执行摘要
自第一次工业革命以来,全球CO2浓度持续增加,气候变化危机加剧。中国作为全球最大发展中国家,CO2排放量约占全球30%,且主要集中在电力、钢铁、建筑等难减排行业。为实现“碳达峰”和“碳中和”目标,除了减少化石燃料依赖外,CDR技术至关重要。CDR作为负碳技术,包括“基于自然的CDR”和“工程CDR”,其作用在于短期减少净排放、中期抵消剩余排放、长期实现负排放。
CDR的定义与分类
CDR指从大气中移除CO2并持久封存的技术,分为“基于自然的CDR”(如造林/再造林、土壤固碳等)和“工程CDR”(如BECCS和DACCS)。中国目前更侧重于前者,但“工程CDR”将成为未来重要战略选择。
国内外CDR技术进展与实践
国际上,美国、欧盟、英国、加拿大等国已发布支持CDR发展的政策、标准及基金。中国虽未出台系统CDR政策,但已将CDR纳入总体战略布局,并积极推动其发展。
“工程CDR”技术聚焦:BECCS与DACCS
BECCS指从生物能源设施中捕集CO2并地质封存,中国已部署多个BECCS项目,主要应用于乙醇生产、发电和废物转化能源。DACCS指利用吸附/吸收剂直接从空气中捕集CO2并封存,中国目前仅有一些示范装置,尚无商业化项目。
“工程CDR”技术经济性与风险评估
高昂成本是“工程CDR”应用的主要阻力。BECCS成本约为100~3000元/t CO2,DACCS成本约为800~2400元/t CO2。此外,BECCS可能造成粮食短缺、水资源破坏等环境问题,DACCS则需更多能源和水资源。
技术成熟度及源汇匹配对“工程CDR”技术发展的影响
BECCS和DACCS的技术成熟度(TRL)对其商业化水平影响显著。BECCS的生物质利用和CCS技术均处于中试至工业示范阶段,DACCS的液态和固态DAC技术较为成熟。源汇匹配关系是技术推广的重要约束条件,中国BECCS存在空间不匹配问题,而DACCS仍需考虑CCS环节的源汇匹配。
未来CDR发展相关建议
- 构建面向碳中和目标的CDR技术体系,加快低成本、低能耗关键技术研发。
- 加强前沿技术的交叉融合,实现高品质液体燃料及化学品可持续绿色制造。
- 加速突破高性价比的CO2吸收/吸附材料开发、大型反应器设计等核心技术。
- 加快CDR示范项目建设,耦合多种CO2利用方式,建立CDR技术产业示范区。
- 加大对CDR的政策支持,建立激励机制,推动技术研发和应用。
- 构建完善的CDR标准规范与监管体系,确保高标准的安全性和环境完整性。
- 加强CDR领域国际交流合作,共同推进CDR相关标准的制定。
- 构建优化CDR碳移除协同创新平台与人才队伍建设。