CCUS如何實(shí)現(xiàn)規(guī)模化突圍？

文/本刊記者 范珊珊

在我國(guó)，CCUS項(xiàng)目在示范應(yīng)用層面已取得了顯著進(jìn)展。但要其實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣，仍面臨著多重亟待突破的堵點(diǎn)與瓶頸。

二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS），是通過(guò)捕集工業(yè)排放的二氧化碳進(jìn)行資源化利用或地質(zhì)封存的技術(shù)體系。該技術(shù)體系一般通過(guò)管道運(yùn)輸至應(yīng)用場(chǎng)景，用于驅(qū)油增產(chǎn)、化工合成等領(lǐng)域，最終注入地下咸水層或巖層實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期封存。

在山東半島的能源版圖上，齊魯石化與勝利油田的空間分布形成了得天獨(dú)厚的“碳捕集—封存”區(qū)位優(yōu)勢(shì)。兩地核心生產(chǎn)區(qū)域直線距離不足200公里，這一短距離布局從根源上大幅降低了二氧化碳跨區(qū)域運(yùn)輸?shù)奈锪鞒杀尽⑼局袚p耗與安全管控風(fēng)險(xiǎn)，為CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈的高效銜接、流程優(yōu)化與協(xié)同運(yùn)作鋪平了道路，也使其成為國(guó)內(nèi)CCUS示范項(xiàng)目落地的最優(yōu)選址之一。

2022年8月25日，這份獨(dú)特的地理稟賦成功轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)突破的核心動(dòng)能，全國(guó)首個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)CCUS標(biāo)桿項(xiàng)目“齊魯石化—?jiǎng)倮吞顲CUS項(xiàng)目”正式投產(chǎn)運(yùn)行。在項(xiàng)目的核心運(yùn)作流程中，齊魯石化第二化肥廠煤制氣裝置日常排放的高濃度二氧化碳尾氣，首先經(jīng)過(guò)低溫液化提純工藝進(jìn)行精細(xì)化處理，通過(guò)多級(jí)分離技術(shù)去除其中的硫化物、氮氧化物、粉塵等雜質(zhì)后，最終轉(zhuǎn)化為純度超99%的高純度液態(tài)二氧化碳；隨后銜接109公里二氧化碳輸送管道，成功實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首次二氧化碳長(zhǎng)距離超臨界壓力管輸作業(yè)。這一運(yùn)輸模式革新將單位運(yùn)輸成本較傳統(tǒng)公路運(yùn)輸模式直接削減一半以上。

項(xiàng)目預(yù)計(jì)十五年累計(jì)注入1000余萬(wàn)噸，增油近300萬(wàn)噸。這個(gè)年捕集能力達(dá)100萬(wàn)噸的示范項(xiàng)目，標(biāo)志著中國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)正式告別技術(shù)探索階段，更完整構(gòu)建起了“捕集—提純—運(yùn)輸—利用—封存”全鏈條技術(shù)驗(yàn)證與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用體系。

近日發(fā)布的《中國(guó)CCUS技術(shù)發(fā)展路線圖（2025）》指出，CCUS技術(shù)正從驗(yàn)證階段邁向規(guī)模化和商業(yè)化應(yīng)用，技術(shù)效率持續(xù)提升，覆蓋行業(yè)日益廣泛。示范工程規(guī)模化的出現(xiàn)，正在不斷驗(yàn)證技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)性潛力。

規(guī)模集群化

以齊魯勝利百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目這一標(biāo)桿案例為引領(lǐng)，國(guó)內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)已順利完成了從早期實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研發(fā)、小型中試探索，到規(guī)模化示范應(yīng)用的關(guān)鍵跨越。行業(yè)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2024年底，我國(guó)已投運(yùn)、在建以及規(guī)劃建設(shè)中的CCUS示范項(xiàng)目總數(shù)已超過(guò)120個(gè)，其中超半數(shù)項(xiàng)目已正式投入常態(tài)化運(yùn)營(yíng)，剩余項(xiàng)目也處于穩(wěn)步推進(jìn)的關(guān)鍵階段。

從核心能力來(lái)看，全國(guó)CCUS項(xiàng)目總捕集能力已達(dá)到600萬(wàn)噸/年，油田領(lǐng)域二氧化碳注入封存能力提升至400萬(wàn)噸/年。與2021年的數(shù)據(jù)相比，這兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)分別實(shí)現(xiàn)了33%和65%的顯著增長(zhǎng)，直觀反映出了國(guó)內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展態(tài)勢(shì)。

