2023年中国CCUS进展报告

中国碳捕集 、利用和封存（CCUS ）进展 -状态报告 中国碳捕集、利用与封存（CCUS）进展——现状报告 封面照片由中国能源公司提供 中国碳捕集、利用与封存（CCUS）进展——现状报告 碳捕集、利用与封进步 在中国 -状态报告 报告召集人 张现，中国21世纪议程管理中心（ACCA21）杨晓亮，全球碳捕捉与封存研究所 卢西清华大学 [4] 作者(按姓氏字母顺序排序) 陈健 清华大学 陈军 浙江大学 杨洁椰子 水文地质与环境地质部，中国地质调查局 范敬礼 中国矿业大学 林高 怀柔实验室 汉字长形浙江大学 江达林 中国能源投资集团公司 赵李 浙江大学 贾李 香港科技大学（广州） 李家权 北京理工大学 李凯 中国矿业大学 李林涛 中国海洋石油总公司研究院 李彭春 中国南海海洋研究所，中国科学院 李琪 中国科学院岩石力学与工程研究所 李相前 首都经济贸易大学 李均岩 中国海洋石油总公司研究院 梁锡 伦敦大学学院 林强国 上海交通大学 刘澜奎 北京师范大学 刘联博 中国华能集团 刘凌娜 北京大学化学技术学院 刘奇 中国石油大学（北京） 刘宇 中国科学院科学与发展研究院 简荣·卢 中国海洋石油总公司研究院 陆时坚 中国矿业大学 良好东吕清华大学 乔·马 山东大学 毛一帆 中国矿业大学 []i 作者(按姓氏字母顺序排序) 彭修挺 中国21世纪议程行政中心（ACCA21） 石明伟 中国21世纪议程行政中心（ACCA21） 李丽·孙 中国海洋石油总公司研究院 孙南 上海先进研究院，中国科学院 王高锋 中国石油天然气集团公司（CNPC） 王涛 浙江大学 宁伟 中国科学院岩石力学与工程研究所 吴辉 北京大学 吴毅 全球碳捕集与封存研究所 项俊翔 中国矿业大学 徐ruināxū清华大学 董旭 中国能源投资集团公司 杨波 清华大学 杨琳 内蒙古大学 杨挂 中国海洋石油总公司研究院 余建良 大连理工大学 九天张 绿色发展研究院，北京师范大学 陆张 中国中车一百技术服务中心（北京） 朱磊 北京大学航空航天大学 []ii 顾问小组 金黄威扬柏雪金红光贺晓高杨李 主任，中国21世纪议程行政中心（ACCA21）院士，中国科学院/清华大学 院士，中国科学院/清华大学 院士，中国科学院工程热物理研究所院士，中国科学院/清华大学 院士，中国工程院/浙江大学 院士，中国工程院/中国石油化工集团公司（中国石油化工集团公司） 刘（He）院士，中国工程院/中国石油天然气集团公司(中国石油天然气集团公司) 杨石一院士，中国工程院/中国石油天然气集团公司(中国石油天然气集团公司) 郑李清华大学教授 魏银明北京理工大学教授 彭波教授，中国石油大学（北京） 方梦祥浙江大学教授 金峰马西北大学教授 魏伟教授，中国科学院上海高等研究院 李晓春教授，中国科学院岩土力学研究所 张永平高级战略发展部顾问，腾讯 徐慎仁院长，华能清洁能源研究院 []iii 前言 气候变化正在对全球产生持续而深远的影响。27th2022年联合国气候变化框架公约（COP27）通过了“沙姆沙伊赫执行计划”，重申《巴黎协定》的长期目标为“将全球平均温度较工业化前水平限制在低于2°C。“该计划还敦促各国努力逐步淘汰未配备CO的燃煤电力。2捕获与储存。IPCC第六次气候变化评估报告指示只有大约1,150亿吨的CO2排放量保持在当前全球预算范围内，符合2°C目标；CO22010年至2019年间排放的温室气体已占该预算的三分之一左右。鉴于完全放弃化石能源是不可能的，碳捕集、利用与封存（CCUS）将成为实现碳中和的不可或缺的解决方案。 针对新形势、问题和挑战，本年度状态报告重新定位了中国碳达峰和碳中和承诺下的碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，并回顾了CCUS技术研究的进展。本报告还总结了政策发展以及在中国进一步推广CCUS所面临的挑战，并最终提出了相关政策建议 。