通过碳捕获、利用和储存来缩小排放差距

VIEWPOINT 2023 关闭发射 通过碳的间隙捕获，利用&STOR年龄 采用新的杠杆提供脱碳 世界各国都雄心勃勃 脱碳目标。然而，尽管有一些进步，愿望和愿望之间的差距现实正在增长。温室气体排放 全球范围内上升，工业排放证明特别难以减少。交付有效 因此，工业脱碳需要 额外的杠杆，特别是碳捕获，利用率和存储(CCUS)。这个观点解释了CCUS提供的机会 企业及其解决气候问题的潜力目标。 AUTHORS MartinDix 奥利弗·戈利 MartijnEikelenboomTrungGhi 需要新的方法 去中心化 在2030年之前。此外，一些行业(如水泥)不能完全采用氢气，原因是化学反应不可避免的排放 在生产过程中。 根据《巴黎协定》，2015年这些挑战需要采用新的 国际气候变化条约,国家引入了严格的目标和期限 去碳化以限制全球经济的增长温度远低于工业化前2°C 水平。然而，脱碳方面的进展已经停滞不前，有三个重要因素推动了需要新颖的方法： 1.排放量实际上正在增加两者在全球和许多国家。 自2020年以来，全球能源相关二氧化碳排放量增长了7.2%，根据 国际能源署（IEA）。 2.现有的杠杆是不够的。尽管可再生能源的大规模扩张， 不断增长的氢气使用量，并增加能源效率，两者之间存在差距政策和规定的目标。例如， 根据气候行动跟踪，多个预计各国将错过2030年 减排目标，包括主要的CO2- 像美国，英国，中国，和德国。 3.事实证明，关键领域很难脱碳。减排在 某些工业部门，例如 能源密集型过程(例如，生产者水泥和钢铁)，大规模基荷电力目前使用煤炭或天然气的发电机，和分散式热电联产 代。 方法以及现有的努力。首先 其中包括CCUS(参见侧栏“什么是CCUS？“)作为行业的临时解决方案未来的目标是采用氢气，但必须 满足短期脱碳需求(例如，钢铁)或需要长期解决方案 缺乏替代品(例如，水泥)。The 联合国政府间小组 关于气候变化(IPCC)强调了CCUS的重要性，强调其在2022年的重要性报告并强调其作为一个重要的 过渡到净零的一部分。 CCUS设施目前在11 包括美国在内的世界各国, 巴西、挪威、沙特阿拉伯、中国和澳大利亚。另有14个国家正在发展或 建设项目，包括法国， 英国、荷兰、泰国和印度尼西亚。然而，由于其规模、复杂性、高投资要求，交货时间长， 和支持基础设施(例如，管道 和存储设施)，CCUS尚未广泛使用可供当前使用。 什么是CCUS？ CCUS涉及捕获和有效高浓度的使用或储存 由以下因素推动的活动排放的二氧化碳化石燃料或生物质，如电力 发电和工业生产。如果 没有在现场使用，这个捕获的二氧化碳是通过管道压缩和运输， 船舶、铁路或卡车，用于一系列通过碳捕获和 利用率(CCU)或注入深地质构造，它被困的地方永久通过碳捕获和 存储（CCS）。 2 随着可再生能源和电气化的兴起在交通和供暖等领域，有效的能源密集型产业的脱碳 仍然是一个挑战。清洁氢气提供了一个有前途的解决方案，特别是对于像钢铁生产。然而，它的全部 潜力取决于充足的存在清洁氢气供应和必要的 基础设施，这不太可能到位 通过碳捕获、利用和储存缩小排放差距 VIEWPOINTARTHURD.LITTLE 欧洲透视 17个欧洲国家 已实施或宣布的CCUS计划 设施。在欧盟的27个成员国中，有20个提到CCUS在他们的国家能源和气候计划中。 在一些目前没有CCUS计划的国家，情况正在发生变化。尤其是德国，看到了对这项技术的新兴趣。 然而，作为一部分，提高CCUS的雄心国家脱碳战略差异很大 英国、荷兰和挪威 总共代表了大约75%的目前计划的碳捕获能力到2030年欧洲。 图1.EUA的成本比较和CCS的水平化成本 EUA价格：~80-100€/tCO2（2023年）256 196 166159 在欧洲，CCUS的采用是由经济驱动的和排放者的监管成本。