粤港澳大湾区岸碳入海发展策略探析

彭辉界，税敏，彭攀

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司）

岸碳入海是指将陆地上能源利用、工业过程等排放源或空气中捕集分离的二氧化碳，通过罐车、管道、船舶等输送到海洋中加以利用或封存，最终实现二氧化碳减排的一种技术手段。岸碳入海属于CCS/CCUS（碳捕集、利用与封存技术）技术应用场景之一，其封存的介质有海水和海底地质体两种，本文所述的岸碳入海主要针对海底地质封存展开。岸碳入海选择进行地质封存而不直接陆地封存，在于海底地质封存不仅仅不占用土地资源，同时具有显著的安全优势。例如，远离居民区；除岩石盖层外，表层更有海水的压力和阻隔，系统风险性大大降低[1]；Haszeldine等也认为海底地质封存更易于长期监测[2]。

粤港澳大湾区是我国经济活力最强、经济最发达、土地利用率最高的区域之一，但其化石能源使用占比仍然较高（超过60%），碳排放总量与国际湾区相比也相对较高，存在较大的碳赤字[3]；且粤港澳大湾区仍处于社会经济快速发展、产业规模和城市人口持续增加的阶段，背负中国推进“双碳”目标实现与绿色发展的先行地使命，未来碳减排压力较大。发展岸碳入海是粤港澳大湾区进行规模减排、实现碳中和的最现实最有效的途径，但岸碳入海国际可供参考案例少、国内尚无先例。

本文通过调研粤港澳大湾区岸碳入海发展的基础，结合当前国内外CCUS案例，分析粤港澳大湾区发展岸碳入海所面临的挑战，并从政府层面提出未来粤港澳大湾区岸碳入海发展策略，以期为我国实现碳中和目标探出一条新路，并推动国内CCUS产业发展。

1 粤港澳大湾区发展岸碳入海的基础

1.1 产业发展基础较好

粤港澳大湾区经济基础较好。2021年粤港澳大湾区GDP总量约占全国的12%，人均GDP为153854元，地均GDP①即每平方千米土地创造的GDP，是衡量土地使用效率和经济发达程度的一个重要指标。为22430元，是国内人均GDP最高、经济密度最高的城市群；工业增加值达到了42628亿元，超越俄罗斯[4]。岸碳入海是一项高投入高成本的系统工程，不仅需要大量的前期资本投入，而且需要大量的流动资金以确保项目的全面部署和运营支出，较高的经济社会发展水平为粤港澳大湾区发展岸碳入海奠定了有利的经济基础[5]。

粤港澳大湾区具有政策优势。作为与“一带一路”、京津冀、长江经济带发展并列的第四大发展区域，中央鼓励粤港澳大湾区在某些领域先行先试，探索建立部分领域规范制度体系。为促进CCUS技术快速发展和规模化，粤港澳大湾区构筑了多层次的政策体系和行动方案，例如2022年发布的《深圳市关于促进绿色低碳产业高质量发展的若干措施（征求意见稿）》提出，对CCUS试点示范项目，按项目总投资的20%予以资助，最高资助可达1000万元，项目投产后按照每吨二氧化碳20元予以补助。

粤港澳大湾区科技创新优势明显。2021年，粤港澳大湾区内11个城市的研发支出超过3800亿元，整体研发投入强度超过3%；国家高新技术企业达到了5.7万家，专利授权量达到78万件，其中发明专利授权量超过10万件[4]。CCUS方面，粤港澳大湾区已运行国内首个海上封存示范项目、国内首个印染行业示范项目、亚洲首个多线程碳捕集技术测试平台，多领域探索将CCUS相关技术向纵深推进。粤港澳大湾区的强大科技创新实力可以持续有力地为岸碳入海所需技术进步提供支撑。

粤港澳大湾区低碳发展价值观趋同度高。粤港澳大湾区低碳发展意识较强，2021年5月，粤港澳大湾区减碳联盟成立，纳入碳交易的各大行业号召一致致力于绿色发展、低碳行动，企业的降碳减排需求大。2022年，粤港澳大湾区各方携手探索建设粤港澳大湾区碳排放权交易所，积极参与全国碳排放权交易体系建设与国际碳交易业务。埋碳核证交易需求量大，为粤港澳大湾区发展岸碳入海提供了广阔市场前景。