本报告可为政策制定者制定CCUS相关政策提供参 考，并支持公司将该解决方案整合到其脱碳战略中 。 近年来，中国在碳捕集、利用与封存（CCUS）领域取得了显著进展。2022年，首个集成100万吨CCUS项目，“齐鲁石化-胜利油田CCUS项目”，于8月正式投入运营；宝钢集团计划建设一个2兆吨规模的CCUS示范项目，用于钢铁行业，该项目的第一阶段示范工程已经开工建设；中国海洋石油总公司、广东省发展和改革委员会、壳牌中国和埃克森美孚中国签署了一份谅解备忘录，共同研究在珠江口建设一个大规模的CCUS中心。尽管大多数CCUS技术已经得到验证，但中国在CCUS发展方面仍然落后于其实现碳中和的承诺以及一些西方国家。展望未来，中国CCUS的发展仍面临诸如市场机制不足和政策措施激励不足等挑战。未来，中国有必要加强CCUS研发，降低成本，刺激市场需求，并推动技术、市场和政策的融合。 []v []vi 目录表 前言引言V 3 1.碳捕集、利用与封存（CCUS）：中国实现碳中和目标的重要支柱4 1.1在碳中和目标下碳捕集、利用与封存（CCUS） 1.2CCUS的需求及其源-汇匹配潜力7 1.2.1行业CCUS需求7 1.2.2源汇匹配潜力8 2.中国的碳捕集、利用与封存（CCUS）发展9 2.1CCUS技术10 2.2示范项目12 2.3CCUS政策18 3.挑战与建议19 参考文献21 [1] [2] 引言 碳捕集、利用和存储（CCUS）是指一系列能够在实现能源和工业系统脱碳中扮演多样化角色的技术。与可再生能源一起，CCUS将是中国实现碳中和目标的关键。近年来，随着国际气候治理的持续进步和技术体系的快速发展，中国CCUS的外部条件和内在需求发生了显著变化。首先，随着国际和国内气候压力的增大，CCUS发展的需求变得更加迫切。其次 ，CCUS的应用场景正在发生变化。为实现碳中和，需要实现近零排放。 化石能源系统和从工业流程中的深减排还不够；还需要零排放或负排放解决方案来减少现有的温室气体（GHG）。第三，低成本和下一代碳捕集、利用和封存（CCUS）技术正快速发展（1）。在这种情况下，本报告基于对2022年国内CCUS进展的紧密跟踪，分析了中国实现碳中和目标下对CCUS的需求 ，总结了CCUS技术、项目和政策发展面临的主要趋势和挑战，并提出了相应的建议。本报告的技术和项目数据由中国的“21世纪议程”（ACCA21）管理中心收集。 [3] 1. 碳捕集、利用与封存 （CCUS）：中国实现碳中和目标的支柱 1.1在碳中和目标下的碳捕集、利用与封存（CCUS） CCUS的定义因新的应用而不断丰富；CCUS的应用已逐渐从传统的能源/工业设施扩展到碳中和资源，如BECCS和DAC（2）。生物能碳捕集与封存（BECCS）和直➓空气捕获（DAC）技术已成为实现净零目标所必需的手段和重要组成部分（图1-1）。 但也是解决钢铁和水泥等难以减排行业深层次脱碳问题的可行方案。此外，如BECCS和DAC等负排放技术还可以直➓从大气中去除温室气体（图1-2）（3，4）。 随着新技术的出现，CCUS技术体系本身也在逐渐丰富，涵盖了CO2捕获、运输、利用和地质储存技术 （图1-3）（5）。2 捕获技术正经历从第一代向第二代过渡的过程；同 时，第三代正在兴起。2运输技术，从公路运输向 陆地/海上管道运输的转变，正逐渐变得成熟。2利用技术正逐渐从地质利用向提高能源资源回收（如CO）转变。2-增强石油回收，CO2-EOR),转换为CO2化学与生物利用，从而产生附加值化学和生物产品。 与此同时，CCUS（碳捕集、利用和封存）的作用正在进一步发展。作为实现碳中和的重要技术系统的一部分，CCUS的应用得到了大幅扩展。