碳平衡，修遠路漫漫

技術“雷點”——邁不過去的坎

科學技術是推動產業發展的重要引擎，技術一時無法突破就會成為產業升級邁不過去的坎。CCUS幾十年不溫不火的發展，主要原因就是技術創新的遲滯。

“要研究新技術，也要把已有技術成熟化、產業化。就目前而言，CCUS很多新技術尚在實驗室階段”，業內專家認為推動技術向產業應用上轉化很關鍵，“當一個技術停留在實驗室階段是最貴的時候，只有規模化后才有降價空間。同時，隨著一項技術變得越來越成熟，成本自然也會下降。”

澳大利亞Gorgon項目碳捕集和儲存（CCS）技術應用一波三折就是比較典型的例證。

Gorgon CCS項目，最初計劃是每年捕集并向地下注入多達400萬噸的二氧化碳，在其壽命期內封存超過1億噸，將溫室氣體（GHG）排放量減少約40%。盡管其擁有雪佛龍、埃克森美孚、殼牌等強大的資金支持，但從2016年運營以來，仍未能實現埋存目標，前5年的表現比目標低了約50%。

耗資31億美元的Gorgon工廠于2016年3月生產第一批LNG，但其CCS設施的首次運行直到2019年8月才開始——遲了3年半。

究其原因是在2017年末的檢查中，液化天然氣廠和注水井之間的管道中存在過量水，造成了腐蝕泄漏。

技術問題并不止于此。例如，沙子堵塞了地下的注氣井，損害了壓力管理系統。雪佛龍澳大利亞公司運營總監Kory Judd說：“我們還有很多路要走，才能實現設計的注入系統的承諾。”

在我國，技術上同樣遇到了嚴峻的挑戰。

隨著我國二氧化碳驅油的應用領域不斷拓展，應用對象已從低滲透油藏拓展到特高含水油藏、復雜斷塊油藏等。

中國石油長慶油田勘探開發研究院提高采收率研究所負責人直言，相較于一些兄弟企業，長慶油田開展CCUS較晚，很多技術上的“雷點”已經被蹚過，有經驗教訓可循，經過前期充足的準備，油田在CCUS先導試驗中避免了很多問題，實施過程較為順利。但是，隨著二氧化碳的持續注入，依然爆出一些問題，比如管道腐蝕。

“二氧化碳是酸性氣體，腐蝕性比較強。雖然驅油效果好，但腐蝕問題一直是國際國內的一大困擾”，該負責人表示，“除了腐蝕外，氣竄也是一大難題。鄂爾多斯盆地低滲透油藏的混相條件比較好，我們現在沒有發生氣竄，但國外一些油田氣竄問題出現得比較多。發生氣竄，對采出系統影響比較大。”

挑戰，遠不止驅油利用技術。在捕集技術上，比較成熟的化學吸收法存在著能耗高、成本高的問題；在輸送技術上，長距離二氧化碳管道運輸的核心技術還需進一步突破；在封存技術上，我國的技術手段還不夠成熟……

“整體來看，我國CCUS基礎研究工作較為薄弱，技術及產業發展還處于研發和小規模示范階段，缺乏大規模的工業化示范和應用，存在捕集能耗高成本高、缺乏運輸管網、二氧化碳資源利用轉化效率低等問題。這些都有待技術創新去解決”，中國石化集團公司高級專家陳軍指出。

“加強新一代技術研發是當務之急！”中國21世紀議程管理中心處長、研究員張賢表示，把我國和全球CCUS技術成熟度作對比，會發現基本上是旗鼓相當，但在管道輸送、強化采油和集成優化等關鍵技術方面，還存在一定差距。要加強新一代低成本、低能耗CCUS技術研發，爭取到2035年初步實現商業化應用，到2050年在多個行業廣泛推廣。

“要實現煤電深度脫碳，CCUS幾乎是關系生死存亡的技術”，國網能源研究院能源戰略與規劃研究所副所長劉俊表示，CCUS技術一方面可保證部分煤電機組清潔運行，同時還可以與氫能緊密結合實現多樣化利用，為其他行業提供技術解決方案。

