“碳捕手”崛起：CCUS方興未艾

在邁向碳中和的進程中，碳捕集利用和封存（CCUS）技術(shù)成為業(yè)界關(guān)注的焦點，眾多能源、化工企業(yè)紛紛將CCUS作為減碳的重要方式加以應(yīng)用。

 

9月9日，霍尼韋爾與中國中化旗下圣奧化學科技有限公司（以下簡稱“圣奧化學”）簽署戰(zhàn)略合作備忘錄?！吨袊?jīng)營報》記者從霍尼韋爾方面獲悉，霍尼韋爾將為圣奧化學清潔煤制氫及碳捕集利用示范項目提供先進的工藝技術(shù)及服務(wù)，共同推動清潔煤制氫以及二氧化碳的捕集和經(jīng)濟性綜合利用技術(shù)發(fā)展及商業(yè)化推廣。

 

霍尼韋爾特性材料和技術(shù)集團副總裁兼亞太區(qū)總經(jīng)理劉茂樹表示：“此次合作是霍尼韋爾碳捕集技術(shù)在中國的首次布局?；裟犴f爾正在與很多其他企業(yè)開展探討推廣類似的技術(shù)，并在鋼鐵、水泥和電力等領(lǐng)域推動技術(shù)嘗試。

 

市場空間巨大

 

在碳中和推動下，CCUS技術(shù)迎來蓬勃發(fā)展。CCUS是把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進行捕集提純，繼而投入新的生產(chǎn)過程進行再利用和封存。

 

在碳中和進程中，清潔能源對傳統(tǒng)能源的替代需要一個漫長的過程，而當前我國能源結(jié)構(gòu)仍以化石能源為主，因此，CCUS技術(shù)的出現(xiàn)則具備相應(yīng)的歷史必然性。

 

8月29日，國內(nèi)首個百萬噸級CCUS項目——“齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS項目”正式注氣運行。項目正式投產(chǎn)標志著我國CCUS產(chǎn)業(yè)開始進入技術(shù)示范中后段——成熟的商業(yè)化運營。

 

通過運用CCUS技術(shù)，該項目每年可減排二氧化碳100萬噸，相當于植樹近900萬棵。中國石化方面表示，項目投產(chǎn)將為我國大規(guī)模開展CCUS項目建設(shè)提供更豐富的工程實踐經(jīng)驗和技術(shù)數(shù)據(jù)，有效助力我國實現(xiàn)“雙碳”目標。

 

作為減碳固碳技術(shù)，CCUS已成為多個國家碳中和行動計劃的重要組成部分。全球碳捕集與封存研究院發(fā)布的《全球碳捕集與封存現(xiàn)狀2021》中提到，全球CCUS項目連續(xù)四年呈向上趨勢，總捕集能力增長了32%。2021年新增71個CCUS商業(yè)項目，使全球CCUS商業(yè)項目增加到135個。其中27個項目已進入運行，每年捕集能力達4000萬噸。

 

從國內(nèi)情況來看，2021年，陜西燃燒后捕集CCS（碳捕集封存）項目、珠江口盆地的中國首個離岸封存項目已投入運行，中國首個百萬噸級二氧化碳驅(qū)油項目齊魯石化-勝利油田CCUS項目開工建設(shè)，長三角首個20萬噸級CCS驅(qū)油示范項目完成建設(shè)。

 

全球碳捕集封存研究院首席執(zhí)行官杰拉德·丹尼爾斯（Jarad Daniels）曾預(yù)測，到本世紀中葉，CCUS年產(chǎn)能將從4000萬噸增長至數(shù)十億噸。預(yù)計未來30年，該產(chǎn)業(yè)需要6550億美元至1.28萬億美元的投資。各國氣候政策的提出、各大企業(yè)零碳戰(zhàn)略的制定、全球CCUS技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的強化、藍氫能源的發(fā)展、負碳技術(shù)的商業(yè)前景等因素，為CCUS的規(guī)?；瘧?yīng)用提供了強大動力。

 

談及CCUS，中國石化方面表示，CCUS可以實現(xiàn)石油增產(chǎn)和碳減排雙贏，是化石能源低碳高效開發(fā)的新興技術(shù)。實踐證明，發(fā)展CCUS可以較大幅度提高低品位資源開發(fā)利用率，對保障國家能源安全提供支撐。

 

記者注意到，2022年6月，科技部等九部門聯(lián)合印發(fā)了《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022—2030年）》（以下簡稱“《實施方案》”）?！秾嵤┓桨浮分刑岬?，以二氧化碳捕集和利用技術(shù)為重點，開展CCUS與工業(yè)過程的全流程深度耦合技術(shù)研發(fā)及示范；著眼長遠加大CCUS與清潔能源融合的工程技術(shù)研發(fā)，開展礦化封存、陸上和海洋地質(zhì)封存技術(shù)研究。

 

面臨諸多挑戰(zhàn)

 

當前，我國CCUS正處于工業(yè)化示范階段，部分關(guān)鍵技術(shù)仍與國際先進水平有所差距，不同地區(qū)的陸上封存潛力差異較大，面臨諸多挑戰(zhàn)。

