本刊編輯部
近期,《第四次氣候變化國家評估報告》特別報告——《中國碳捕集利用與封存技術評估報告》(以下簡稱《報告》)正式發布。碳捕集利用與封存(Carbon capture,utilization and storage,CCUS)是指將二氧化碳(CO2)從工業、能源生產等排放源或空氣中捕集分離,并輸送到適宜的場地加以利用或封存,實現CO2減排的過程。發展CCUS 技術對全球實現碳中和目標具有重要作用,世界主要國家正圍繞CCUS技術進行研發、部署與政策評估。
中國作為全球最大的發展中國家,在推動經濟高質量發展的同時,確保2030 年前碳達峰和2060 年前碳中和目標如期實現,意味著用歷史上最短的時間完成全球碳排放強度最大降幅,挑戰和困難巨大,亟須強有力的科技支撐。在全球應對氣候變化的大背景下,CCUS 技術既是世界各國減少溫室氣體排放、加強氣候治理的關鍵技術,也是中國傳統行業實現低碳轉型的重要手段。《報告》從碳達峰、碳中和目標實現的需求出發,圍繞CCUS 技術的角色和定位、現狀與挑戰、發展目標及預期、減排潛力和效益以及早期發展機會等方面,對現有CCUS各環節技術進行了全方位、多角度的分析與評估,旨在為碳減排技術等應對氣候變化領域的基礎研究和技術研發提供科學參考,為國家、地方和行業CCUS 技術推廣和產業減排政策制定提供理論依據。
《報告》形成以下關鍵結論。
CCUS 是中國應對氣候變化、實現碳中和目標不可或缺的重要技術體系,對經濟社會可持續發展具有重大戰略意義。據不同研究機構預測,到2060 年,中國CCUS 技術將貢獻5~29億t CO2減排量,以確保碳中和目標順利實現。《報告》指出,CCUS 是目前唯一能夠在發電和工業過程中大幅減少化石燃料碳排放的解決方案,對在新型電力系統中保持一定量的燃煤機組以維持電力系統靈活性,以及鋼鐵、水泥等難減排行業實現凈零排放具有重要意義。此外,到2060 年,中國仍有部分溫室氣體無法削減,需要通過碳匯和負排放技術進行抵消,CCUS 結合碳中性排放源可實現負排放效應,是實現碳中和目標的托底技術保障。
中國大部分CCUS技術處于研發示范階段,技術經濟性有待提高,減排潛力有待釋放。近年來,中國CCUS 各環節均取得了顯著進展,理論減排潛力巨大。然而,由于受制于各環節關鍵技術成熟度與經濟性,減排潛力難以完全釋放,與國外先進水平相比尚存在一定差距。《報告》從技術原理、成熟度與經濟可行性、安全性及環境影響、技術發展預測和應用潛力等方面,對CO2捕集、運輸、化學和生物利用,以及地質利用與封存各環節的具體技術進行了詳盡評估。《報告》指出,目前中國CO2捕集技術的熱耗量、電耗量、設備投資均較高,雖然CO2驅油帶來的經濟效益可有機會實現零成本甚至負成本減排,但在缺少政策激勵及政府支持的條件下,其余利用與封存技術很難實現盈利。未來隨著CCUS技術不斷發展,政策激勵力度和范圍不斷增加,減排潛力有望逐漸釋放,減排貢獻將進一步加大。
合理的產業集成方式和有效的商業模式有利于降低CCUS 技術成本,推動CCUS 技術在各行業的廣泛部署與應用。從CCUS技術流程的層面看,CO2捕集、壓縮、儲運、利用及地質封存都是CCUS技術環節,只有將這些環節組合為完整的技術鏈條,才能最終實現CO2減排目標;從整個能源大系統的角度看,CCUS 只有與資源開采或能源生產、儲運與利用過程相結合,才能發揮CO2減排作用。《報告》分析了CCUS 技術全鏈集成以及與電力、工業行業耦合集成的關鍵問題,指出集群化和區域化是CCUS技術的未來發展方向,提出要進一步推動CCUS的商業化和規模化發展,需要充分調動各利益相關方參與積極性,促進跨行業、多企業合作,形成可持續的商業模式。
中國高度重視應對氣候變化工作,已發布三次氣候變化國家評估報告。第四次氣候變化國家評估工作由科技部、中國氣象局、中科院、工程院聯合牽頭,會同國家發展改革委、外交部、教育部、農業農村部、生態環境部等有關部門,組織百余位專家共同開展。《中國碳捕集利用與封存技術評估報告》是《第四次氣候變化國家評估報告》特別報告之一,由中國21 世紀議程管理中心主任黃晶主編,來自政府、企業、高校、科研院所等61 位專家參與,科學出版社出版發行。《報告》全面、系統、科學、客觀地評估了中國CCUS技術發展現狀和發展趨勢,為國家碳中和技術體系的構建以及企業戰略投資和研究機構的科研方向選擇等提供了重要參考。