成本高昂——無法抹去的痛

“在中國，如果CCUS能在2025年或2030年得到大規模推廣，將分別需要約3290億美元和5690億美元，如果時間推遲到2035年以后，總成本將飆升至6260億美元”，北京理工大學副校長魏一鳴認為，CCUS部署得越晚，代價就會越高。

在CCUS實際應用中，成本高昂，一直是業內無法抹去的痛。

根據北京理工大學能源與環境政策研究中心的測算，5萬噸、10萬噸、15萬噸的二氧化碳捕集項目，總投資分別需要5000多萬元、9800萬元和1.5億元。項目運行成功后，每噸二氧化碳捕集成本基本在260-380元，成本較低的也需要200元/噸。

“二氧化碳船運成本200公里以內每公里約1元/噸，200公里-250公里每公里約0.5元/噸，500公里-1000公里每公里約0.3-0.4元/噸”，中國石油大學（北京）教授彭勃介紹，就二氧化碳捕集能耗而言，一些企業分別能做到1.56GJ/tCO2、2.4GJ/tCO2和3.4GJ/tCO2（GJ即吉焦，一個吉焦等于10億焦耳）。

由此可見，就現在的條件來看，不同行業之間的成本分攤規則并不明朗。

21世紀初，我國陸續上馬了一批CCUS項目，如中國石化勝利油田燃煤電廠CCUS示范項目、神華鄂爾多斯10萬噸/年CCS示范項目、延長石油5萬噸/年二氧化碳捕集利用項目、中原油田煉廠尾氣CCUS項目等，一些二氧化碳捕集裝置建成后并未投入運行，處于停用狀態，主要原因是沒有市場，二氧化碳無處消納。一些示范項目即便投入運行，收益率也只能維持在2%甚至以下。

即便是目前已經注氣運行的“齊魯石化-勝利油田”百萬噸CCUS示范項目也面臨著成本困境。據齊魯石化預測，除去龐大的項目成本投資，捕集、運輸、應用封存三個環節的總成本要到2060年才有可能全面降至百元線下，到那時，CCUS才會成為“平價技術”。

高成本、低收益，成了CCUS大規模應用的“攔路虎”，使得很多企業望而卻步。

“動輒投資數億甚至數十億元，CCUS示范工程在現有技術水平下，引入碳捕集將額外增加100-600元/噸的公里運行成本。在大部分項目仍以罐車為主要運輸方式的現實條件下，引入二氧化碳運輸也將額外增加約1元/噸的公里運行成本，在運輸距離達百公里時，每噸也將增加上百元的運行成本”，業內人士表示。

居高難下的建運成本，是制約CCUS在我國普及的主要原因。西北大學地質學教授馬勁風認為：“以運行成本較低的煤化工領域為例，二氧化碳捕集成本約為100元/噸。但在煤電、鋼鐵等行業，捕集成本高達300-400元/噸。既造成企業減排代價高、壓力大，也導致二氧化碳定價高，下游用戶不愿購買。長此惡性循環，難以形成商業化運營。”

這種情況在國外同樣存在。根據美國能源部國家能源技術實驗室數據，過去的20年中，美國政府和企業已經投入了數百億美元，但這些項目有80%都以失敗告終，這其中主要原因是成本。業內人士將CCUS商業化痛點稱為“三高”：高能耗、高成本、高不確定性。此外，企業還面臨技術、融資、產業鏈協同，以及捕集來的二氧化碳賣給誰，怎么賣能賺錢等一系列難題。

在國網能源研究院院長張運洲看來，CCUS技術發展還需要產業鏈上下游企業協同攻關，加快推動技術裝備研發與規模化應用，在工程實踐中促進技術升級與成本下降。

技術再美好，決心再宏大，方案再完善，終究還是成本效益至上。正如英國自由記者弗雷德·皮爾斯最近撰文指出的，“最后一個問題有待解決，那就是誰來買單？”