 

事實上，碳基燃料在使用過程中，想要實現(xiàn)碳中和，就會伴隨碳捕捉。煤炭仍是當前能源供應(yīng)的主要來源，也是最主要的碳排放來源。

 

業(yè)內(nèi)人士向記者表示：“受經(jīng)濟發(fā)展階段、技術(shù)條件、能源資源稟賦及消費結(jié)構(gòu)等因素影響，CCUS技術(shù)將成為中國履行應(yīng)對氣候變化責任、完成溫室氣體減排目標、控制總體減排成本的重要技術(shù)路徑之一。”

 

同環(huán)保設(shè)備一樣，對于企業(yè)而言，加入CCUS設(shè)備對其成本的增加是毋庸置疑的。此前，亞洲開發(fā)銀行以600兆瓦常規(guī)粉煤發(fā)電廠測算，安裝CCUS設(shè)備之后，電廠初投資增加24%，效率下降13個百分點。

 

記者注意到，當前CCUS項目面臨著應(yīng)用成本高、技術(shù)不成熟和封存的安全性等問題。

 

霍尼韋爾特性材料和技術(shù)集團副總裁兼亞太區(qū)總經(jīng)理劉茂樹坦言，當前對于CCUS技術(shù)最大的挑戰(zhàn)之一在于經(jīng)濟性。

 

劉茂樹建議，隨著我國“雙碳”目標的提出，包括化工行業(yè)在內(nèi)的碳密集產(chǎn)業(yè)對低碳減排解決方案的需求正在持續(xù)增長，多種創(chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。其中，可將煉油廠或發(fā)電廠排放的二氧化碳從源頭上捕獲并進行儲存的碳捕集、利用和封存技術(shù)，成為助力實現(xiàn)行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的選擇之一。鑒于CCUS技術(shù)目前的較高成本，將該技術(shù)納入清潔能源技術(shù)范疇統(tǒng)籌考慮，并率先運用在清潔能源等相關(guān)領(lǐng)域，是實現(xiàn)CCUS技術(shù)落地的方式之一。例如將制氫技術(shù)與CCUS技術(shù)有機結(jié)合，在制氫過程中增加碳捕集和封存應(yīng)用，在擴大氫能產(chǎn)能的同時，促進CCUS技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

 

記者了解到，目前主要的CCS/CCUS技術(shù)路線包括燃燒前、燃燒后以及富氧燃燒捕集技術(shù)。而這三種路線在應(yīng)用過程中的成本效益優(yōu)劣并不明確。由于受到地殼特征影響，如何規(guī)避二氧化碳地質(zhì)封存的泄露風險也是一大難題。

 

此外，CCUS的適用性和安全性也是需要解決的問題。“由于地質(zhì)限制，有些地區(qū)不適合做大規(guī)模碳封存。國內(nèi)一些適合做碳封存的地區(qū)，比如中國西北，相比國內(nèi)其他地區(qū)工業(yè)布局比較少。而南方地區(qū)工業(yè)布局多發(fā)展快，相對來說更需要推進CCUS技術(shù)應(yīng)用。”劉茂樹說道。

 

縱然面臨諸多挑戰(zhàn)，我國碳中和大勢已經(jīng)不可阻擋?！秾嵤┓桨浮分刑岬?，聚焦碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)的全生命周期能效提升和成本降低，力爭到2025年實現(xiàn)單位二氧化碳捕集能耗比2020年下降20%，到2030年下降30%，實現(xiàn)捕集成本大幅下降。

 

同時，巨大的市場空間讓多家企業(yè)紛紛將目光投向CCUS領(lǐng)域。

 

2022年9月9日，霍尼韋爾與圣奧化學簽署戰(zhàn)略合作備忘錄。記者從霍尼韋爾處獲悉，霍尼韋爾將為圣奧化學清潔煤制氫及碳捕集利用示范項目提供先進的工藝技術(shù)及服務(wù)，共同推動清潔煤制氫以及二氧化碳的捕集和經(jīng)濟性綜合利用技術(shù)發(fā)展及商業(yè)化推廣。劉茂樹向記者提到：“此次合作是霍尼韋爾碳捕集技術(shù)在中國的首次布局。我們也正在與很多其他企業(yè)開展探討推廣類似的技術(shù)，并在鋼鐵、水泥和電力等領(lǐng)域推動技術(shù)嘗試。”

 

2022年6月，中國石油發(fā)布的《中國石油綠色低碳發(fā)展行動計劃3.0》中，將其綠色低碳發(fā)展行動氛圍三個階段。而在中國石油綠色低碳發(fā)展行動“三步走”過程中，CCUS貫穿始終。按照計劃，中國石油將在2035年埋存能力超過1億噸，2050年形成引領(lǐng)CCS/CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力。

 

中國石化同樣聚焦于CCUS。2021年，中國石化捕集二氧化碳量已達到152萬噸。記者從中國石化方面獲悉，“十四五”時期，中國石化將加大建設(shè)力度，實現(xiàn)CCUS產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。截至目前，中國石化已實施二氧化碳驅(qū)油項目36個，為CCUS技術(shù)快速發(fā)展規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。