從行業(yè)分布的維度來(lái)看，CCUS示范應(yīng)用已成功覆蓋電力、油氣、化工、鋼鐵、水泥等多個(gè)重點(diǎn)碳排放領(lǐng)域。在電力領(lǐng)域，作為煤電深度減排的核心支撐技術(shù)，中國(guó)華能牽頭建設(shè)了全球最大規(guī)模150萬(wàn)噸/年燃煤電廠碳捕集示范項(xiàng)目；在鋼鐵行業(yè)，河鋼集團(tuán)120萬(wàn)噸氫冶金示范項(xiàng)目創(chuàng)新性地整合了碳捕集與封存技術(shù)，通過(guò)氫冶金工藝減少源頭碳排放，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的少量二氧化碳進(jìn)行高效捕集，探索出了一條鋼鐵行業(yè)深度脫碳的全新路徑。

在二氧化碳利用與封存的核心模式上，二氧化碳驅(qū)油提高采收率（CO?-EOR）技術(shù)憑借“減排+增產(chǎn)”的雙重優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)最成熟、應(yīng)用最廣泛的商業(yè)化路徑。勝利油田CCUS油藏開(kāi)發(fā)研究高級(jí)專家張傳寶介紹說(shuō)，低滲透油藏的原油儲(chǔ)存在地下幾千米深的巖石縫隙中，開(kāi)采難度大。超臨界二氧化碳有獨(dú)特的性能，密度像液體、黏度像氣體，更容易進(jìn)入低滲巖石的孔隙中。如果能讓它與原油混合為一種液體，便能增加原油的流動(dòng)性，提高原油的產(chǎn)量。

值得注意的是，國(guó)內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展趨勢(shì)日益凸顯，依托資源稟賦與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)形成的特色產(chǎn)業(yè)集群逐步成型。中國(guó)工程院院士、國(guó)際CCUS技術(shù)創(chuàng)新合作組織理事長(zhǎng)馬永生表示，我國(guó)CCUS技術(shù)在渤海灣、長(zhǎng)三角、珠江口等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)，已初步形成了集群化的發(fā)展格局，展現(xiàn)出了快速發(fā)展的勢(shì)頭。

中國(guó)石化正以渤海灣盆地為中心，推動(dòng)建設(shè)驅(qū)油封存樞紐。與此同時(shí)，中國(guó)石化聯(lián)合殼牌、寶武集團(tuán)、巴斯夫等國(guó)內(nèi)外行業(yè)龍頭企業(yè)，完成了華東地區(qū)陸海統(tǒng)籌千萬(wàn)噸級(jí)CCUS集群的概念設(shè)計(jì)。該集群將整合長(zhǎng)三角地區(qū)工業(yè)企業(yè)的碳排放資源，通過(guò)陸海聯(lián)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)二氧化碳的規(guī)模化捕集、運(yùn)輸與封存，為東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的碳減排提供核心支撐。

中國(guó)石油則聚焦松遼、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾三大內(nèi)陸盆地的資源優(yōu)勢(shì)，制定了千萬(wàn)噸級(jí)CCUS示范基地的建設(shè)規(guī)劃，計(jì)劃在三大盆地分別打造集碳捕集、運(yùn)輸、利用、封存于一體的產(chǎn)業(yè)集群。據(jù)中石油規(guī)劃總院相關(guān)專家預(yù)測(cè)，今年中國(guó)石油CCUS項(xiàng)目注碳量有望達(dá)到260萬(wàn)噸，較2021年的約60萬(wàn)噸實(shí)現(xiàn)超3倍增長(zhǎng)。屆時(shí)，其累計(jì)二氧化碳注入總量有望突破1200萬(wàn)噸。

發(fā)展瓶頸

盡管國(guó)內(nèi)CCUS項(xiàng)目在示范應(yīng)用層面取得了顯著進(jìn)展，形成了一批可圈可點(diǎn)的標(biāo)桿案例，但從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的全局來(lái)看，CCUS技術(shù)要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣，仍面臨著多重亟待突破的堵點(diǎn)與瓶頸。其中，技術(shù)成熟度不足導(dǎo)致的核心能力短板、機(jī)制體系缺失引發(fā)的發(fā)展保障不足以及經(jīng)濟(jì)可行性不足造成的市場(chǎng)動(dòng)力匱乏，共同構(gòu)成了制約產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的三大核心障礙。在技術(shù)層面，CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈從前端捕集、中端運(yùn)輸?shù)胶蠖死门c封存的各個(gè)環(huán)節(jié)，均存在諸多亟待突破的“卡脖子”技術(shù)環(huán)節(jié)。其中，低濃度碳源捕集成本偏高是當(dāng)前最突出的行業(yè)痛點(diǎn)，加裝CCUS的高成本對(duì)燃煤電廠、鋼鐵、水泥等產(chǎn)業(yè)造成了較大壓力。

