二氧化碳(C02)捕集、利用与封存(carbondioxide capture,utilization and storage,CCUS)作为一项有望实现化石能源大规模低碳利用的新兴技术,受到了国际社会的广泛关注。
中国CCUS技术种类齐全,囊括了深部咸水层封存、二氧化碳驱提高石油采收率、二氧化碳驱替煤层气等各种CCUS关键技术,为中国乃至全球CCUS发展、推广和管理积累了非常宝贵的经验和数据。截至2019年,中国共开展了9个捕集示范项目、12个地质利用与封存项目,其中包含10个全流程示范项目。不包括传统化工利用,所有CCUS项目的累计封存二氧化碳量约为200万t。
捕集主要集中在煤化工行业,其次为火电行业等。地质利用和封存项目以提高石油采收率为主。中国CCUS的捕集技术已经比较成熟,在地质利用和封存方面,若干核心技术取得了重大突破。二氧化碳驱提高石油采收率等技术已进入商业化应用初期阶段。
经济成本依然是制约中国CCUS技术发展的重要因素,在CCUS技术的捕集、输送、利用与封存环节中,捕集是能耗和成本非常高的环节。中国当前的低浓度捕集成本为300~900元/t(C02),罐车运输成本为0.9~1.4元/(t-km)。驱油封存技术因技术水平、油藏条件、气源来源、源汇距离等不同,成本差异较大。驱油封存可以提高石油采收率,有效补偿CCUS技术的成本,若原油在70美元/桶的水平,CCUS技术的驱油封存成本基本就可以得以平衡。
相较中国的二氧化碳排放量和减排需求,当前CCUS技术的减排贡献仍然很低(二氧化碳年封存量约为年排放量的万分之一),难以满足中国低碳发展的迫切需求。
气候变化是21世纪人类面临的严峻挑战,是深刻影响各国经济社会发展和生态环境的重大全球性问题,积极应对气候变化已成为全球普遍共识和大势所趋。习近平总书记多次强调,应对气候变化不是别人要我们做,而是我们自己要做,是我国可持续发展的内在要求,是推动构建人类命运共同体的责任担当。党的十九大报告提出,要在绿色低碳等领域培育新的增长点、形成新动能。习近平总书记在2018年全国生态环境保护大会上指出,要实施积极应对气候变化国家战略,推动和引导建立公平合理、合作共赢的全球气候治理体系,彰显我国负责任大国形象,推动构建人类命运共同体。
2015年发布的《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》明确提出,中国二氧化碳排放在2030年前后达到峰值并争取尽早达峰;2030年单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降60%~65%,非化石能源占一次能源消费比重约达20%。
二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术有望实现化石能源利用的近零排放,受到国际社会的广泛重视。我国十分重视CCUS技术。2016年国务院印发的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》明确提出:“要推进工业领域碳捕集、利用和封存试点示范”。国家发展和改革委员会、生态环境部、科学技术部等部门先后发布20多项政策性文件,积极推动CCUS技术健康发展。2016年环境保护部(现生态环境部)发布的《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》,是发展中国家第一个针对CCUS的环境管理规范。
我国在CCUS技术研发、试验示范和商业化探索方面已开展了大量工作,初步形成了政府引导、市场主导、企业参与、示范先行的工作格局,呈现了技术路径多样、项目种类齐全、部署发展有序的良好局面。《中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)状态报告》通过大量的现场调研,收集了中国CCUS技术和项目发展的基础数据,梳理和总结了中国CCUS项目状况。报告对总结我国CCUS领域的努力和实践、评估发展状况和需求、规划布局未来CCUS的发展有着积极的支撑作用。
希望更多的研究机构和企业汇聚到CCUS的事业中来,共同推动CCUS发展和应对气候变化工作。