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千亿级资金已在路上,一文读懂碳捕集相关技术哪一环节最值得投资

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千亿级资金已在路上,一文读懂碳捕集相关技术哪一环节最值得投资

CCUS,碳捕集、利用与封存相关降碳项目和技术正成为投资热点,在“双碳”目标下,中国CCUS减排需求巨大。

图片来源:视觉中国

记者 | 戴晶晶

“漫长的等待之后,迹象表明CCUS可能准备起飞了。”

国际能源署(IEA)在其20216月发布的《2021年世界能源投资报告》中作出这样的判断。

CCUSCarbon CaptureUtilization and Storage)即碳捕集、利用与封存,在全球能源低碳转型的背景下,已成为降碳技术的焦点之一。

IEA认为,CCUS必须与基于可再生能源的电气化、生物能源和氢能源一起,作为全球能源转型的四大支柱。

CCUS是目前实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择,也是碳中和目标下保持电力系统灵活性的主要技术手段。”由中国生态环境部环境规划院牵头编写的《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)》也指出。

在经过21世纪前十几年的投资低谷期后,全球CCUS项目连续四年呈向上趋势。

2021年,全球共宣布了130个商业化碳捕集项目计划,各国政府为支持CCUS发展,承诺投入近180亿美元(约合人民币1296亿元)新公共资金。

IEA预测,到2024年,全球每年在CCUS领域的投资可能达400亿美元(约合人民币2879亿元)。为了与净零目标保持一致,到2030年,全球碳捕集规模应当达到16亿吨,是2021年4000万吨规模的40倍。

据中国科技部社会发展科技司数据,到2050年,中国CCUS年产值将超过3300亿元。

这是一个前景广阔的技术领域。那它目前发展情况如何?技术进程能支撑起商业化运行吗?哪一环节投资潜力最大?

主要技术

上世纪20年代,碳捕集技术就已出现,应用于分离天然气气流中的二氧化碳。上世纪中后期,二氧化碳被发现能够作为“提高石油采收率技术”(EOR),美国也率先开始建设利用二氧化碳驱油的商业化项目。

随着近些年全球气候变化问题成为世界关注的焦点,国际机构和各国政府逐渐认识到碳捕集相关技术在降碳方面的重要性,中国专家在2006年的学术会议上首次提出CCUS的概念。

CCUS涵盖了CCS(碳捕捉与封存)、CCU(碳捕捉和利用),以及二氧化碳利用和封存同时进行的场景,全链条由捕集、运输、封存和利用构成,涉及到的技术种类繁多。

此外,CCUS也可以分为传统CCUS、生物质能碳捕集与封存 (BECCS)和直接空气碳捕集与封存(DACCS),后两者为负碳技术,全生命周期碳排放量为负值。

图片来源:国际能源署(IEA) 翻译制图:戴晶晶

按照二氧化碳分离方式进行分类,碳捕集的主要技术包括化学吸收法、物理吸收法、化学/物理吸附法、膜分离法以及化学链分离法等。

第一代碳捕集技术包括燃烧后捕集技术、燃烧前捕集技术和富氧燃烧技术,技术已较为成熟;第二代碳捕集技术包括新型膜分离技术、新型吸收技术、新型吸附技术、增压富氧燃烧技术等,当前仍处于实验室研发或小试阶段,技术成熟后其能耗和成本将比成熟的第一代技术降低30%以上。

二氧化碳的运输方式主要有罐车、船舶和管道,利用方式包括化学利用、生物利用和地质利用,封存途径涉及陆上/海底咸水层封存、枯竭油田和气田封存等。

图片来源:《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图(2019)》

技术进展

根据IEA在今年9月发布的CCUS跟踪报告,目前全球约有35个商业化二氧化碳捕集设施正在运行,年捕集量接近4500万吨,大部分设施分布在美国。

目前, 约65%的二氧化碳捕获量来自天然气处理厂,这是成本最低的二氧化碳捕获应用之一。不过,新的CCUS项目开始更多地覆盖其他领域,如制氢、电力和供热以及DACCS等。

2022年各地区二氧化碳捕集运营设施和2030年计划运营设施占比 图片来源:IEA

2022年9月,能源经济与金融分析研究所(IEEFA)发布报告指出,目前约75%的碳捕集项目用于提高石油采收率,仅有10%-20%碳捕集项目将碳储存在特定的地质构造中。

根据《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)》,中国已投运或建设中的CCUS示范项目约40个,捕集能力300万吨/年。

在技术方面,中国CCUS各环节技术进展显著,部分已经具备商业化应用潜力。在碳捕集与输送环节,中国大部分技术已与国外水平持平,但在地质利用和封存技术上,还有较大发展空间。

图片来源: 中国21世纪议程管理中心(2021)

中国布局

在“双碳”目标下,中国CCUS减排需求巨大,预计到2030年为0.2亿-4.08 亿吨,2050年为6亿-14.5亿吨,2060年10亿-18.2亿吨。

未经正式授权严禁转载本文,侵权必究。

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千亿级资金已在路上,一文读懂碳捕集相关技术哪一环节最值得投资

