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国家动员:“捕”捉二氧化碳甚至“永久关押”!

周油列国 周油列国工作室 2022-06-14


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10月24日,国务院印发了

《2030年前碳达峰行动方案》

四次提到“二氧化碳捕集利用与封存”

这,就是近年来在全球范围内大热的

CCUS


这是详细的CCUS流程图↓



2017年1月,全球最大的二氧化碳捕集

“新佩特拉”(Petro Nova)项目正式启动

每年捕集140万吨二氧化碳


2021年7月,中国石化启动建设

我国首个百万吨级CCUS项目

由齐鲁石化捕集提供二氧化碳

运送至胜利油田进行驱油封存

那么,全球和我国

到底有多少碳可以“被捕”、用或“永久关押

今天小编就带您了解一下


正文约1800字

预计阅读时间:6分钟




什么是CCUS?

CCUS,是指将二氧化碳从工业过程、能源利用或大气中分离出来,直接加以利用,或注入地层以实现二氧化碳永久减排的过程。


它是目前实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择,是碳中和目标下保持电力系统灵活性的主要技术手段。


 二氧化碳捕集

包括燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和化学链捕集

 二氧化碳输送

包括罐车运输、船舶运输和管道运输

 二氧化碳利用

包括二氧化碳地质利用、化工利用生物利用

 二氧化碳封存

按位置,分为陆地封存海洋封存

按封存体分为咸水层封存、枯竭油气藏封存

有多少二氧化碳需要被“捕”?

据测算,2020年全球二氧化碳排放量约为319亿吨,比2019年减少24亿吨。

如果要实现“净零排放”的目标,意味着排放出去的碳要全部被吸收或封存。

国际能源署预计,在2050年全球能源系统净零排放情景下,预计2030年全球二氧化碳捕集量为16.7亿吨,2050年为76亿吨

❖世界主要国家和地区二氧化碳封存潜力与二氧化碳排放量


下面这张图可以明显看出,到2070年,化石燃料的碳排放将显著减少,碳捕集大幅增加~


❖国际能源署预测CCUS发展情况中国和北美:二氧化碳封存潜力巨大


二氧化碳的封存需要空间

据统计,全球二氧化碳

陆上理论封存容量6万亿~42万亿

海底理论封存容量在2万亿~13万亿吨

下面这张图告诉你

二氧化碳可以在哪里“藏身”

(请横屏查看)


❖世界CCUS封存潜力与碳排放量

看到了吗?北美的理论碳封存容量最多

其次是中国

二氧化碳封存的地点有很多

比如废弃油气田、咸水层、废弃煤矿等

二氧化碳的性质稳定

操作得当的话

可以被封存1000年以上

此外 冰岛的科学家还在研究

把二氧化碳与水混合注入地下玄武岩层

两年内就可以转化为固态碳酸盐

二氧化碳就永远“跑不掉”了



美日欧领衔全球碳封存产业

美国


美国是CCUS“大户”,在运营的CCUS项目有38个,约占全球运营项目总数的一半,二氧化碳捕集量超过3000万吨。

美国的企业之所以积极上马CCUS,政府补贴功不可没。企业主要通过联邦政府的45Q税收抵免和加州政府的低碳燃料标准,获得政府和地方的财政支持。

美国的减排目标:2030年、2040年和2050年,减排量分别在0.91亿~8亿吨、6亿~17.3亿吨和9亿~24.5亿吨。



欧盟


相比之下,欧盟的CCUS项目的驱动力主要是——碳太贵了,8月底就突破了60欧元/吨~

2020年,欧盟有13个商业碳捕集、利用与封存项目在运行,另有11个计划在2030年前投运,集中于北海周围。

欧盟的二氧化碳减排价值主要通过欧盟碳交易市场(EU ETS)和强化采油来体现。2020年的欧洲绿色协议和欧洲气候法案,将2050年净零排放的目标变成了政治目标和法律义务

2020年6月,欧盟还创立了总额为100亿欧元的欧洲创新基金,被广泛认为是今后CCUS项目的主要公共资金来源。

欧盟的减排目标:2030年、2040年和2050年,减排量分别在0.2亿~6.04亿吨、1.4亿~15.7亿吨和4.3亿~22.3亿吨。



日本


日本的CCUS项目多为海外投资,包括前文提到的全球最大的美国新佩特拉项目,就是在日本企业的合资下实施的。

日本本土的全流程项目有苫小牧碳捕集与封存项目,广岛的整体煤气化联合循环发电(IGCC)项目。

日本议会通过了成长战略并且制订了施行计划。CCUS作为14个重点领域中的一个,日本经济产业省为其制定了在水泥、燃料、化工和电力领域的普及路线图。

日本的减排目标:2030年、2040年和2050年,减排量分别在0.2亿~2.1亿吨、0.23亿~4.3亿吨和1.1亿~8.9亿吨。


中国CCUS:扩大规模 降低成本

中国对CCUS项目可谓“需求巨大”。

2030年、2050年和2060年,减排需求分别为0.2亿~4.08亿吨、6亿~14.5亿吨、10亿~18.2亿吨。涉及火电、钢铁、水泥、石化和化工行业

2030年我国石化和化工行业的二氧化碳减排需求约为5000万吨,到2040年逐渐降至零。


❖中国CCUS减排需求

❖我国2025-2060年二氧化碳利用与封存潜力( 亿吨/年)

我国二氧化碳减排需求潜力(亿吨/年)


我国已投运或建设中的CCUS示范项目约为40个,捕集能力300万吨/年,但项目整体规模较小、成本较高。中国正积极筹建全流程CCUS产业集群,力争在“十四五”期间建成3~5个百万吨级CCUS全链条示范项目

国家能源集团鄂尔多斯10万吨/年二氧化碳咸水层封存项目已于2015年实现30万吨注入目标,此后停止注入;

国家能源集团国华锦界电厂15万吨/年燃烧后二氧化碳捕集与封存全流程示范项目,于2019年开始建设,建成后将成为中国最大的燃煤电厂CCUS示范项目;

2021年7月,中国石化启动建设我国首个百万吨级CCUS项目(齐鲁石化—胜利油田CCUS项目),有望成为国内最大CCUS全产业链示范基地。



成本虽高——


CCUS的经济成本包括固定成本和运行成本,运行成本主要涉及捕集、运输、封存、利用这四个环节。预计2030年和2060年捕集成本分别为90~390元/吨、20~130元/吨;管道运输成本分别为0.7元/吨·千米、0.4元/吨·千米;封存成本分别为40~50元/吨、20~25元/吨。

固定成本是CCUS技术的前期投资。一家钢铁厂安装年产能为10万吨的二氧化碳捕集和封存设施的成本约为2700万美元。


潜力巨大~


二氧化碳咸水层封存可实现大规模二氧化碳深度减排,理论封存容量高达2.4万亿吨。二氧化碳强化石油开采潜力大,渤海湾盆地、松辽盆地是CCUS项目实施的优先区域。



- End -



资料来源 |《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)——中国CCUS路径研究》

策划编辑 | 程 强 马明轩

制作 | 张建芳



本期互动话题:您认为二氧化碳应该更多的被利用还是更多的被封存于地下?您还知道二氧化碳有哪些更好的利用方式?欢迎评论区留言~

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