中国二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）报告2019.pdf

中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)报告(2019)序气候变化是 21 世纪人类面临的严峻挑战，是深刻影响各国经济社会发展和生态环境的重大全球性问题，积极应对气候变化已成为全球普遍共识和大势所趋。习近平总书记多次强调，应对气候变化不是别人要我们做，而是我们自己要做，是我国可持续发展的内在要求，是推动构建人类命运共同体的责任担当。党的十九大报告提出，要在绿色低碳等领域培育新增长点、形成新动能。习近平总书记在 2018 年全国生态环境保护大会上指出，要实施积极应对气候变化国家战略，推动和引导建立公平合理、合作共赢的全球气候治理体系，彰显我国负责任大国形象，推动构建人类命运共同体。2015年发布的强化应对气候变化行动-中国国家自主贡献明确提出，中国二氧化碳排放 2030 年左右达到峰值并争取尽早达峰；2030 年单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60%65%，非化石能源占一次能源消费比重达到 20%左右。二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术有望实现化石能源利用的近零排放，受到国际社会的广泛重视。我国十分重视 CCUS 技术。2016 年国务院印发的“十三五”控制温室气体排放工作方案明确提出：“要推进工业领域碳捕集、利用和封存试点示范”。国家发展和改革委员会、生态环境部、科学技术部等部门先后发布二十多项政策性文件，积极推动 CCUS技术健康发展。2016 年原环境保护部（现生态环境部）发布二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南（试行），是发展中国家第一个针对 CCUS 的环境管理规范。我国在CCUS技术研发、试验示范和商业化探索方面已开展了大量工作，初步形成了政府引导、市场主导、企业参与、示范先行的工作格局，呈现了技术路径多样，项目种类齐全，部署发展有序的良好局面。中国二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）报告（2019）通过大量的现场调研，收集了中国CCUS技术和项目发展的基础数据，梳理和总结了中国CCUS项目状况。报告对总结我国 CCUS 领域的努力和实践，评估发展状况和需求，规划布局未来 CCUS 的发展有着积极的支撑作用。希望更多的研究机构和企业汇聚到 CCUS 的事业中来，共同推动 CCUS发展和应对气候变化工作。生态环境部应对气候变化司 司长报告召集人蔡博峰 生态环境部环境规划院气候变化与环境政策研究中心 李 琦 中国科学院武汉岩土力学研究所 主办单位生态环境部环境规划院气候变化与环境政策研究中心 中国科学院武汉岩土力学研究所 华北电力大学 西北大学/二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心 中国 21 世纪议程管理中心 中国环境科学学会气候变化分会首席科学家（按姓氏拼音排序）李 琦 中国科学院武汉岩土力学研究所林千果 华北电力大学马劲风 西北大学/二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心报告引用：蔡博峰，李琦，林千果，马劲风等.中国二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）报告（2019）R.生态环境部环境规划院气候变化与环境政策研究中心.2020.作者（按姓氏拼音排序）蔡博峰 生态环境部环境规划院气候变化与环境政策研究中心曹丽斌 生态环境部环境规划院气候变化与环境政策研究中心陈 帆 生态环境部环境工程评估中心陈其针 中国 21 世纪议程管理中心樊静丽 中国矿业大学（北京）贾 莉 中国 21 世纪议程管理中心姜大霖 国家能源技术经济研究院发展战略所李 琦 中国科学院武汉岩土力学研究所李鹏春 中国科学院南海海洋研究所梁 希 广东南方碳捕集与封存产业中心林千果 华北电力大学刘桂臻 中国科学院武汉岩土力学研究所马劲风 西北大学/二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心庞凌云 生态环境部环境规划院气候变化与环境政策研究中心谭永胜 