基于 欧洲能源交易所(EEX)数据欧盟津贴(EUA)价格 预计排放量将进一步增加，超过 到2020年代中期100€/tCO2，而 CCS的平准化成本预计将进一步大多数行业的下降，如图所示 1.这种预测是基于实现从中欧到离岸的潜在航线 北海的储存设施。然而，成本仍可能超过EUA潜在的节省 在某些行业的某些应用中，如金属生产，并创建必要的CCUS设施需要大量的长期投资。 理解 CCUS价值链 玩家在CCUS中探索机会 生态系统应该了解以下四个步骤：从源头到汇的价值链(见图2)。 总之，CCUS的全球市场是值得的 61 金属生产 8780 86ØEUA价格 2022年估计为2-30亿欧元，其中 期间每年增长5% 根据ADL分析，前五年。作为如图3所示，机会是： 来源：ArthurD.Little 图2.CCUS价值链 低情况高情况-捕获。捕获是最资本的- 密集区域，但收入最高 potential.Itisastrongfitforcompanies 与现有的B2B和工业客户 关系，因为它们可以提供捕获作为综合能源战略的一部分。 CAPTURETRANSPORTSTORAGEUSAGE 碳捕获从管道或模块化 注射二氧化碳进入 直接使用中的CO2 多个源 Separation& 脱水of 运输通过船, 卡车和铁路，包括压缩和 地质构造 永久监测 储存的二氧化碳和 应用程序，如提高采收率 或食品和饮料 捕集碳去液化维护 转换二氧化碳进入 交易 来源：ArthurD.Little 终端管理, 包括行政管理进出口 设施 存储设施 其他产品，如电子燃料或可再生建筑材料 通过碳捕获、利用和储存缩小排放差距3 -运输。运输提供最小的相对经济价值，但需要 最低资本支出。这表示天然气分配的潜在机会/输电系统运营商扩大 他们的业务来自邻近地区。 -存储。由监管机构驱动的更高成本要求使海上存储 比以前贵三倍左右 陆上存储。因此，规模至关重要，因为正在挑选地质合适的国家 和支持性法规。成功需要 强大的客户合作伙伴关系；这是特别是相关的石油和天然气公司具有近海勘探经验 定位 市场上的成功 CCUS市场的快速发展意味着玩家需要迅速采取行动来拥抱 机会，建立伙伴关系，创造新的商业模式，并采用创新和 合适的技术。成功需要重点 在五个构建块上，首先设置一个清晰的愿景和战略，然后理解客户需求、产品和服务以及 发展相关能力。支持 这些构建块，并创建一个有效的战略和运营计划，公司需要 询问和回答关键问题(见图4)。 以及进入枯竭的油气田。然而，CCUS市场正处于起步阶段， -用法。出售二氧化碳供他人利用行业带来额外的上行潜力 但需要接触有需求的客户 对于二氧化碳，这意味着玩家将需要竞争与现有的化学公司和 正在创新进入的初创企业 为最终用户提供更可持续的生活方式。 -端到端“CCUS即服务”。管理整个价值链为 捕捉显著的价值；它需要有效的整个生态系统的伙伴关系由 强大的项目管理专业知识。 许多领域，包括法规，仍在例如，现有的公共补贴 激励措施在很大程度上无法与那些支持可再生能源。还有一个 需要解决当前公众的担忧 CCUS并促进对其更大的接受 benefits.Thisisespeciallythecaseincountries 像德国，这些担忧导致了 有效禁止储存二氧化碳(见侧栏“CCUS在德国的未来”)。 操作和维护CO2捕集内部/分包 扩展网络通过并购 操作和维护CO2内部/分包储存 提供零售和 purchase-to-pay 提供端到端CCUS作为服务 图3.CCUS价值链中的机会 CAPTURE TRANSPORT STORAGE USAGE 设计和建造CO2捕集 基础设施 Repurpose并提供自己的配电网端到端 设计和建造CO2储存 基础设施 管理CO2捕集资产 DistributeCO2通过管道或 管理CO2储存资产对最终用户的服务 技术和商业 驳船到存储或最终用户 商业 提供交易服务for 提供内部能力 提供存储作为一种服务 CO2商品和配额 作为对网络运营商的服务 通过伙伴关系 来源：ArthurD.Little 通过碳捕获、利用和储存缩小排放差距4 图4.