碳中和目标下中国碳捕集利用与封存技术应用前景 .pdfVIP

碳中和目标下中国碳捕集利用与封存技术应

用前景

作者：张贤

来源：《可持续发展经济导刊》2020年第12期

碳捕集利用与封存（CCUS）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技术过程。作为目前唯一能够实现化石能源大规模低碳化利用的减排技

术，CCUS是我国实现2060年碳中和目标技术组合的重要构成部分。近年来，我国在碳捕

集、输送、利用及封存多个技术环节均取得显著进展，已经具备CCUS技术工业化应用能力;

但CCUS商业化一直面临高成本、高能耗的挑战，相关激励政策、产业部署及管理体系有待完

善。未来，应加快开展CCUS大规模全链条集成示范，科学制定CCUS技术发展规划和激励政

策，为实现碳中和目标、保障能源安全、促进经济社会可持续发展提供技术支撑。

一、CCUS是我国实现碳中和目标技术组合的重要构成部分

1.CCUS是目前实现大规模化石能源零排放利用的唯一技术选择。我国能源系统规模庞

大、需求多样，从兼顾实现碳中和目标和保障能源安全的角度考虑，未来应积极构建以高比例

可再生能源为主导，核能、化石能源等多元互补的清洁低碳、安全高效的现代能源体系。2019

年，煤炭占我国能源消费的比例高达58%;根据已有研究的预测，到2050年，化石能源仍将扮

演重要角色，占我国能源消费比例的10%～15%。CCUS将是目前实现该部分化石能源净零排

放的唯一技术选择。

2.CCUS是碳中和目标下保持电力系统灵活性的主要技术手段。2060年前达到碳中和目标

要求电力系统大幅提高非化石电力比例，并提前实现净零排放，但短期内迅速提升非化石电力

占比，必将造成电力系统在供给端和消费端不确定性的显著增大，影响电力系统的安全稳定。

充分考虑电力系统实现快速减排并保证灵活性、可靠性的多重需求，火电加装CCUS是当前具

有竞争力的重要技术手段。火电加装CCUS可以推动电力系统净零排放，提供稳定清洁电力，

平衡可再生能源发电的波动性，在避免季节性或长期性的电力短缺方面发挥惯性支撑和频率控

制等重要作用。

3.CCUS是钢铁水泥等难以减排行业深度脱碳的可行技术方案。国际能源署发布2020年钢

铁行业技术路线图，预计到2050年，钢铁行业通过采取工艺改进、效率提升、能源和原料替

代等常规减排方案后，仍然剩余34%的碳排放量，即使氢能直接还原铁技术取得重大突破，剩

余碳排放量也超过8%。水泥行业通过采取其他常规减排方案后，仍剩余48%的碳排放量。

CCUS是钢铁水泥等难以减排行业实现净零排放为数不多的可行技术方案。

4.CCUS与新能源耦合的负排放技术是实现碳中和目标的托底技术保障。研究表明，到

2060年，我国仍有部分无法减排的温室气体排放需要通过碳汇和负排放来抵消，应提前储备

和部署生物质耦合CCUS技术（BECCS）和直接空气捕集（DAC）等负排放技术。考虑我国

尚未开展BECCS示范项目，并且生物质燃料的资源潜力受空间分布不均、可利用土地面积有

限、环境政策制约等多种因素限制，聚焦评估BECCS减缓气候变化的综合效用和潜在风险，

并为未来大规模实施BECCS开展技术储备和部署规划是当务之急。

二、碳中和目标下，发展CCUS技术具有多重协同效益

1.CCUS技术可为我国实现碳中和目标提供可观的减排贡献。综合考虑CCUS技术在电力

系统、工业部门的应用及其负排放潜力，研究显示预计到2050年，CCUS技術可提供减排贡

献为11亿～27亿吨二氧化碳。理由如下：一是据预测，CCUS技术对电力系统的减排贡献在

4.3亿～16.4亿吨。2019年中国能源电力发展展望指出，我国电力需求到2050年预计增长到

12万亿～15万亿度，即使火电占比大幅缩减至10%左右，仍有4.3亿～16.4亿吨二氧化碳需通

过CCUS技术减排才能实现电力系统的净零排放。二是CCUS技术对钢铁及水泥等难以减排行

业的减排贡献突出。2019年能源转型委员会与落基山研究所联合发布的报告《中国2050：一

个全面实现现代化国家的零碳图景》指出，我国钢铁行业到2050年预计产量为4.75亿吨，即

使考虑了其他各项减排措施后，要实现净零排放，还有0.5亿～2.1亿吨二氧化碳需要通过

CCUS进行减排。同理，即使我国水泥行业到2050年预计产量压缩到约8亿吨，在采用了其

他减排技术后，仍