构建通往碳中和之路：美国二氧化碳管道

构筑通往碳中和之路：美国的二氧化碳管道 五月 2024 与……合作 RAMÓN GIL-EGUI德克萨斯大学，经济地质局 乔伊·米纳文尼全球碳捕集与封存研究所Jamie BurrowsDNV埃罗尔·平托全球碳捕集与封存研究所休·巴洛全球碳捕集与封存研究所 瑞安·卡默大平原研究所 EMMA THOMLEY大平原研究所 管理摘要4关键信息51.0 引言62.0 美国二氧化碳管道的法律与监管现状103.0 管道安全、风险与最佳实践164.0 社区参与的需求325.0 结论406.0 参考文献41附录1 – 美国各州管道法规清单44附录 2 – 美国各州管道法规及相关机构列表46附录 3 – 联邦和州级环境正义地图工具49 致谢 本报告由全球碳捕集与封存研究院（Global CCS Institute）与DNV、德克萨斯大学（University of Texas）、经济地质局（Bureau of Economic Geology）、大平原研究所（Great Plains Institute）以及过程性能改进顾问公司（Process Performance Improvement Consultants, LLC）共同编制。该研究所感谢美国能源部和美国交通运输部管道及危险材料安全管理局对报告的细致审阅。 乔伊·米内尔维尼（全球碳捕集与封存研究所）撰写了引言和社区参与部分。埃罗尔·平托（全球碳捕集与封存研究所）撰写了法律和监管现状部分。杰米·伯罗斯（DNV）撰写了管道安全、风险和最佳实践部分。休·巴拉洛（全球碳捕集与封存研究所）撰写了Satartia部分。 拉蒙·吉尔-埃基（德克萨斯大学，经济地质局），瑞安·卡默（大平原研究所），乔西·朗(过程性能改进顾问有限责任公司，LLC)和Emma Thomley（大平原研究所）提供了宝贵的输入和审查报告的内容与信息。 .该报告由Wendy Wells（全球碳捕获与封存研究所）编辑，并由Creative Instinct设计。 缩写词 国际货币基金组织（International Monetary Fund）诚信管理激光雷达光探测与测距Mt兆吨二氧化碳质量摩尔浓度吨二氧化碳MLA《矿业租赁法》兆帕兆帕MWP缓解行动和实施工作计划氧化亚氮氮气 National 碳 固定数据库 及NATCARB地理信息系统国家能源技术实验室（National Energy Technology Laboratory）国家能源技术实验室国家信息系统安全监测与预警平台国家突发事件管理系统美国国家职业安全卫生研究所（National Institute for Occupational Safety and Health）国家职业安全与健康研究所美国国家海洋和大气管理局（NOAA）国家海洋和大气管理局无x氮氧化物NPRM规则制定提案通知书净现值（Net Present Value）净现值国家预算和管理办公室（Office of Management and Budget）管理局和预算办公室操作流程（Operations Process System）管道安全办公室（PHMSA内部的一个办公室）职业安全与健康管理局（美国）美国职业安全与健康管理局（Occupational Safety and Health Administration）劳动力部PEL允许接触限值 管道与危险材料安全管理局美国管道和危险物品安全管理局（Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration）（美国交通部）保护我们的管道基础设施并提升管道2020年安全法案PM颗粒物直径小于2.5微米2.5ppm百万分率巴西压强单位（Pascal per Square Inch Gauge）磅/平方英寸计RP推荐实践：研究和特别项目管理RSPA（PHMSA的前身）二氧化硫二氧化硫TWA时间加权平均UIC地下注射控制计划（美国环保署）联合国联合国 