降碳減污，不止要靠種樹(shù)，更要靠技術(shù)。
將二氧化碳從工業(yè)或其他碳排放源中捕集分離，并運(yùn)輸?shù)竭m宜地點(diǎn)加以利用或封存的技術(shù)被稱(chēng)為CCUS(Carbon Capture，Utilization and Storage)。因其既能夠大規(guī)模捕集二氧化碳，又能夠創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是有效控制碳排放、應(yīng)對(duì)全球氣候變化的重要技術(shù)手段，所以被形象地稱(chēng)作“碳捕手”。
如今，CCUS技術(shù)正日益受到世界各國(guó)的關(guān)注。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家較早進(jìn)行布局，在我國(guó)，CCUS技術(shù)也已經(jīng)進(jìn)入到了工業(yè)化示范階段。2022年4月，國(guó)內(nèi)首個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目——齊魯石化—勝利油田CCUS項(xiàng)目開(kāi)啟生產(chǎn)調(diào)試。
“CCUS將是未來(lái)我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)技術(shù)組合中不可或缺的組成部分。”中國(guó)工程院院士、浙江大學(xué)碳中和研究院院長(zhǎng)高翔近日在接受記者采訪時(shí)表示，要抓住窗口期，科學(xué)推廣“碳捕手”技術(shù)。
實(shí)現(xiàn)碳中和不可或缺的技術(shù)之一
記者：您可否先為讀者科普一下，什么是CCUS技術(shù)?它的“捕碳”能力如何?
高翔：這項(xiàng)技術(shù)是指將二氧化碳從工業(yè)過(guò)程、能源利用過(guò)程或大氣中分離出來(lái)，直接加以利用或?qū)⑵渥⑷氲貙右詫?shí)現(xiàn)二氧化碳永久減排，它是應(yīng)對(duì)全球氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)之一。
2020年，全球利用CCUS技術(shù)捕集的二氧化碳總量約0.4億噸，約占全球碳排放總量的0.1%。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)預(yù)測(cè)，到2050年，全球利用CCUS技術(shù)捕集的二氧化碳總量將達(dá)到76億噸，約占2020年全球碳排放總量的22.4%。可見(jiàn)，未來(lái)CCUS行業(yè)發(fā)展前景可觀。
記者：您曾提出，CCUS是一項(xiàng)具有大規(guī)模減排潛力的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)碳中和、應(yīng)對(duì)全球氣候變化不可或缺的技術(shù)之一，為什么這么說(shuō)?
高翔：在實(shí)現(xiàn)碳中和進(jìn)程中，清潔能源逐步替代傳統(tǒng)能源需要較長(zhǎng)的時(shí)間。當(dāng)前，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)以化石能源為主，煤炭仍是當(dāng)前能源供應(yīng)的主要來(lái)源，也是最主要的碳排放來(lái)源。而CCUS技術(shù)是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳化利用的減排技術(shù)，因此它不可或缺。
準(zhǔn)確地說(shuō)，CCUS是一套包含捕集、輸送、利用、封存的鏈條式技術(shù)體系。在實(shí)現(xiàn)碳中和的多種技術(shù)路徑中，針對(duì)不同情景，CCUS技術(shù)有不同的配置方案，也將發(fā)揮不同的作用。
目前，我國(guó)電力行業(yè)的碳排放量約占能源行業(yè)碳排放量的41%，火力發(fā)電是最主要的碳排放源。未來(lái)，可再生能源將從補(bǔ)充能源轉(zhuǎn)變?yōu)橹黧w能源，化石能源則從主體能源轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｕ闲阅茉础Ｔ趯?shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，配有CCUS的化石能源發(fā)電或?qū)⒊蔀橐环N重要的減碳路徑，支撐實(shí)現(xiàn)化石能源利用過(guò)程的低碳排放。
除此之外，CCUS技術(shù)還可以被用于增采礦產(chǎn)資源、增產(chǎn)農(nóng)作物、礦化養(yǎng)護(hù)混凝土，甚至能夠合成液體燃料、二氧化碳基可降解塑料等。其中，二氧化碳基可降解塑料可在自然環(huán)境中完全降解，能夠被制成一次性包裝材料、餐具、一次性醫(yī)用材料等。
記者：當(dāng)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)后，還需要CCUS技術(shù)嗎?
高翔：未來(lái)，我國(guó)的能源體系將是化石能源與可再生能源、核能等多能互補(bǔ)的低碳能源體系。但是，這并不意味著清潔能源可以“包打天下”。據(jù)預(yù)測(cè)，即便到了2050年，化石能源仍然將占我國(guó)總體能源消費(fèi)比例的10%到15%。
我們可以用極限思維思考這個(gè)問(wèn)題，將來(lái)如果新能源和可再生能源全面替代了化石能源，能源系統(tǒng)的碳排放量或?qū)⑽⒑跗湮ⅲ棉r(nóng)林碳匯即可抵消，那么CCUS技術(shù)就不再成為必選項(xiàng)。另外一種情況是，考慮能源安全、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資產(chǎn)擱淺風(fēng)險(xiǎn)、電網(wǎng)穩(wěn)定性要求等因素，未來(lái)我國(guó)不僅需要利用一定的化石能源，還必須考慮工業(yè)排放源的碳排放，那么要實(shí)現(xiàn)碳中和就必須部署相應(yīng)規(guī)模的CCUS項(xiàng)目。
達(dá)到低成本運(yùn)行是關(guān)鍵
記者：您能否介紹一下，當(dāng)前我國(guó)的CCUS技術(shù)在世界范圍內(nèi)處于什么水平?您如何看待各地紛紛上馬CCUS項(xiàng)目?