1.2 碳源丰富且多沿海分布

根据中国碳核算数据库（CEADs）数据，2017年粤港澳大湾区陆地植被固碳总量仅占排放量的47%[6]，同时单位面积碳排放强度高，主要集中于珠江口沿海人口密集区，例如广州、东莞、深圳、珠海、香港等城市。

据统计，粤港澳大湾区9个城市2021年纳入碳试点的197家碳排企业，其二氧化碳排放总量合计超3亿吨，碳排放规模以30万～100万吨级别占多；碳排放行业以电力为主，其碳排放量占比达一半；碳排放浓度以低浓度（二氧化碳体积比占气体总量的30%以下）为主。碳排放企业所在地理位置以东莞、广州，江门、惠州数量居多，分别为48家、32家、27家、24家。因产业发展特殊需求，电力、钢铁企业多沿海沿珠江分布，水泥企业靠近郊外石灰石矿区，石化化工企业例如惠州的大亚湾石化基地、江门化工园区、广州石化化工区等均沿海沿江集群分布。

1.3 海域封存选址范围大

粤港澳大湾区毗邻海域发育有珠江口盆地。珠江口盆地是中国近海最大的含油气盆地之一，大致呈北东—南西向展布，盆地北部边界与粤港澳大湾区海岸线呈平行状态，盆地面积约24.97万平方千米，圈闭发育，已钻探各类圈闭500多个[7]。中国科学院南海海洋研究所于2006年开展广东省近海区域二氧化碳封存可行性和封存潜力研究工作，结果表明，盆地7个一级构造单元地下深部咸水层均可进行二氧化碳地质封存，推定珠江口盆地深部咸水层二氧化碳地质储存D级潜力总量为1368亿吨（见表1）[8]。

表1 珠江口盆地7个一级构造单元D级推定潜力单位：亿吨

1.4 有一定的技术储备

岸碳入海属于CCS/CCUS技术应用场景之一，粤港澳大湾区虽然无岸碳入海项目在运行，但在CCS/CCUS技术方面有一定的储备和探索。

在碳捕集方面，2019年华润电力建成亚洲首个投入运行的碳捕集技术测试平台，年捕集二氧化碳总量达到2万吨，具备胺法、膜法等二氧化碳捕集技术[7]。碳封存方面，中国海油将运行中国首个海上二氧化碳封存示范项目恩平15-1油田，该项目配备了海上平台二氧化碳捕集、处理、注入、封存和监测的全套技术和装备体系，填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白[9]。其他例如妈湾电厂已完成煤电50万吨级CCUS项目可行性研究，正在探索高标准建设50万吨碳捕集利用与封存全链条大型示范项目[8]；粤西地区正开展二氧化碳矿化封存试点示范项目。

2 粤港澳大湾区发展岸碳入海的挑战

2.1 项目周期长

一是岸碳入海工程庞大，技术复杂。岸碳入海包括捕集、运输、封存、监测等多环节，每一环节的完成都需要经过前期研究、设计、建造、测试等工序，每道工序的顺利完成都需要数年的持续推动。整个岸碳入海项目从项目提出、到落地实施、再到终止运营一般会持续数十年。以澳大利亚为例，当前全球最大规模的咸水层封存项目Gorgon项目是澳大利亚唯一CCUS商业在运行项目。20年前，澳大利亚地球科学局（GA）就从地质封存、温室气体监测和核查、提供技术咨询以及推广和教育等方面入手，集中在国家和盆地规模的研究上，确定和评估澳大利亚沉积盆地封存二氧化碳的潜力和能力，然后进行碳封存和基础设施计划，最终代表政府发布可供二氧化碳地质封存的合适区域（区块）[10]。岸碳入海项目投资回报率低，为实现预期的经济回报一般需要运营数十年。

二是二氧化碳地质封存项目安全责任周期长。二氧化碳因其特殊物理化学性质，特定条件下会因泄露导致对环境的破坏或人体的伤害，国外一般要求二氧化碳地质封存的安全期不低于200年。