CCUS,碳捕集、利用与封存相关降碳项目和技术正成为投资热点,在“双碳”目标下,中国CCUS减排需求巨大。

图片来源:视觉中国

记者 | 戴晶晶

“漫长的等待之后,迹象表明CCUS可能准备起飞了。”

国际能源署(IEA)在其20216月发布的《2021年世界能源投资报告》中作出这样的判断。

CCUSCarbon CaptureUtilization and Storage)即碳捕集、利用与封存,在全球能源低碳转型的背景下,已成为降碳技术的焦点之一。

IEA认为,CCUS必须与基于可再生能源的电气化、生物能源和氢能源一起,作为全球能源转型的四大支柱。

CCUS是目前实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择,也是碳中和目标下保持电力系统灵活性的主要技术手段。”由中国生态环境部环境规划院牵头编写的《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)》也指出。

在经过21世纪前十几年的投资低谷期后,全球CCUS项目连续四年呈向上趋势。

2021年,全球共宣布了130个商业化碳捕集项目计划,各国政府为支持CCUS发展,承诺投入近180亿美元(约合人民币1296亿元)新公共资金。

IEA预测,到2024年,全球每年在CCUS领域的投资可能达400亿美元(约合人民币2879亿元)。为了与净零目标保持一致,到2030年,全球碳捕集规模应当达到16亿吨,是2021年4000万吨规模的40倍。

据中国科技部社会发展科技司数据,到2050年,中国CCUS年产值将超过3300亿元。

这是一个前景广阔的技术领域。那它目前发展情况如何?技术进程能支撑起商业化运行吗?哪一环节投资潜力最大?

主要技术

上世纪20年代,碳捕集技术就已出现,应用于分离天然气气流中的二氧化碳。上世纪中后期,二氧化碳被发现能够作为“提高石油采收率技术”(EOR),美国也率先开始建设利用二氧化碳驱油的商业化项目。

随着近些年全球气候变化问题成为世界关注的焦点,国际机构和各国政府逐渐认识到碳捕集相关技术在降碳方面的重要性,中国专家在2006年的学术会议上首次提出CCUS的概念。

CCUS涵盖了CCS(碳捕捉与封存)、CCU(碳捕捉和利用),以及二氧化碳利用和封存同时进行的场景,全链条由捕集、运输、封存和利用构成,涉及到的技术种类繁多。

此外,CCUS也可以分为传统CCUS、生物质能碳捕集与封存 (BECCS)和直接空气碳捕集与封存(DACCS),后两者为负碳技术,全生命周期碳排放量为负值。

图片来源:国际能源署(IEA) 翻译制图:戴晶晶

按照二氧化碳分离方式进行分类,碳捕集的主要技术包括化学吸收法、物理吸收法、化学/物理吸附法、膜分离法以及化学链分离法等。

第一代碳捕集技术包括燃烧后捕集技术、燃烧前捕集技术和富氧燃烧技术,技术已较为成熟;第二代碳捕集技术包括新型膜分离技术、新型吸收技术、新型吸附技术、增压富氧燃烧技术等,当前仍处于实验室研发或小试阶段,技术成熟后其能耗和成本将比成熟的第一代技术降低30%以上。

二氧化碳的运输方式主要有罐车、船舶和管道,利用方式包括化学利用、生物利用和地质利用,封存途径涉及陆上/海底咸水层封存、枯竭油田和气田封存等。

图片来源:《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图(2019)》

技术进展

根据IEA在今年9月发布的CCUS跟踪报告,目前全球约有35个商业化二氧化碳捕集设施正在运行,年捕集量接近4500万吨,大部分设施分布在美国。

目前, 约65%的二氧化碳捕获量来自天然气处理厂,这是成本最低的二氧化碳捕获应用之一。不过,新的CCUS项目开始更多地覆盖其他领域,如制氢、电力和供热以及DACCS等。

2022年各地区二氧化碳捕集运营设施和2030年计划运营设施占比 图片来源:IEA

2022年9月,能源经济与金融分析研究所(IEEFA)发布报告指出,目前约75%的碳捕集项目用于提高石油采收率,仅有10%-20%碳捕集项目将碳储存在特定的地质构造中。

根据《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)》,中国已投运或建设中的CCUS示范项目约40个,捕集能力300万吨/年。

在技术方面,中国CCUS各环节技术进展显著,部分已经具备商业化应用潜力。在碳捕集与输送环节,中国大部分技术已与国外水平持平,但在地质利用和封存技术上,还有较大发展空间。

图片来源: 中国21世纪议程管理中心(2021)

中国布局

在“双碳”目标下,中国CCUS减排需求巨大,预计到2030年为0.2亿-4.08 亿吨,2050年为6亿-14.5亿吨,2060年10亿-18.2亿吨。

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