賺錢費勁——誰還能跟你玩？

“CCUS項目最大的痛點、難點，就在于經濟性”，業內人士認為，在高成本和低收益之間，現實需求緊縮，CCUS難以找到落地可行的商業化路徑，一時難以大規模商用。

“現在，CCUS被炒得很熱，大家都認為很好，都很關注，而且從碳源、碳匯企業到地方政府，各方表現得都很積極。但一到立項談實施時，就卡住了”，對于這種現象，業內人士一針見血地指出，“究其原因，就在于CCUS項目投資巨大、賺不了錢。在實現商業化應用之前，項目的實施有賴于政策支持。而目前我國的這種支持是不足的。誰都不情愿掏那么多錢做一個不賺錢的項目。”

實際上，CCUS的昂貴貫穿于產業的全流程。根據《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》公布的數據，預計至2030年，二氧化碳的捕集成本為90-390元/噸，管道運輸成本為0.7元/(噸·公里)，封存成本為40-50元/噸。

有機構預測2030年中國碳市場價格大概在139元/噸。

這意味著，一套CCUS流程下來的減碳成本高于碳的市場價，需求方去市場上“買碳”反而更便宜。

國外CCUS發展同樣面臨著盈利難的困境。

例如，澳大利亞Gorgon CCS項目起步之時，澳大利亞聯邦政府通過低排放技術示范基金提供了6000萬澳元（約合2.86億元人民幣）的資金支持，促成了該項目的實施。

但是實施至今，Gorgon CCS項目未能達到計劃的埋存目標。有專業人士分析認為，除了技術問題之外，很重要的原因是當地政府的資金支持不再持續，雪佛龍解決技術問題的動力不足。“從企業經營角度，與其投錢去解決這里的技術問題，不如投到其他有效益的項目里。”

今年1月29日，美國佩特拉諾瓦碳捕集項目由于經濟問題停運，該項目建設耗資超過10億美元，每年捕集140萬噸二氧化碳。為維持其正常運行，石油價格必須保持在75美元/桶以上才能達到項目投資方的利潤平衡點。

根據經緯創投最近發布的碳中和科創匯研究報告，在比較容易捕集的工業場景中，比如天然氣加工、煤化工等，捕集成本可以控制在20-40美元/噸的范圍內，而針對鋼鐵、水泥等低濃度二氧化碳排放源，捕集成本通常會超過60美元/噸，特殊情況下甚至會超過100美元。

如果是從空氣中捕集二氧化碳，造價更為昂貴。以Climeworks為例，它的碳捕集工廠Orca耗資1500萬美元，現階段每年可以捕集4000噸二氧化碳，只相當于250名美國公民一年的碳排放量，但代價卻是600-800美元/噸的捕集成本。

Climeworks融資之后的商業化進程也并不順暢。據媒體報道，工廠僅僅兩個星期后就宣布停工，官方給出的“合理”解釋是“機器無法承受當地的嚴寒”。

導致CCUS難以跑通商業模式的原因還在于，整個產業鏈涵蓋多個上下游環節，產業鏈條長，涉及不同行業的企業間協調合作與利益分配，商業可行性取決于整個系統能否實現大規模產業化運行。

對此，國內的齊魯石化-勝利油田CCUS項目提供了一種解題思路。

簡單來說，其運作原理為，勝利油田多產的原油，就是這條產業鏈上最終利潤的來源。油田多產原油，有了收益后，拿出一部分向上游齊魯石化購買二氧化碳。而只有這部分“買碳錢”大于齊魯石化進行碳捕集和運輸的成本，上游企業才有動力繼續做這件事。這是“用碳驅油”場景下最基礎的商業模式。

業內人士普遍認為，只有形成各方都“有利可圖”的商業模式，才能吸引更多企業采用CCUS技術，推動CCUS產業進入自我良性循環。

短期看來，CCUS的確不是一門收益可觀的生意，但有觀點認為，現階段的CCUS就像10多年前的光伏行業一樣，成本高、賺錢難。長遠來看，還是需要再多一點政策和資金的支持以及耐心。