CCUS不仅是实现化石能源净零排放的选择， 用与封存（ 化石 电力罐式卡车 传统 地质学化学生物 碳捕集、利 CarbonCapture,UtilizationandStorage）工业 流程 利用率 利用率 CO2利用率 利用率 管线 生物碳捕集与封存技术生（物Bi质ologicalCarbonCaptureandStorage，BECCS）利用率 DAC 直➓航空捕捉 船 岸上存储离岸储能 CO2捕捉CO2运输CO2存储 图1-1.碳中和目标下的碳捕获、利用和封存（CCUS）定义 [5] 构建零碳能源系统 大规模低碳利用化石能源 煤气驱动的煤电蓝色 电力电力➴ 植物植物 促进低碳产业 深度脱碳 难以淘汰的部门 碳捕集、利用与封存（CarbonCapture,UtilizationandStorage） DAC生物碳捕集与封存技术（BiologicalCarbonCaptureandStorage，BECCS） 提供负碳排放解决方案 CO2抵消排放的除污技术 水泥钢铁 化学品 图1-2.在碳中和目标下的碳捕集、利用与封存（CCUS）的作用 石油 天然气 水 矿物产品 地热 能源 材料 合成燃料 化学品 CO2来源 高浓度 综合的煤气化 联合循环(IGCC)技术 煤化工天然气处理 ➴气生产 低浓度 电力生成 钢铁制造水泥 碳中和 直➓空气捕获（DAC）生物质能源与碳 捕获与封存（BECCS） 捕获 运输 利用率存储 产品 天然气枯竭领域 离岸存储 盐碱含水层 油料耗尽领域 CO2存储 提高油藏采收率增强深层咸水回收 增强天然气回收 地质利用 矿化生物转化与利用 化学转化与利用 化学与生物利用 卡车航运陆上/海上管道 运输 原位气化氧气解偶联 燃烧 化学环路 大气燃烧 加压 氧气-燃料燃烧 化学吸收化学吸附物理吸附膜分离技术 燃烧后 溶剂吸收物理吸附膜分离技术低温分离 预燃烧 图1-3.CCUS技术系统 [6] 1.2\u0007对CCUS✁需求及其源-汇匹配潜力 1.2.1行业CCUS需求 对碳捕集、利用与封存（CCUS）未来需求进行✁全面分析在主要产业中进行；它显示，每年✁二氧化碳（CO）捕获需求将达到数亿吨。2中国为实现30/60目标对CCUS✁需求将在2025年约减少24Mt（1 4-31Mt），并将增长至近100Mt（58-147Mt）。 2030年约为10亿吨（88.5-119.6亿吨），2040年超过20亿吨（187.0-224.5亿吨），2050年超过20亿吨 （187.0-224.5亿吨），2060年约为23.5亿吨（211.0-253.0亿吨）（图1-4）（6,7）。考虑到中国当前 22.4518.7～～总排放减少：： 25.321.1～～总排放减少：： ✁煤炭发电装机容量以及能源安全✁硬性约束，电力行业将成为CCUS应用✁重点。1GtCO2每年通过碳捕集、利用和封存（CCUS）减少✁排放量预计到2060年将达到本行业✁水平。预计到2060年，CCUS对钢铁、水泥和化工行业✁脱碳贡献将达500Mt。在实现碳中和之前，生物能源碳捕集与封存（BECCS）和直➓空气捕获（DAC）技术预计将去除500-800MtCO。2每年（7）。 1.470.58～～总排放减少：： 热能发电+0钢铁+0 水泥+0化学+0 BECCS+2.7DACCS+0.3 总排放减少：热电+0.1 热力发电直➓➓收式冷热钢铁热能+2水泥BECCS+0.9 化学品 BECCS水泥+0联.0产8系统 中国碳捕集、利用与封存（CCUS）减排需求（每年100Mt） 0.310.14～～总排放量减少：： 11.968.85～～总减排量：： BECCS+3.5DACCS+0.4 25 7.264.25～～总排放量减少：： 火力发电+4钢铁+0.5 水泥+1.5化学+1 20 DACCS+0.08 15 热能电力+3.8钢铁+0.15 水泥+0.4化学+0.2 BECCS+0.05DACCS+0.01 钢铁+0.3水泥+0.5化学+0.3 10 钢铁+0.03 化学+0.4BECCS+0.05DACCS+0.01 5 0 2025 20302035204020502060 图1-4.中国碳捕集、