本刊编辑部
近期,《第四次气候变化国家评估报告》特别报告——《中国碳捕集利用与封存技术评估报告》(以下简称《报告》)正式发布。碳捕集利用与封存(Carbon capture,utilization and storage,CCUS)是指将二氧化碳(CO2)从工业、能源生产等排放源或空气中捕集分离,并输送到适宜的场地加以利用或封存,实现CO2减排的过程。发展CCUS 技术对全球实现碳中和目标具有重要作用,世界主要国家正围绕CCUS技术进行研发、部署与政策评估。
中国作为全球最大的发展中国家,在推动经济高质量发展的同时,确保2030 年前碳达峰和2060 年前碳中和目标如期实现,意味着用历史上最短的时间完成全球碳排放强度最大降幅,挑战和困难巨大,亟须强有力的科技支撑。在全球应对气候变化的大背景下,CCUS 技术既是世界各国减少温室气体排放、加强气候治理的关键技术,也是中国传统行业实现低碳转型的重要手段。《报告》从碳达峰、碳中和目标实现的需求出发,围绕CCUS 技术的角色和定位、现状与挑战、发展目标及预期、减排潜力和效益以及早期发展机会等方面,对现有CCUS各环节技术进行了全方位、多角度的分析与评估,旨在为碳减排技术等应对气候变化领域的基础研究和技术研发提供科学参考,为国家、地方和行业CCUS 技术推广和产业减排政策制定提供理论依据。
《报告》形成以下关键结论。
CCUS 是中国应对气候变化、实现碳中和目标不可或缺的重要技术体系,对经济社会可持续发展具有重大战略意义。据不同研究机构预测,到2060 年,中国CCUS 技术将贡献5~29亿t CO2减排量,以确保碳中和目标顺利实现。《报告》指出,CCUS 是目前唯一能够在发电和工业过程中大幅减少化石燃料碳排放的解决方案,对在新型电力系统中保持一定量的燃煤机组以维持电力系统灵活性,以及钢铁、水泥等难减排行业实现净零排放具有重要意义。此外,到2060 年,中国仍有部分温室气体无法削减,需要通过碳汇和负排放技术进行抵消,CCUS 结合碳中性排放源可实现负排放效应,是实现碳中和目标的托底技术保障。
中国大部分CCUS技术处于研发示范阶段,技术经济性有待提高,减排潜力有待释放。近年来,中国CCUS 各环节均取得了显著进展,理论减排潜力巨大。然而,由于受制于各环节关键技术成熟度与经济性,减排潜力难以完全释放,与国外先进水平相比尚存在一定差距。《报告》从技术原理、成熟度与经济可行性、安全性及环境影响、技术发展预测和应用潜力等方面,对CO2捕集、运输、化学和生物利用,以及地质利用与封存各环节的具体技术进行了详尽评估。《报告》指出,目前中国CO2捕集技术的热耗量、电耗量、设备投资均较高,虽然CO2驱油带来的经济效益可有机会实现零成本甚至负成本减排,但在缺少政策激励及政府支持的条件下,其余利用与封存技术很难实现盈利。未来随着CCUS技术不断发展,政策激励力度和范围不断增加,减排潜力有望逐渐释放,减排贡献将进一步加大。
合理的产业集成方式和有效的商业模式有利于降低CCUS 技术成本,推动CCUS 技术在各行业的广泛部署与应用。从CCUS技术流程的层面看,CO2捕集、压缩、储运、利用及地质封存都是CCUS技术环节,只有将这些环节组合为完整的技术链条,才能最终实现CO2减排目标;从整个能源大系统的角度看,CCUS 只有与资源开采或能源生产、储运与利用过程相结合,才能发挥CO2减排作用。《报告》分析了CCUS 技术全链集成以及与电力、工业行业耦合集成的关键问题,指出集群化和区域化是CCUS技术的未来发展方向,提出要进一步推动CCUS的商业化和规模化发展,需要充分调动各利益相关方参与积极性,促进跨行业、多企业合作,形成可持续的商业模式。
中国高度重视应对气候变化工作,已发布三次气候变化国家评估报告。第四次气候变化国家评估工作由科技部、中国气象局、中科院、工程院联合牵头,会同国家发展改革委、外交部、教育部、农业农村部、生态环境部等有关部门,组织百余位专家共同开展。《中国碳捕集利用与封存技术评估报告》是《第四次气候变化国家评估报告》特别报告之一,由中国21 世纪议程管理中心主任黄晶主编,来自政府、企业、高校、科研院所等61 位专家参与,科学出版社出版发行。《报告》全面、系统、科学、客观地评估了中国CCUS技术发展现状和发展趋势,为国家碳中和技术体系的构建以及企业战略投资和研究机构的科研方向选择等提供了重要参考。