摘要:随着气候变化问题的日渐凸显,CCUS技术已成为各国达成气候目标的必要手段。通过剖析CCUS技术的核心结构,即以碳的捕获、运输、利用及储存,运用列表、画图和分条论述等主要方式探讨中国能源企业在技术研发、工程建设、运营管理等方面的进展和成就。同时对其在CCUS发展上所面临的包括技术创新、资金投入、产业合作等方面的情况进行梳理,来深度分析在“双碳”政策引导下的中国能源企业在CCUS技术实施上的具体措施,从而研究CCUS式发展管理所带来的转变与影响。
关键词:碳达峰;碳中和;中国能源企业;“双碳”政策
中图分类号:F124.5文献标识码:A文章编号:1005-6432(2024)19-0078-04
DOI:10.13939/j.cnki.zgsc.2024.19.019
1引言
CCUS技术是人类实现联合国1.5度气候变化控制目标的核心支撑,也是我国实现2060年碳中和目标的重要路径之一。短期内,我国以化石能源为主的能源结构难以改变,发展CCUS可促进化石能源的高效利用,加快传统高排放行业的转型,对我国实现“双碳”战略目标具有重要意义,同时也将引导更多的中国能源企业在“双碳”政策的大背景下实现CCUS式发展管理。
2“双碳”与中国能源企业
2.1“双碳”政策
碳达峰指的是在某一特定时期,二氧化碳排放量达到峰值后开始逐渐减少;碳中和则是指通过有效的减排措施,使碳排放量减少至零或接近零。
中国碳达峰与碳中和政策是以习近平总书记为核心的党中央所制定的重大战略决策,旨在解决资源环境约束问题,实现永续发展,为构建人类命运共同体贡献中国力量。中国碳达峰的目标是在2030年前实现二氧化碳排放的峰值,而碳中和的目标则是努力在2060年前实现碳排放净零。
中国作为全球第二大经济体,通过积极应对气候变化并实施碳达峰与碳中和政策,向世界展示了对环境问题的高度关注,提升了国际社会对中国的认可和赞誉。同时,中国政府大力支持绿色技术的研发和应用,引导企业进行“双碳”化管理发展。
总之,中国碳达峰与碳中和政策的实施不仅对中国国内发展产生重大影响,也将对全球环境和气候变化产生深远影响[1]。通过推动低碳经济和清洁能源产业的发展,中国将为全球应对气候变化作出重要贡献,推动全球可持续发展的进程。
2.2中国能源企业现状
首先,中国的能源企业在传统能源领域取得了巨大成就。中国石油天然气集团公司和中国石化集团公司是世界上最大的石油和天然气企业之一,拥有广泛的国际业务和资源。此外,中国的煤炭企业也遍布全国,成为全球最大的煤炭生产国。
其次,中国的可再生能源与新能源企业也在快速发展。中国的太阳能企业如中电建、光大控股等企业在国际市场上占有着一定的市场份额与话语权。同时,以比亚迪以及宁德时代为首的新能源企业更是异军突起,牢牢占据了国内与国际两个市场。
最后,中国能源企业在国际市场上积极推进“一带一路”倡议,在国内则是积极响应“双碳”政策,进行转型升级,以实现可持续发展的目标[2]。
2.3“双碳”导向
“双碳”政策的提出给中国能源企业带来了深远的影响,其所带来的主要导向如下三个方面。
第一,创新和技术升级。为了实现碳达峰和碳中和目标,能源企业被鼓励进行技术创新和升级,以减少碳排放。这可能涉及开发和采用低碳技术、清洁能源和能效改进等。企业需要加强研发能力,推动技术创新,以提高其竞争力和可持续性[3]。
第二,产业结构调整。为了减少碳排放,政府鼓励企业进行产业结构调整,从高碳行业向低碳行业转变。高碳行业可能面临限制和监管,而低碳行业则可能获得政策支持和优惠。因此,企业需要重新评估其业务模式,并在低碳产业中找到新的增长机会。
第三,能源结构转型。实现碳达峰和碳中和的关键是能源结构转型。政府将加大对可再生能源和非化石能源(如风能、太阳能、水能、核能)的支持和发展。这将给涉及能源行业的企业带来机遇和挑战,需要进行技术革新和转型升级。
综上所述,碳达峰与碳中和政策将对中国能源企业产生深远的影响。企业需要积极响应政策要求,加快转型升级,推动绿色低碳发展,以适应和把握这一新的发展机遇。
3CCUS技术
3.1概念
CCUS是指将CO2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CO2永久减排的过程。按照技术流程,CCUS主要分为碳捕集、碳运输、碳利用与碳封存这四个核心环节。
