降碳減污，不止要靠種樹，更要靠技術(shù)。
將二氧化碳從工業(yè)或其他碳排放源中捕集分離，并運輸?shù)竭m宜地點加以利用或封存的技術(shù)被稱為CCUS(Carbon Capture，Utilization and Storage)。因其既能夠大規(guī)模捕集二氧化碳，又能夠創(chuàng)造經(jīng)濟價值，是有效控制碳排放、應對全球氣候變化的重要技術(shù)手段，所以被形象地稱作“碳捕手”。
如今，CCUS技術(shù)正日益受到世界各國的關(guān)注。歐美發(fā)達國家較早進行布局，在我國，CCUS技術(shù)也已經(jīng)進入到了工業(yè)化示范階段。2022年4月，國內(nèi)首個百萬噸級CCUS項目——齊魯石化—勝利油田CCUS項目開啟生產(chǎn)調(diào)試。
“CCUS將是未來我國實現(xiàn)碳中和目標技術(shù)組合中不可或缺的組成部分。”中國工程院院士、浙江大學碳中和研究院院長高翔近日在接受記者采訪時表示，要抓住窗口期，科學推廣“碳捕手”技術(shù)。
實現(xiàn)碳中和不可或缺的技術(shù)之一
記者：您可否先為讀者科普一下，什么是CCUS技術(shù)?它的“捕碳”能力如何?
高翔：這項技術(shù)是指將二氧化碳從工業(yè)過程、能源利用過程或大氣中分離出來，直接加以利用或?qū)⑵渥⑷氲貙右詫崿F(xiàn)二氧化碳永久減排，它是應對全球氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)之一。
2020年，全球利用CCUS技術(shù)捕集的二氧化碳總量約0.4億噸，約占全球碳排放總量的0.1%。根據(jù)國際能源署(IEA)預測，到2050年，全球利用CCUS技術(shù)捕集的二氧化碳總量將達到76億噸，約占2020年全球碳排放總量的22.4%?？梢?，未來CCUS行業(yè)發(fā)展前景可觀。
記者：您曾提出，CCUS是一項具有大規(guī)模減排潛力的技術(shù)，是實現(xiàn)碳中和、應對全球氣候變化不可或缺的技術(shù)之一，為什么這么說?
高翔：在實現(xiàn)碳中和進程中，清潔能源逐步替代傳統(tǒng)能源需要較長的時間。當前，我國能源結(jié)構(gòu)以化石能源為主，煤炭仍是當前能源供應的主要來源，也是最主要的碳排放來源。而CCUS技術(shù)是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳化利用的減排技術(shù)，因此它不可或缺。
準確地說，CCUS是一套包含捕集、輸送、利用、封存的鏈條式技術(shù)體系。在實現(xiàn)碳中和的多種技術(shù)路徑中，針對不同情景，CCUS技術(shù)有不同的配置方案，也將發(fā)揮不同的作用。
目前，我國電力行業(yè)的碳排放量約占能源行業(yè)碳排放量的41%，火力發(fā)電是最主要的碳排放源。未來，可再生能源將從補充能源轉(zhuǎn)變?yōu)橹黧w能源，化石能源則從主體能源轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｕ闲阅茉?。在實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的過程中，配有CCUS的化石能源發(fā)電或?qū)⒊蔀橐环N重要的減碳路徑，支撐實現(xiàn)化石能源利用過程的低碳排放。
除此之外，CCUS技術(shù)還可以被用于增采礦產(chǎn)資源、增產(chǎn)農(nóng)作物、礦化養(yǎng)護混凝土，甚至能夠合成液體燃料、二氧化碳基可降解塑料等。其中，二氧化碳基可降解塑料可在自然環(huán)境中完全降解，能夠被制成一次性包裝材料、餐具、一次性醫(yī)用材料等。
記者：當我國實現(xiàn)“雙碳”目標后，還需要CCUS技術(shù)嗎?
高翔：未來，我國的能源體系將是化石能源與可再生能源、核能等多能互補的低碳能源體系。但是，這并不意味著清潔能源可以“包打天下”。據(jù)預測，即便到了2050年，化石能源仍然將占我國總體能源消費比例的10%到15%。
我們可以用極限思維思考這個問題，將來如果新能源和可再生能源全面替代了化石能源，能源系統(tǒng)的碳排放量或?qū)⑽⒑跗湮ⅲ棉r(nóng)林碳匯即可抵消，那么CCUS技術(shù)就不再成為必選項。另外一種情況是，考慮能源安全、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資產(chǎn)擱淺風險、電網(wǎng)穩(wěn)定性要求等因素，未來我國不僅需要利用一定的化石能源，還必須考慮工業(yè)排放源的碳排放，那么要實現(xiàn)碳中和就必須部署相應規(guī)模的CCUS項目。
達到低成本運行是關(guān)鍵
記者：您能否介紹一下，當前我國的CCUS技術(shù)在世界范圍內(nèi)處于什么水平?您如何看待各地紛紛上馬CCUS項目?