中国科学院武汉岩土力学研究所伍鹏程 生态环境部环境规划院气候变化与环境政策研究中心夏玉辉 中国 21 世纪议程管理中心许世森 华能清洁能源技术研究院杨晓亮 世界资源研究所杨 扬 中国 21 世纪议程管理中心/北京理工大学能源与环境政策研究中心张 贤 中国 21 世纪议程管理中心张 徽 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心张九天 北京师范大学仲 平 中国 21 世纪议程管理中心朱 磊 北京航空航天大学程启贵 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司董海海 中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司顾 锋 江苏华扬液碳有限责任公司泰兴二氧化碳厂贾国伟 中国 21 世纪议程管理中心李 清 中国石油吉林油田分公司二氧化碳捕集埋存与提高采收率开发公司梁凯强 陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院刘家琰 中国 21 世纪议程管理中心刘练波 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司刘牧心 中英（广东）CCUS 中心吕广忠 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司牛保伦 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司彭雪婷 中国 21 世纪议程管理中心王 浩 中国 21 世纪议程管理中心王浩璠 西北大学/二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心王永胜 国家能源投资集团有限责任公司煤制油分公司杨 帆 中国 21 世纪议程管理中心赵晏强 中国科学院武汉文献情报中心贡献作者（按姓氏拼音排序）评审专家杜祥琬 中国工程院，院士王金南 生态环境部环境规划院，院士何建坤 清华大学潘家华 中国社会科学院，学部委员吕学都 亚洲开发银行马爱民 国家应对气候变化战略研究和国际合作中心郭建强 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心李小春 中国科学院武汉岩土力学研究所续大康 陕西省生态环境厅刘鸿志 中国环境科学学会李 清 中国石油吉林油田分公司二氧化碳捕集埋存与提高采收率开发公司覃建华 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院顾 锋 江苏华扬液碳有限责任公司泰兴二氧化碳厂二 氧 化 碳（CO2）捕 集、利 用 与 封 存（Carbon Dioxide Capture,Utilization and Storage，简称 CCUS 或 CCS）作为一项有望实现化石能源大规模低碳利用的新兴技术，受到了国际社会的广泛关注。中国各类 CCUS 技术种类齐全，囊括了深部咸水层封存、二氧化碳驱提高石油采收率、二氧化碳驱替煤层气等各种 CCUS 关键技术，为中国乃至全球 CCUS 发展、推广和管理积累了非常宝贵的经验和数据。截至 2019 年底，中国共开展了 9 个捕集示范项目、12 个地质利用与封存项目，其中包含 10个全流程示范项目。不包括传统化工利用，所有 CCUS 项目的累计二氧化碳封存量约为 200 万吨。捕集主要集中在煤化工行业，其次为火电行业等。地质利用和封存项目以提高石油采收率为主。中国 CCUS 的捕集技术已经比较成熟，地质利用和封存方面若干核心技术取得了重大突破。二氧化碳驱提高石油采收率等已进入商业化应用初期阶段。经济成本依然是制约中国CCUS发展的重要因素，在CCUS捕集、输送、利用与封存环节中，捕集是能耗和成本最高的环节。中国当前的低浓度二氧化碳捕集成本为 300900 元/吨，罐车运输成本约为 0.91.4 元/吨 公里。驱油封存技术因技术水平、油藏条件、气源来源、源汇距离等不同，成本差异较大。驱油封存可以提高石油采收率，有效补偿 CCUS 的成本，原油价格在 70 美元/桶的水平，基本就可以平衡 CCUS 驱油封存成本。相对中国的二氧化碳排放量和减排需求，当前 CCUS 的减排贡献仍然很低（年封存量约为年排放量的万分之一），难以满足中国低碳发展的迫切需求。