其中,碳捕集主要方式包括燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧等;碳运输是将捕集的CO2通过管道、船舶等方式运输到指定地点;碳利用是指通过工程技术手段将捕集的CO2实现资源化利用的过程,利用方式包括矿物碳化、物理利用、化学利用和生物利用等;碳封存是通过一定技术手段将捕集的CO2注入深部地质储层[4],使其与大气长期隔绝,封存方式主要包括地质封存和海洋封存。
3.2意义
CCUS技术的发展可以对抗气候变化。温室气体排放是导致全球气候变化的主要原因之一。CCUS技术能够捕获工业和能源生产过程中产生的二氧化碳等温室气体,并将其封存在地下或者转化为有用的化学产品,这有望减缓气候变化的速度,保护生态环境,对实现可持续发展具有积极意义。
CCUS技术的发展还可以为经济增长和就业创造新的机会。由于CCUS技术需要大规模的技术研发、设施建设和运营管理,为相关领域创造了新的商业机会和就业岗位。同时,CCUS技术所涉及的创新与应用,也将为相关产业带来新的增长点和重要的经济推动力。
更为重要的是,发展CCUS技术能够助力实现碳中和。许多国家和企业都承诺在未来几十年内实现零碳排放,而CCUS技术为实现这一目标提供了重要的技术支持,成为践行可持续发展承诺的关键。
3.3CCUS的中国发展
我国当前能源结构主要依赖化石能源,且短期内难以实现以低碳清洁能源为主导的结构性转变。尽管我国并没有如同某些发达经济体一样早早地进行CCUS技术探索,并对相关项目进行巨额投资,但我国的诸多央企、国企在支持首批CCUS技术进入工业示范方面发挥了巨大的作用,有力地支持了我国CCUS技术的发展,如齐鲁石化—胜利油田的CCUS项目、华润电力的海丰碳捕集测试平台等。
目前,我国已经落地的CCUS技术项目遍布19个省份,虽然CCUS技术在我国仍处于发展早期,部分先进技术尚在研究,但未来,随着政策加码、关键技术成熟以及各行业巨大减排需求的拉动,中国的能源企业必将实现全面的CCUS管理转变,实现低成本化、商业化以及集群化[5]。
4中国能源企业CCUS式发展管理之变
4.1碳捕集
中国是世界上最大的能源消费国之一,随着全球对碳排放和气候变化问题的关注不断增加,中国的能源企业也在积极探索和实施碳捕集技术,以减少碳排放,推动低碳发展。
首先,中国能源企业在碳捕集方面的做法包括加大技术研发投入。中国的能源企业通过加大技术研发投入,积极探索创新技术,提高碳捕集和利用的效率。例如,中国电力科学研究院等机构开展了多项碳捕集技术研究,包括化学吸附、物理吸附和膜分离等技术[6],并取得了一定的进展。而中国石化南京化工研究院有限公司成功实现了新型高效低能耗碳捕集吸收溶剂及配套技术的大规模工业化应用,并进行了膜分离法烟气碳捕集技术的工业示范研究。
其次,中国能源企业在碳捕集方面的做法还包括推动碳捕集项目的落地实施。中国的能源企业积极开展碳捕集项目的规划和建设,通过推动碳捕集项目的落地实施,减少碳排放。例如,中国石油天然气集团公司(CNPC)推动了碳捕集项目的建设,如在煤化工、天然气加工等领域开展了碳捕集项目,并积极推动碳捕集技术在石油炼制等领域的应用。
最后,中国能源企业在碳捕集方面的做法还包括加强国际合作和交流。中国的能源企业通过加强国际合作和交流,积极借鉴国际上的碳捕集经验,推动碳捕集技术的创新和进步。例如,中国和欧盟、美国等国家和地区开展了碳捕集相关的国际合作项目,通过合作交流,加强碳捕集技术的推广和应用。
综上所述,中国能源企业在碳捕集方面的做法包括加大技术研发投入、推动碳捕集项目的落地实施、加强国际合作和交流等方面。随着中国能源企业在碳捕集方面的不断探索和实践,相信中国的碳捕集技术将不断进步,为推动低碳发展、应对气候变化做出更大的贡献。详见表2。
4.2碳运输
碳运输是CCS技术中至关重要的一环,因为通过高效的碳运输系统,可以将捕获的二氧化碳(CO2)从发电厂或工厂运输到地下储存设施,这对减少碳排放有着重要的作用。
首先,中国能源企业在碳运输方面的做法包括建设高效的碳运输系统。为了将CO2从捕获设施(如发电厂或工厂)输送到地下储存设施,中国能源企业已经在开发和部署各种碳运输系统。这些系统通常包括管道输送、船运、铁路运输和公路运输等方式,企业根据具体情况选择最适合的方式进行碳运输,以确保CO2经济高效地从源头输送到地下储存地点[7]。
其次,中国能源企业在碳运输方面的做法包括探索新的碳运输技术。中国能源企业正在积极参与碳运输技术的研究和创新,其中包括液化CO2技术、超临界CO2技术等。这些新技术可以提高CO2的运输效率,降低运输成本,减少温室气体排放。企业也在探索利用再生能源和低碳技术,来推动碳运输的低碳化和节能化。