2.2 技术尚未成熟

技术成熟度是判定该技术是否优先部署的指标。2022年，中国科学院武汉岩土力学研究所魏宁等根据美国能源部的研究将CCUS技术成熟度等级分为10级，1到10级对应发展阶段分别为基础研究、概念设计、可行性研究、室内试验、实验室原理、先导试验、示范工程、工业规模（测试与验证）、工业规模运行、商业化。只有达到8级及以上实现工业规模的技术才能称之为成熟技术，而目前国内关键技术只有极个别达到7级示范工程阶段，其他基本都处于实验室原理或先导试验阶段，到规模应用尚有一段距离。

在碳捕集技术方面，目前仅有针对高浓度碳源的物理吸收法捕集技术实现商业应用，而中低浓度低成本捕集方法仍在探索中。运输方面，长距离百千米以上二氧化碳管道运输、大规模海底管道运输尚无运行案例。二氧化碳利用方面，我国二氧化碳制备重整气、合成甲醇等关键碳利用技术从基础研究已进入工业示范阶段，强化采油技术示范规模进一步扩大，但海域驱油利用尚处于先导试验阶段[11]。

2.3 风险大

岸碳入海工程存在的风险主要包括商业风险和安全风险。据美国国家能源技术实验室（NETL）数据，80%的CCS/CCUS项目因其收益率低甚至负效益导致被终止或无限期搁置[12]。同时因技术尚不成熟以及专业型人才缺乏，在捕集、运输、封存等各环节国内外均发生过相关安全事故，包括泄露、腐蚀、人员伤亡等。

粤港澳大湾区封存选址地珠江口盆地离岸百千米以上，捕集、输送、封存涉及固定资产投资大，初步估算不同封存方案下工程投资占比均超整个项目的70%，达数十亿元（见表2）。以运行时间25年为基准，仅考虑选取高浓度碳排放源进行封存，其CCS全流程总成本超500元/吨，数倍于当前碳价。盆地尚无绿电接入，封存过程中因燃料消耗也会存在大量碳排放，从而导致减排效率不高。同时风险成本难以简单估算，海底管道若发生腐蚀，则需要花费大量的资金进行修理或更换管道。一旦发生二氧化碳泄漏，将会对海洋生物链带来风险，造成不易修复的严重后果。

表2 粤港澳大湾区离岸封存不同方案成本估算单位：亿元

3 粤港澳大湾区发展岸碳入海的策略

3.1 优先进行全面规划布局

粤港澳大湾区虽然出台系列产业发展引导性文件，提出了宏观发展规划和路线图，但是并未对准入规则、监测要求、监管机制等进行规制，未围绕发展目标、路径进行产业集群技术路线设计，未引导行业层面形成合力达成统一规范，包括标准体系、碳源接入机制等，同时也没有明确发展岸碳入海所需的各种要素规划及部署，包括人才规划、投资规划等。

粤港澳大湾区发展岸碳入海建议按照“统一规划、技术先行、示范摸索、集群发展”的策略进行。一是全面规划。建议国家层面出台碳捕集与南海东部海域封存许可准入规制、监管规制、责任承担规制等；粤港澳大湾区各地政府层面出台岸碳入海专项财税及投融资政策，加快基础设施建设和示范工程规划，推动岸碳入海碳减排量核证，并纳入碳交易市场；行业层面制定行业技术标准体系，全链条集成示范部署。二是技术先行。针对关键技术及装备制造展开攻关，每年发布支撑产业发展的各类项目和课题，例如碳循环利用、海底监测仪器研发等，让产业链各相关单位做到有的放矢。三是鼓励示范摸索。充分发挥政府引导作用，根据产业链各相关技术所处不同发展阶段，展开针对性的探索，例如小规模低能耗捕集技术、分散式烟道强输送技术等。四是集群发展。明确将源汇匹配资源优势明显、各类要素相对集中、工业基础较好的区域作为重点，形成一批技术优势明显、分工完善、整体竞争力强的岸碳入海产业集群。