成功的CCUS战略的五个组成部分 明天的监管环境会是什么样子？ 在哪种情况下，需要做出哪些战略选择？ 应该采取哪些切入点和优先事项？ 愿景与战略 什么是有吸引力的客户群？ 哪些客户需求未得到满足？ 潜在客户的创新机会是什么？ 什么是有吸引力和有利可图的产品和产品？ 竞争生态系统是什么样的？ 创新和关键技术如何随着时间的推移而变化？ 客户 产品& 服务 能力 哪些能力对成功最重要？ 什么是关键能力差距？ 什么是典型的合作模式和并购机会？ 组织和指导 业务建立和扩展的正确设置是什么？ 我们如何最大限度地降低新设备的复杂性？ 我们如何创造和保持势头？ 来源：ArthurD.Little CCUS在德国的未来 目前，CCUS项目在法律上很困难，在德国几乎不可能实施； 因此，还没有开发 最近。截至2023年中期，大规模二氧化碳封存已经被禁止了十多年， 而二氧化碳的出口，比如到储存地点，也被禁止，使得CCUS在这一点上不可行时间。然而，情况正在迅速变化， 推动对该技术重新产生兴趣： -监管的转变。联邦政府 正在积极重新考虑自己的立场。根据经济事务部 和气候行动，一个全面的碳将制定管理策略，并 2024年初提交。 -不断增长的投资。多个玩家,包括海德堡材料(水泥/建筑 材料)，WintershallDea和Equinor(油和天然气)，和E.ON(能源公用事业)，投资CCUS，并宣布了各种 该领域的项目和伙伴关系。 -二氧化碳基础设施的增加。管道正计划从工业中心到 港口，如鹿特丹（荷兰） 和Wilhelmshaven（德国），继续运输到北海近海仓库 设施，包括Porthos（荷兰），北极光项目（挪威）和项目 格林桑（丹麦）。 这些变化导致预期的德语 对CCUS的需求在34到73公制之间到2045年二氧化碳吨(约三分之一2022年工业总排放量)，根据 德国能源机构的荟萃分析 DeutscheEnergie-Agentur(Dena).Whilethe 大部分捕获的碳预计将是储存(CCS)，额外碳的份额使用需求(CCU)预计将稳步 到2050年，每年增长5%-6% 到亚瑟·D·利特尔(ADL)分析，由新的对绿色甲醇和石脑油（电子燃料）的需求以及潜在的建筑材料。因此， CCU提供了一个特别有趣的业务捕获和销售的公司的机会 他们的二氧化碳作为一种商品，而不是支付用于其存储。示例包括计划的新 海德堡领导的水泥行业项目 材料(气候)和CEMEX(混凝土 化学品)将排放的二氧化碳转化为清洁电子燃料和可再生产品。总体而言，估计CCS和CCU的市场价值 到2045年达到8-100亿欧元，基于ADL计算。然而，这些数字是 基于2021年的数据。最近的政治和行业公告可能会显著 增加需求并加快时间框架为了增长。 通过碳捕获、利用和储存缩小排放差距5 鉴于变化的步伐和日益增长的需求为了使CCUS达到脱碳目标，等待法规、基础设施和公众 意见一致不是一种选择。这对玩家现在采取行动，收获的潜力 不断增长的CCUS市场和解决关键上面概述的构建块的问题： 1.愿景和战略-从明确的目标开始和优先级设置。公司必须决定 关于他们的增长雄心，并定义一个明确的 CCUS的愿景和切实目标。那里在地理上有多种选择 和业务范围，所以明确优先级设置 对于确保激光聚焦在正确的位置至关重要机会。审查合适的业务 沿CCUS价值链定位和 确定相关的商业模式，以进一步追求和学习。 2.产品和服务-快速的市场测试对于CCUS命题。了解使用 案件将提供所需的价值仍不清楚。因此，组织需要监控 必要技术的创新，同时验证和迭代他们的命题 行业客户和使用反馈来完善他们以敏捷的方式进行活动。 3.客户-基于场景的市场评估。了解