再次,在碳运输领域,中国能源企业积极提倡并参与协同合作。例如,中国能源企业与科研院所以及高校合作开展碳运输技术研发与创新,共同探讨和解决碳运输中的关键技术和难题。同时,企业还与政府部门及行业组织合作,共同制定和实施碳运输政策和标准,推动整个行业向低碳化方向发展。
最后,中国能源企业在碳运输方面的做法还包括加强国际合作和交流。中国能源企业与国际上的各种合作伙伴进行合作,分享碳运输技术与经验,同时吸收国际上先进的碳运输技术。通过国际合作,中国能源企业能够更好地了解并适应各种国际标准和规范,从而提高自身碳运输系统的安全性和可靠性。
4.3碳利用
中国能源企业通过技术钻研与攻坚克难,实现了在地质、化工、矿化以及生物四个方面的碳利用突破与创新管理。
4.3.1地质利用
在我国CO2地质利用技术中,CO2地浸采铀技术已经达到商业应用阶段,提高石油采收率技术(EOR)已处于工业示范阶段,强化深部咸水开采技术(EWR)已完成先导性试验研究,驱替煤层气开采技术(ECBM)已完成中试阶段研究,但CO2强化天然气、强化页岩气开采技术尚处于基础研究阶段。
4.3.2矿化利用
得益于矿化利用下游较为成熟的市场,如建材、化肥等产品,如今矿化利用成为除了地质利用以外走得最快的技术路线。矿化利用路线将有望成为第二条能够产生经济效益的路线。例如,四川大学联合中石化等公司,在低浓度尾气CO2直接矿化磷石膏联产硫基复合肥技术研发方面取得了良好进展。
4.3.3化工利用
我国CO2化工利用技术已经实现了较大进展,电催化、光催化等新技术大量涌现,比较成熟的技术路线包括CO2与氨气合成尿素、CO2与氯化钠生产纯碱、CO2加氢合成甲醇、CO2与环氧烷烃合成碳酸酯以及CO2合成水杨酸等技术。
4.3.4生物利用
我国能源企业生物利用主要集中在微藻固定和气肥利用方面。早在2008年,中石化石家庄炼化分公司完成了40000L微藻生物固碳减排废气的小型中试研究,并于2015年左右实现了户外装置的研发。由于成本原因,使生物利用成为目前普及率最低的应用方式。
4.4碳封存
一方面,中国能源企业积极采取技术创新举措。目前,已知中国能源企业已经投入了大量资金进行研究和实践,通过开发和应用碳捕获、碳储存、碳利用等技术手段,不断完善碳封存技术体系。比如中国石油天然气集团公司(CNPC)在川滇盆地开展了碳封存试验,通过注入二氧化碳到储层中,利用地下储层对二氧化碳的吸附能力,实现碳气分离和碳封存。此外,中国电力企业也在发电过程中,利用先进的清洁燃烧技术,降低二氧化碳排放,并进行碳捕获和储存,将二氧化碳封存在地下岩层中。
另一方面,中国能源企业在碳封存方面积极探索和利用优越地质进行碳封存试验和项目。中国的地质条件非常适合进行碳封存,有丰富的地下储层和盐穴等地质形态,这为碳封存提供了良好的条件。中国能源企业已经在多个地区进行了碳封存试验和项目,取得了一些积极的成果。例如,中国石油在山东进行了深层储层透平二氧化碳地质封存试验,取得了一些技术和经验方面的突破。
此外,中国能源企业还进行了大量投资与广泛合作。数亿元人民币被投入到碳封存技术及设施建设中,以减少二氧化碳的排放。这不仅推动了国内碳封存技术的发展,也为全球气候治理提供了新的可实践方案。
目前,我国的碳封存技术主要集中在四个方面:陆上咸水层、海底咸水层、枯竭油田以及枯竭气田。同时,一些企业还与国内外科研机构、大学以及国际机构合作,共同开展碳封存技术的研究和开发工作,不仅有助于中国能源企业学习和引进国际先进技术,也有助于扩大中国在全球碳封存技术领域的影响力。
5结论
文章通过分析“双碳”政策与中国能源企业发展现状,结合CCUS技术,以碳捕集、碳运输、碳利用、碳封存四个方面为切入点,全面地分析了中国能源企业在CCUS各个方面与“双碳”政策导向所结合的管理发展现状,包括但不限于当前主流的碳捕集技术与碳运输技术等。
目前,CCUS技术在国内虽处于初期,但在“双碳”政策的大背景下,以国企和央企为首的能源型企业早已投身其中,并实现了初步的发展管理创新与转变,使国内整体的CCUS产业链初具雏形。
从整体来看,中国能源企业的CCUS式发展管理是积极的,并在相关产业链的各个方面出现了具有代表性的企业,且已探索出了主流的应用技术。有理由相信,未来在各方的共同努力下,中国能源企业的CCUS发展之路将会更加长远。
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