首先，在火電、水泥等典型低濃度碳排放行業(yè)中，二氧化碳捕集成本分別高達(dá)200~600元/噸和305~730元/噸。盡管這一成本水平已較國(guó)際平均水平有所降低，但相較于當(dāng)前國(guó)內(nèi)碳市場(chǎng)價(jià)格以及企業(yè)的減排成本承受能力，仍難以滿足大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的需求。

其次，CCUS減排潛力大，但受制于源匯匹配錯(cuò)位問(wèn)題，我國(guó)大規(guī)模排放源主要位于東部沿海地區(qū)，化石能源資源主要分布在中西部，而適合封存的盆地主要分布在東北和西北地區(qū)。

從技術(shù)迭代進(jìn)程來(lái)看，第二代、第三代先進(jìn)捕集技術(shù)的發(fā)展相對(duì)滯后，增鎢壓富氧燃燒、化學(xué)鏈燃燒等具備低成本潛力的前沿技術(shù)，目前均處于中試及以下的研發(fā)階段，尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。此外，在二氧化碳高價(jià)值利用領(lǐng)域，CO?礦化利用、微藻生物利用、二氧化碳合成高附加值化學(xué)品等新興技術(shù)路線，大多處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或小規(guī)模中試階段，尚未形成具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的規(guī)模化應(yīng)用能力，限制了CCUS產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈條的延伸。

在機(jī)制體系層面，政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及跨行業(yè)協(xié)作機(jī)制的不完善，成為制約CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)范化、規(guī)模化發(fā)展的重要瓶頸。在政策法規(guī)方面，我國(guó)目前尚未出臺(tái)專門(mén)針對(duì)CCUS產(chǎn)業(yè)的專項(xiàng)法律法規(guī)，對(duì)CCUS項(xiàng)目的審批流程、安全監(jiān)管、責(zé)任劃分、長(zhǎng)期封存保障等關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺乏明確的法律界定，導(dǎo)致項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中存在諸多政策不確定性。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)上，盡管相關(guān)部門(mén)已啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，但核心標(biāo)準(zhǔn)《碳捕集、利用與封存（CCUS）項(xiàng)目溫室氣體減排量化和核查技術(shù)規(guī)范》仍處于推進(jìn)完善階段，尚未正式實(shí)施。這使得CCUS項(xiàng)目產(chǎn)生的減排量難以進(jìn)行科學(xué)、統(tǒng)一的量化與核查，為項(xiàng)目的監(jiān)管與市場(chǎng)交易帶來(lái)了極大不便。

值得一提的是，當(dāng)前我國(guó)碳市場(chǎng)尚未將CCUS項(xiàng)目產(chǎn)生的碳減排量正式納入抵消范疇。企業(yè)開(kāi)展CCUS項(xiàng)目難以獲得穩(wěn)定的碳信用收益，極大削弱了市場(chǎng)主體的參與積極性。

CCUS產(chǎn)業(yè)鏈條漫長(zhǎng)，涉及電力、鋼鐵、油氣、化工、運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)不同行業(yè)，跨行業(yè)協(xié)作壁壘突出問(wèn)題尤為明顯。在碳源與封存庫(kù)的匹配銜接、各環(huán)節(jié)責(zé)權(quán)利的劃分、技術(shù)研發(fā)成果的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬等核心問(wèn)題上，缺乏有效的協(xié)同機(jī)制，導(dǎo)致資源難以高效整合，嚴(yán)重阻礙了項(xiàng)目的規(guī)模化推進(jìn)。

經(jīng)濟(jì)可行性不足仍是當(dāng)前制約CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的最關(guān)鍵瓶頸。其核心問(wèn)題在于項(xiàng)目投入與收益的嚴(yán)重失衡。CCUS項(xiàng)目具有前期投資規(guī)模大、技術(shù)研發(fā)成本高、投資回收周期長(zhǎng)的顯著特點(diǎn)，而國(guó)內(nèi)目前缺乏針對(duì)CCUS產(chǎn)業(yè)的多元化投融資機(jī)制。銀行信貸、產(chǎn)業(yè)基金等資金渠道對(duì)CCUS項(xiàng)目的支持力度不足，尤其是高校和科研團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)成果，由于缺乏足夠的資金支持，難以進(jìn)入工業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行中試和產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證，導(dǎo)致技術(shù)轉(zhuǎn)化效率偏低。