联合国气候变化框架公约联合国气候变化框架公约改变美元兑加元（USDW）在创新技术应用中利用重大排放的地下 AEGLs急性暴露指导水平农业、林业、渔业和土地利用农业、林业及其他土地用途AIHA美国工业卫生协会API美国石油协会生物能源碳捕获与封存生物质能碳捕集与封存BiCRS生物质碳移除与储存BLM土地管理局CATF清洁空气任务组海关和边境保护局（Customs and Border Protection）社区利益计划碳捕获与封存碳捕集与封存中国存托凭证（China Depository Receipt）二氧化碳去除氟氯碳化物（Fluorocarbon Compounds）氯氟烃到岸价格（Cost and Freight）《联邦法规手册》甲烷（CH4）甲烷二氧化碳二氧化碳 CO-效益风险评估 健康影响筛查COBRA并且绘制工具（美国环境保护局）第二十八次联合国气候变化框架公约COP 28《缔约方大会变革会议》COSHERCO安全、健康、环境和风险2DAC直接空气捕获DNV挪威船级社美国能源部（Department of Energy）美国能源部EDXNETL能源数据交换门户E.O.行政命令EOR提高油气采收率美国环境保护署（EPA）美国环境保护局ERPGs应急响应规划指南环境、社会和公司治理（Environmental, Social, and Governance）化石能源与碳管理办公室的环境、社会和治理（美国）FECMDOE)FOA资金机会公告GCS墨西哥湾沿岸封存温室气体温室气体GtCO2十亿吨的二氧化碳（CO）2GPI大平原研究所GWP（全球工资总额）全球变暖潜力水水HCA高风险区域工业控制系统（Industrial Control Systems）事件指挥系统立即致命浓度（Immediate Dangerous to Life and Health）立即危害生命或健康 联合国政府间气候变化专门委员会IPCC改变 管理摘要 第二十八次联合国气候变化框架公约（UNFCCC）缔约方大会（COP 28）在迪拜圆满闭幕，达成了一项重要的共识协议，即“能源系统向化石燃料转型”并加快“零排放和低排放技术”的发展，包括碳捕获、利用和储存（UNFCCC，2023）。利用碳捕获与储存（CCS）和二氧化碳去除（CDR）技术来缓解碳排放、应对气候变化的全球决心从未如此之高。 美国CO管道系统已经建立得很好。 由联邦和州政府机构监管。美国联邦法规（CFR）和标准制定组织（如美国机械工程师学会（ASME））发布的法规和行业标准规定了管道系统设计、材料、施工、组装、检验、测试、操作和维护的要求。这些法规和标准减轻了与CO管道相关的风险。2 导致了一个出色的安全记录，包括在CO管道行业50年的历史上零死亡（NPC，2 2019)。联邦和州一级的当局，以及像ASME这样的行业协会，正在更新法规和指南，以加强管道安全。 碳捕集与封存（CCS）技术是实现净零排放世界的关键技术解决方案，因为它1）可以减少排放，从该技术已被证明可有效阻止CO（碳氧化物）。2 达到大气层，并且它是立即可应用于广泛行业领域的多功能技术。此外，碳捕集与封存（CCS）依然是某些工业部门唯一的可行近期能源碳减排解决方案。CCS 可应用于新建设施，并在化工、钢铁、水泥生产和发电等行业进行改造升级。CCS 还促进了基于技术的二氧化碳去除（CDR）技术的规模化，提供了一种存储从大气中移除的二氧化碳的手段。2 研究表明，美国社区普遍对碳捕集与封存技术（CCS）不太了解（休斯顿空气质量联盟，2023；Pianta等，2021）。因此，需要进行强大的社区参与——包括对环境管道项目的应对措施。正义 – 在整个CO中是必需的。 大气环境 生命周期。政府机构和行业贸易协会 alike 都已发布或正在制定参与社区的推荐实践。项目开发商的社会运营许可很大程度上取决于其社区参与计划的成功。 