高翔：目前，我國(guó)的CCUS技術(shù)整體上尚處于試點(diǎn)示范階段，雖然某些關(guān)鍵技術(shù)還在試驗(yàn)摸索中，但整體技術(shù)發(fā)展水平與國(guó)外相當(dāng)。
我國(guó)CCUS技術(shù)的起步時(shí)間與國(guó)外相差不多。“十一五”以來(lái)，我國(guó)不斷加大CCUS技術(shù)研發(fā)支持力度，通過(guò)開(kāi)展CCUS技術(shù)示范項(xiàng)目，積累了CCUS技術(shù)系統(tǒng)集成運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)。截至目前，我國(guó)已經(jīng)成功開(kāi)展每年10萬(wàn)噸規(guī)模的CCUS技術(shù)全流程示范項(xiàng)目，建成每年最大捕集能力為100萬(wàn)噸的碳捕集示范裝置……
近年來(lái)，尤其是在“雙碳”目標(biāo)被提出以來(lái)，我國(guó)相關(guān)行業(yè)與地方在積極建設(shè)布局CCUS項(xiàng)目。
如中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司在2022年2月啟動(dòng)了300萬(wàn)噸級(jí)的CCUS重大工程示范項(xiàng)目;廣匯能源股份有限公司300萬(wàn)噸CCUS項(xiàng)目在2022年3月正式開(kāi)工建設(shè);中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司海上千萬(wàn)噸級(jí)CCUS集群項(xiàng)目已簽署諒解備忘錄……
相關(guān)項(xiàng)目建設(shè)如火如荼，這一方面源于石化能源領(lǐng)域清潔低碳轉(zhuǎn)型的倒逼壓力，另一方面源于各石化企業(yè)及單位熱情擁抱涉及碳中和的各種新技術(shù)、新方案。
記者：您認(rèn)為，應(yīng)該如何合理布局CCUS項(xiàng)目、引導(dǎo)其走上良性發(fā)展道路?
高翔：CCUS是一個(gè)復(fù)雜的鏈?zhǔn)郊夹g(shù)體系，其中，捕集、運(yùn)輸、封存及監(jiān)管等環(huán)節(jié)是純成本消耗行為，只有利用環(huán)節(jié)可產(chǎn)生收益。CCUS的整體成本將取決于二氧化碳利用收益與其他成本的疊加結(jié)果。目前，在大多數(shù)情況下，CCUS技術(shù)的應(yīng)用成本遠(yuǎn)高于收益，技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性不高，也就不被社會(huì)資本青睞。
要打造更多“碳捕手”，實(shí)現(xiàn)低成本運(yùn)行是關(guān)鍵的挑戰(zhàn)所在，需要不斷推動(dòng)CCUS技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)行迭代升級(jí)。對(duì)于合理布局CCUS項(xiàng)目，我有以下三點(diǎn)建議。
首先，新上馬的CCUS項(xiàng)目，應(yīng)起到示范引領(lǐng)作用，不光實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，還需要根據(jù)自身?xiàng)l件進(jìn)行全面的評(píng)估與規(guī)劃，避免因過(guò)快決策與執(zhí)行而忽略項(xiàng)目工程在未來(lái)長(zhǎng)期運(yùn)行中產(chǎn)生的問(wèn)題，最終導(dǎo)致設(shè)備間歇性運(yùn)行。與此同時(shí)，新布局的CCUS項(xiàng)目要盡量采用國(guó)產(chǎn)化技術(shù)，以高端裝備自主可控確保國(guó)家能源安全和產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全。
其次，建議在有條件的地區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)集群規(guī)劃。由于電力、油氣、煤化工分別處于CCUS技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的不同位置，彼此的依賴度差異明顯，目前油氣企業(yè)向電力和煤化工行業(yè)購(gòu)置二氧化碳的動(dòng)力明顯不足，形成典型的買(mǎi)方市場(chǎng)。區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群有望協(xié)調(diào)企業(yè)需求的差異，有效銜接各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)整體發(fā)展。
最后，期待相關(guān)部門(mén)出臺(tái)CCUS技術(shù)配套激勵(lì)政策，提高社會(huì)資本參與的積極性，比如通過(guò)完善碳市場(chǎng)交易，讓CCUS項(xiàng)目也能參與到碳交易中等。
加快建設(shè)大規(guī)模集成示范工程
記者：您認(rèn)為，在助力“雙碳”目標(biāo)方面，CCUS技術(shù)應(yīng)該如何發(fā)力?
高翔：實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，科技創(chuàng)新將發(fā)揮不可替代的作用。面向?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的需求，加強(qiáng)新一代技術(shù)研發(fā)是當(dāng)務(wù)之急。
要加快建設(shè)大規(guī)模全鏈條集成示范工程，超前部署新一代低成本、低能耗CCUS技術(shù)與裝備，充分把握實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)預(yù)留的時(shí)間窗口期，爭(zhēng)取到2035年初步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，到2050年在多個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)廣泛推廣。
記者：具體來(lái)說(shuō)，您認(rèn)為我國(guó)應(yīng)該怎么做呢?
高翔：具體提三點(diǎn)建議。
首先，建議加大對(duì)CCUS技術(shù)的投入，支持CCUS關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備的研發(fā)與應(yīng)用。
其次，建議加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃和系統(tǒng)部署，制定推動(dòng)CCUS示范項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策，制定科學(xué)合理的涵蓋CCUS技術(shù)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、監(jiān)管及終止的制度法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系。
最后，建議加快開(kāi)展大規(guī)模的集成示范，加速推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)，逐步將CCUS技術(shù)納入到能源和工業(yè)等綠色發(fā)展技術(shù)支撐體系。