中國(guó)石化集團(tuán)有限公司發(fā)展計(jì)劃部（新能源辦公室）副總經(jīng)理劉應(yīng)紅認(rèn)為，二氧化碳原料化是深度脫碳的關(guān)鍵所在，可與綠氫耦合生產(chǎn)低碳甲醇、低碳甲烷等，并進(jìn)一步生產(chǎn)綠色的烯烴，轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品、燃料或材料，重塑煉化傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，構(gòu)建“以廢為材”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。二氧化碳化學(xué)利用目前已打通了一些技術(shù)，但整體上成本還比較高，現(xiàn)階段與化石基產(chǎn)品難以競(jìng)爭(zhēng)，初步測(cè)算在碳價(jià)分別為168元/噸、77元/噸、790元/噸的時(shí)候，綠醇、綠氨、氯甲烷才有競(jìng)爭(zhēng)力。

未來(lái)CCUS發(fā)展需要技術(shù)降本、政策賦能、產(chǎn)業(yè)協(xié)同三軌并行，疊加產(chǎn)品的綠色認(rèn)證，可有力推動(dòng)二氧化碳利用，從技術(shù)釋放邁向規(guī)模化的商業(yè)應(yīng)用。

未來(lái)布局

面對(duì)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的多重瓶頸，國(guó)內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)并未停滯不前，而是積極探索突破路徑，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)、集群化建設(shè)與國(guó)際合作等多條路徑協(xié)同推進(jìn)。這其中，一批重點(diǎn)項(xiàng)目與創(chuàng)新舉措已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性推進(jìn)階段，為“十五五”期間CCUS產(chǎn)業(yè)從規(guī)模化示范全面邁向商業(yè)化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也為我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提供了重要支撐。

在企業(yè)層面，國(guó)內(nèi)能源與工業(yè)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)充分發(fā)揮引領(lǐng)帶動(dòng)作用，持續(xù)加大CCUS產(chǎn)業(yè)的布局與投入力度，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力。

技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)協(xié)同已成為突破CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵抓手，各方力量正加速匯聚形成發(fā)展合力。在產(chǎn)業(yè)協(xié)同層面，由國(guó)務(wù)院國(guó)資委牽頭推動(dòng)，中國(guó)石油與中國(guó)華能聯(lián)合發(fā)起的“中央企業(yè)CCUS創(chuàng)新聯(lián)合體”建設(shè)工作正穩(wěn)步推進(jìn)。該聯(lián)合體整合了國(guó)內(nèi)數(shù)十家中央企業(yè)的技術(shù)、資金、場(chǎng)景資源，覆蓋CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)研發(fā)、裝備制造、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)與市場(chǎng)應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)，旨在打通技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用之間的“最后一公里”，加速成熟技術(shù)的規(guī)模化推廣。

在技術(shù)創(chuàng)新層面，一批具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)正加速突破，全流程數(shù)字化管理、化學(xué)鏈燃燒、膜分離等前沿技術(shù)路線成為研發(fā)熱點(diǎn)。在市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)層面，相關(guān)政策的完善工作正有序推進(jìn)。業(yè)內(nèi)普遍預(yù)期“十五五”期間，全國(guó)碳市場(chǎng)正式將CCUS項(xiàng)目產(chǎn)生的碳減排量納入抵消范疇。這將為CCUS項(xiàng)目帶來(lái)穩(wěn)定的碳信用收益，極大激發(fā)市場(chǎng)主體的參與積極性。

同時(shí)，跨區(qū)域CO?運(yùn)輸管網(wǎng)的共建共享舉措已在部分地區(qū)啟動(dòng)試點(diǎn)，通過(guò)構(gòu)建互聯(lián)互通的二氧化碳運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，有效降低中小規(guī)模CCUS項(xiàng)目的運(yùn)輸成本，預(yù)計(jì)管網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的項(xiàng)目捕集成本可下降25%左右。

業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，未來(lái)5至10年是我國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵戰(zhàn)略窗口期。在此期間，通過(guò)持續(xù)完善政策支撐體系、加大核心技術(shù)創(chuàng)新力度、構(gòu)建成熟的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式，有望推動(dòng)CCUS產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)從規(guī)模化示范到商業(yè)化落地的跨越式發(fā)展，成為我國(guó)碳減排體系的核心支撐力量。

全球碳捕集與封存研究院首席執(zhí)行官賈里德·丹尼爾斯在接受媒體采訪時(shí)明確表示，中國(guó)近年來(lái)在CCUS領(lǐng)域的示范項(xiàng)目建設(shè)成效顯著，項(xiàng)目技術(shù)成熟度、運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性和規(guī)模化水平不斷提高。這不僅為其自身大規(guī)模商業(yè)化項(xiàng)目的推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，而且為全球CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在全球CCUS發(fā)展格局中發(fā)揮著日益重要的領(lǐng)導(dǎo)作用。

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