、6.4通过、中美阳光之乡声明、中欧应对气候变化元首声明等,都把CCUS技术纳入其中,作为最重要的合作技术,CCUS技术已然成为全球技术合作的前沿、热点和焦点。这样的背景下,急需对全球CCUS发展的新趋势重新去做相关的评估和预测。
“2011和2019两版CCUS技术发展路线图对CCUS技术的定义都是基于利用和封存,对碳移除(CDR)技术涵盖及重视度不够,对生物质能—碳捕集与封存(BECCS)跟直接空气捕集(DAC)等可以实现负排放技术的涵盖和关注度也不足。”张贤坦言:“在排放源当中,前两版的路线图界定的是大型工业和电力排放源,没有把生物质燃烧和空气中性排放源纳入其中,新版CCUS技术发展路线图把中性排放源纳入其中,同时,指出CCUS是未来实现负排放不可或缺的技术。在这个定义基础之上,我们把IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)第六次评估报告里边的CCU、CCS+CDR里面的BECCS和DAC结合在一起,变成一个独有的技术。”
据悉,新版CCUS技术发展路线图从三个方面对CCUS技术进行了定位:
一方面,CCUS技术在构建零碳能源系统过程当中,是实现化石能源净零排放唯一的技术手段,是保障电力部门灵活稳定运行重要的技术手段;另一方面,在重塑零碳工艺流程领域,CCUS技术是实现难减排行业深度减排可行的技术方案之一,是化工行业、绿碳原料的主要来源;此外,在建立负碳技术体系方面,CCUS技术是碳中和托底的技术保障。
CCUS技术发展现状如何?
“近年来,我国CCUS各项技术均取得了显著的进展。”张贤说,新版CCUS技术发展路线图对CCUS技术发展现状和挑战给予了相关的评估。
据介绍,过去几年,中国CCUS示范工程在翻倍增长。经中国21世纪议程管理中心统计,2022年底,全国运行中的和规划中的示范工程有49个,2023年底达到104个,2024年11月份,大约有126个。这些示范工程涵盖了电力、油气、化工、水泥钢铁等很多行业,在玻璃、印染等行业,也在探索建设CCUS相关的小型示范项目。而且,这些项目的规模也在明显扩大,百万吨级的项目全流程已经建成,千吨级的集成示范项目也在谋划中。
从能耗方面来看,“十四五”初期,CCUS的能耗指标还在3.0以上,但近些年的能耗指标已降到2.4以下。
另外,新版CCUS技术发展路线图在对CCUS技术进行评估时发现,它具有可持续发展效益,即CCUS在实现减排过程中,还可以获得更多的水资源、可以保障能源安全、可以拉动就业等。对评估的17个指标进行统计,正向效应明显多过负向效应。如果CCUS技术运用得当,它对于未来社会经济可持续发展具有多重效应。
“但是,需要看到的是,CCUS各个环节的技术发展并不均衡,比如,在化工利用方面,我国基本上属于世界领先地位,但在管道运输、空气直接捕集等相关关键技术方面,我国跟国际的差距比较大。美国的空气直接捕集项目已经开始部署百万吨级的工程,国内做百吨级的示范工程,还仅仅是少数几个头部企业。”张贤进一步指出,“对于当前的技术成本,我们也必须要承认,CCUS仍然面临着较高的技术挑战,跟其他技术相比,CCUS技术边际减排成本和技术成本都是相对比较高的。”
值得一提的是,未来,CCUS成本下降的空间比较大。目前,CCUS技术已经呈现出一些可以盈利的早期机会,比如,二氧化碳制备混凝土、二氧化碳驱油等相关技术路线,都已具备了负成本相关的机会。
图为国家能源集团二氧化碳加氢制甲醇中试实验平台。中环报记者乔建华摄
CCUS技术未来之路怎么走?
“新版CCUS技术发展路线图,对CCUS未来发展路径和目标也做一个调整。我们认为,未来CCUS发展的愿景是构建经济可行、环境友好、安全可靠的CCUS技术体系和产业集群,为能源结构转型、难减排行业深度脱碳以及获取绿色碳原料提供切实的技术路径,保障能源安全,为应对气候变化提供手段,为经济社会可持续发展提供技术支撑。” 张贤说。
基于此愿景,新版CCUS技术发展路线图划分了阶段性的CCUS技术发展目标。即2030年碳达峰阶段,对CCUS技术的要求是,有的技术要形成产业化的能力,同时,要超前部署负排放相关技术的研发;到2035年,碳排放稳中有降,新型CCUS技术要形成产业化能力的同时,低成本、低能耗的捕集技术要完成相关的研发,即完成一代技术向二代技术的转化,并在各个行业要有部署;到2050年前,负排放技术实现广泛商业化运行,同时,广泛部署CCUS产业化集群;到2060年,要全面形成CCUS产业集群的新业态,保障深度减排和碳中和目标的实现。
最后,新版CCUS技术发展路线图也提出了未来CCUS技术发展的政策建议,首先,要将CCUS作为碳中和技术体系的重要组成部分;第二,要加快建立面向碳中和目标的CCUS技术体系,为未来的减排做好支撑;第三,要扫清法律法规制度障碍,美国已经建立了比较完善的CCUS相关保障制度,而我国在标准体系和制度法规方面还有一些不足,所以需要持续完善;第四,对CCUS产业政策的支持要提上日程,包括碳市场、CCER以及探索适合中国国情的政策激励手段,打通CCUS产业低成本投资渠道。
据悉,新版CCUS技术发展路线图由我国60多位CCUS领域的专家完成编制,包括权威院士、国内知名专家及活跃在一线的技术专家和工程骨干,路线图全面覆盖了CCUS创新链、产业链各个环节。(记者乔建华)