捕获零排放模型表明CO的大部分 通过新的CCS和CDR项目将依赖于通过新的CO管道进行运输，这些管道将捕捉设施与永久性设施连接。 尽管2050年还有25年多，CO 运输基础设施需要立即建设，以扩大碳排放管理，以符合美国净零目标。实现净零排放必须包括在全国经济各个广泛行业部署碳捕集与封存（CCS）。如今，CCS已在规模上准备就绪；然而，没有建设新的CO管线，部署将无法进行。2 2 储藏地点（Larson等，2021年；美国能源部，2023年b）。尽管有超过5,000英里的CO管道2 在美国存在，该管线网络必须显著扩大，以实现该国的净零目标。对CO管线基础设施的估计 将捕获的二氧化碳连接到新的二氧化碳储存站点。22 需要为美国（US）未来大规模碳捕集与封存（CCS）项目提供容纳的空间，这些空间的需求量不一，但范围从20,000至96,000英里不等（Great Plains Institute，2020；Larson等，2021；US DOE，2023b；Wallace等，2015）。 美国必须通过自身努力实现碳中和。 关键信息 为了实现净零目标，并在不断扩大的全球低碳商品和产品市场中保持竞争力，美国必须解决管道部署的障碍，包括许可延迟。全球碳捕集与封存研究所估计，宣布的碳捕集与封存（CCS）项目以及处于开发阶段的CCS项目一年的延迟可能导致到2030年产生9100万吨未经抵消的排放。作为一个积极的步骤，美国CO2能源部和白宫环境质量委员会最近宣布成立许可任务小组，专注于解决许可挑战和成功案例，改善许可流程和区域协调，以促进碳捕集、利用和封存项目以及CO管道的效率、有序和负责任的发展。（美国能源部，2023c）2CO2管道是解决气候变化的必要基础设施。全球范围内，需要累计减少6700亿吨的CO（以吉吨计，GtCO）。22将通过到2100年综合应用碳捕获与封存（CCS）和技术型二氧化碳去除（CDR）来限制全球变暖至1.5°C（IPCC, 2022b）。CCS和CDR项目可以使用CO管道作为高效的2方法用于将捕获的一氧化碳（CO）运输到特定地点2对于永久存储，同时避免额外的CO2由交通替代方案（铁路或卡车）排放的温室气体。最近的研究估计了目前的二氧化碳管道输送能力。2美国交通运输网络到2050年必须增加至其当前规模的4至18倍，以实现我们的气候目标（大平原研究所，2020年；Larson等人，2021年；美国能源部，2023年b；Wallace等人，2015年）。 CO2管道运输在美国已经建立完善并受到监管。美国交通部下属的管道和危险材料安全管理局（PHMSA）监管CO管道的建设、运营和维护，包括2合规性、一般检查、维修、材料检查、管道运输、焊接、管道定位、安装、阀门、相关设备（泵送）、保护及记录保存。CO管道2自1972年面世以来，它们一直拥有强大的安全记录，在美国每英里管道发生影响人或环境事故的比率是最低的；此外，PHMSA目前正在更新其CO管道规定，并赞助持续...2关于增强管道安全性的研究。此外，美国能源部已启动新的项目，这些项目将支持区域管道开发，包括工程和设计研究，以加强CO管道网络的安全运行，以及贷款和其他措施。2基础设施建设资助 早期且持续的社区教育和参与对于确保管道开发至关重要。美国社区普遍对碳捕获与封存（CCS）技术知之甚少，包括其潜在的利益和风险。有意义的、积极主动的社区参与可以为社区带来利益，有助于项目成功，并防止虚假信息的传播。积极主动的参与包括解决将在社区开发和建设管道及项目的环境正义问题。解决环境正义问题不仅是一项道德义务，而且正成为获得美国能源部授予的一些联邦资金的具体要求。 1.0 引言 1.1 气候变化与碳捕集与封存（CCS）案例 温室气体与温室效应 阳光穿透地球大气层，在地球表面反射后作为红外能量返回大气层，随后被温室气体，如一氧化碳（CO）所吸收。这种大气层... 2023年6月创造了惊人的历史——地球经历了有记录以来6月份平