建议尽快建立较为全面的 CCUS 发展政策环境，推动中国 CCUS 健康发展，主要包括：决策者摘要（1）建立、健全 CCUS 法规和标准体系中国 CCUS 项目实践过程中，面临所有权不明确、管辖部门及审批程序不明确、相关技术规范缺乏等亟待解决的问题，需要制定明晰、完善的CCUS 法律法规，减少利益相关方各种顾虑，确保 CCUS 项目稳健开展；严格、清晰界定 CCUS 项目边界，防止 CCUS 概念泛化；基于标准体系，实施 CCUS 从选址到减排量的第三方核查制度。（2）出台鼓励和补贴政策，探索市场化激励机制，完善投融资环境CCUS 技术的发展需要解决商业化应用之前的巨额研发资金投入的问题。建议出台政策实施经济鼓励和补贴；探索市场化激励政策，开通银行贷款绿色通道，引进社会资本，推进 CCUS 纳入中国碳排放权交易体系等；政府加强基础设施建设，包括建设二氧化碳运输管道等，降低 CCUS 运营商的成本；建议设计合理的投融资机制和政策，克服 CCUS 投资与运行成本高的障碍。（3）建立跨部门、跨行业协调机制，分阶段、分行业、分重点逐步推进 CCUS 技术的商业化进程CCUS 项目的开展涉及多部门、跨行业的配合和协调，建议成立由生态环境部领导的专门跨部门协调机构，统筹 CCUS 规划、研究、评估、立项等环节中不同部门之间的协调工作，设计合理的成本、效益和责任分担机制。以规模化地质封存为驱动，以大规模安全封存与减排为目标，在“十四五”期间，开展中国 CCUS 整体布局和规划工作。目录CCUS 概况-1 中国 CCUS 工程1.1 中国 CCUS 项目分布1.2 捕集示范项目1.2.1 燃烧后捕集1.2.2 燃烧前捕集1.2.3 富氧燃烧捕集1.3 地质利用与封存1.3.1 二氧化碳驱提高石油采收率（CO2-EOR）1.3.2 二氧化碳驱替煤层气（CO2-ECBM）1.3.3 咸水层封存1.4 化工利用与生物利用1.5 成本2 中国 CCUS 典型项目调研2.1 中国石油吉林油田 CO2-EOR 项目2.2 中国石油新疆油田 CO2-EOR 项目2.3 华润电力海丰电厂 CCUS 示范项目2.4 中石化华东油气田 CCUS 全流程示范项目3 中国 CCUS 科学研究3.1 中国 CCUS 专利3.2 中国 CCUS 研究文献4 中国 CCUS 技术现状和商业模式4.1 技术现状4.2 商业模式4.2.1 CCUS 融资模式4.2.2 CO2-EOR 商业模式5 中国 CCUS 政策5.1 政策成效5.2 政策建议参考文献名词解释01 二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）是指将二氧化碳从排放源中分离后或直接加以利用或封存，以实现二氧化碳减排的工业过程。作为一项有望实现化石能源大规模低碳利用的新兴技术，CCUS 是中国未来减少二氧化碳排放、保障能源安全和实现可持续发展的重要手段。CCUS 在二氧化碳捕集与封存（CCS）的基础上增加了“利用（Utilization）”，这一理念是随着 CCS 技术的发展，对 CCS 技术认识的不断深化，在中国的大力倡导下形成的，目前已经获得了国际上的普遍认同。IPCC 第五次评估报告（2014年）中强调了生物质能源技术和CCUS结合的新型CCUS技术BECCS，生物能碳捕获与封存，并将其作为负排放的重要技术，该技术逐渐受到越来越多的关注。环节内容 捕集将化工、电力、钢铁、水泥等行业利用化石能源过程中产生的二氧化碳进行分离和富集的过程；可分为燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。运输将捕集的二氧化碳运送到利用或封存地的过程，包括陆地或海底管道、船舶、铁路和公路等输送方式。利用与封存 地质利用将二氧化碳注入地下，生产或强化能源、资源开采的过程，主要用于提高石油、地热、地层深部咸水、铀矿等资源采收率。化工利用以化学转化为主要手段，将二氧化碳和共反应物转化成目标产物，实现二氧化碳资源化利用的过程，不包括传统利用二氧化碳生成产品、产品在使用过程中重新释放二氧化碳的化学工业，例如尿素生产等。生物利用以生物转化为主要手段，将二氧化碳用于生物质合成，主要产品有食品和饲料、生物肥料、化学品与生物燃料和气肥等。地质封存 通过工程技术手段将捕集的二氧化碳储存于地质构造中，实现与大气长期隔绝的过程。主要划分为陆上咸水层封存、海底咸水层封存、枯竭油气田封存等。表 1 CCUS 主要过程和技术环节CCUS 概况02 CCUS 概况CCUS 能够实现化石能源利用的二氧化碳近零排放，在各类减排技术中，被认为未来将填补能效和可再生能源技术减排的不足。联