3.2 科学统筹项目执行

一是参考战略新兴产业发展办法，成立专门的岸碳入海相关政府组织机构，针对岸碳入海产业的战略性、全局性、导向性问题，进行前沿信息的搜集整理，为项目立项和企业投资决策等提供咨询。二是统筹产业链建设，充分发挥政府在服务、沟通、协调方面的优势功能，设立技术中心，搭建产业平台，促成更多企业参与岸碳入海项目建设。充分吸纳社会力量为岸碳入海发展提供金融支持、技术研发支持。可参考挪威蒙斯塔德技术中心（Mongstad），该中心是全球最大最灵活的二氧化碳捕集技术开发测试中心，由挪威政府通过其国有企业挪威天然气运输管理公司（Gassnova，73.9%）与行业合作伙伴艾奎诺公司（Equinor，8.7%）、壳牌（Shell，8.7%）和道达尔能源（TotalEnergies，8.7%）共同拥有，自2012年开始运行，为技术开发人员测试和验证碳捕获技术进行全面调试，以降低技术和财务风险[13]。三是加强岸碳入海作用及意义相关宣传教育，利用粤港澳大湾区高校资源加大岸碳入海所需专业人才培养。

3.3 尽快出台配套政策支持

全球近40%在运行CCUS项目分布在美国，这得益于美国在研发、示范、商用各阶段的系列配套政策扶持。自1997年以来，美国能源部的化石能源办公室一直致力于CCUS的研发和示范，不断增加研发资金，2011—2021年在CCUS研发上的资金投资见表3[14]。2020年12月美国出台的《2020能源法案》将CCUS的研发支持力度大幅提高，提出将在2021—2025年提供超60亿美元的研发资金支持，是自《2009美国复苏与再投资法案》（34亿美元）以来的最高水平[15]。目前中国的CCUS项目在技术研发阶段有一定资金扶持，但在示范和商业阶段缺乏激励政策，同时目前还没有针对海域二氧化碳地下封存使用权进行授权。

表3 2011-2021年美国能源部化石能源办公室在CCUS领域的研发资金单位：万美元

粤港澳大湾区发展岸碳入海建议参照美国、加拿大、欧盟等CCUS发展经验，在政府层面出台政策，给予岸碳入海项目包括环评、土地、矿权、财政、金融、税收、研发、人才等全方位的支持[16]。岸碳入海项目研究阶段部分技术的试验需要利用室外环境进行，涉及环境安全等，同时自二氧化碳排放纳入管控，相关捕集、充注、地下运移等大中型模拟试验均受政府相关部门监管，此时需要政府部门进行相关授权鼓励探索。碳封存是一项需要一定土地资源、地下空间资源支撑的作业类别，研究其可行性必须首先保证设备设施专项土地资源供应和地下空间勘查许可，项目设计阶段应进行科研补贴，项目批准后需进行相关资助。项目工程建设阶段应积极推动碳减排专项贷款落地见效，引导金融机构增加“双碳”行业中长期贷款及债券融资支持机制，同时根据投资总额按比例补贴，而非限定最高额方式补贴。项目运营阶段需碳减排量核证及交易许可、碳税碳指标抵扣、税收税费优惠、低碳产品补贴，按照二氧化碳年度封存规模量实行阶梯式补助。同时对项目全过程中产生的创新技术、新兴产业进行激励。

3.4 建立商业模式适机迭代

据统计，全球在运行CCUS项目几乎都是多家企业（或单位）合作运行。目前粤港澳大湾区在CCUS方面进行了一定探索，但基本都是国有企业独自出资完成。岸碳入海涉及融资、捕集、运输、封存、监测、项目管理等诸多环节，产业链长，涉及企业多。粤港澳大湾区众多碳排企业中，有国有企业、民营企业、外资企业、合资企业等多种性质企业，各家企业的规模、盈利状况、发展规划、减排的意愿和目标均不一样，不同企业、不同法人单位对责任、利益的接受程度不一样，在责任、效益和风险分担面前诉求也不一样。不同的碳排企业其碳源特征也不完全一样，碳源中二氧化碳的浓度、其他成分、排放装置布局样式均存在差异。

针对目前岸碳入海在全球都处于发展初期、风险大、全链技术局部瓶颈显著等特点，现阶段粤港澳大湾区发展岸碳入海宜以高效务实、试点示范为落脚点，建议区域内有碳减排需求同时具备CCUS领先技术的跨国企业与具备一定技术能力的国有企业合作，共同搭建商业模式，共同运营岸碳入海项目。在项目中期和后期，随着政策利好稳定释放、碳源企业碳排压力增大、埋碳意愿增强、应用场景增多、驱油技术逐渐成熟、碳价逐步攀高、碳交易逐步活跃，再根据发展状况进行商业模式的迭代更新。