高翔：目前，我國的CCUS技術(shù)整體上尚處于試點示范階段，雖然某些關(guān)鍵技術(shù)還在試驗摸索中，但整體技術(shù)發(fā)展水平與國外相當。
我國CCUS技術(shù)的起步時間與國外相差不多。“十一五”以來，我國不斷加大CCUS技術(shù)研發(fā)支持力度，通過開展CCUS技術(shù)示范項目，積累了CCUS技術(shù)系統(tǒng)集成運行的成功經(jīng)驗。截至目前，我國已經(jīng)成功開展每年10萬噸規(guī)模的CCUS技術(shù)全流程示范項目，建成每年最大捕集能力為100萬噸的碳捕集示范裝置……
近年來，尤其是在“雙碳”目標被提出以來，我國相關(guān)行業(yè)與地方在積極建設布局CCUS項目。
如中國石油化工集團有限公司在2022年2月啟動了300萬噸級的CCUS重大工程示范項目;廣匯能源股份有限公司300萬噸CCUS項目在2022年3月正式開工建設;中國海洋石油集團有限公司海上千萬噸級CCUS集群項目已簽署諒解備忘錄……
相關(guān)項目建設如火如荼，這一方面源于石化能源領(lǐng)域清潔低碳轉(zhuǎn)型的倒逼壓力，另一方面源于各石化企業(yè)及單位熱情擁抱涉及碳中和的各種新技術(shù)、新方案。
記者：您認為，應該如何合理布局CCUS項目、引導其走上良性發(fā)展道路?
高翔：CCUS是一個復雜的鏈式技術(shù)體系，其中，捕集、運輸、封存及監(jiān)管等環(huán)節(jié)是純成本消耗行為，只有利用環(huán)節(jié)可產(chǎn)生收益。CCUS的整體成本將取決于二氧化碳利用收益與其他成本的疊加結(jié)果。目前，在大多數(shù)情況下，CCUS技術(shù)的應用成本遠高于收益，技術(shù)的經(jīng)濟性不高，也就不被社會資本青睞。
要打造更多“碳捕手”，實現(xiàn)低成本運行是關(guān)鍵的挑戰(zhàn)所在，需要不斷推動CCUS技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進行迭代升級。對于合理布局CCUS項目，我有以下三點建議。
首先，新上馬的CCUS項目，應起到示范引領(lǐng)作用，不光實現(xiàn)先進技術(shù)的應用，還需要根據(jù)自身條件進行全面的評估與規(guī)劃，避免因過快決策與執(zhí)行而忽略項目工程在未來長期運行中產(chǎn)生的問題，最終導致設備間歇性運行。與此同時，新布局的CCUS項目要盡量采用國產(chǎn)化技術(shù)，以高端裝備自主可控確保國家能源安全和產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈安全。
其次，建議在有條件的地區(qū)進行產(chǎn)業(yè)集群規(guī)劃。由于電力、油氣、煤化工分別處于CCUS技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的不同位置，彼此的依賴度差異明顯，目前油氣企業(yè)向電力和煤化工行業(yè)購置二氧化碳的動力明顯不足，形成典型的買方市場。區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群有望協(xié)調(diào)企業(yè)需求的差異，有效銜接各環(huán)節(jié)，實現(xiàn)整體發(fā)展。
最后，期待相關(guān)部門出臺CCUS技術(shù)配套激勵政策，提高社會資本參與的積極性，比如通過完善碳市場交易，讓CCUS項目也能參與到碳交易中等。
加快建設大規(guī)模集成示范工程
記者：您認為，在助力“雙碳”目標方面，CCUS技術(shù)應該如何發(fā)力?
高翔：實現(xiàn)碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，科技創(chuàng)新將發(fā)揮不可替代的作用。面向?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標的需求，加強新一代技術(shù)研發(fā)是當務之急。
要加快建設大規(guī)模全鏈條集成示范工程，超前部署新一代低成本、低能耗CCUS技術(shù)與裝備，充分把握實現(xiàn)“雙碳”目標預留的時間窗口期，爭取到2035年初步實現(xiàn)商業(yè)化應用，到2050年在多個行業(yè)實現(xiàn)廣泛推廣。
記者：具體來說，您認為我國應該怎么做呢?
高翔：具體提三點建議。
首先，建議加大對CCUS技術(shù)的投入，支持CCUS關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備的研發(fā)與應用。
其次，建議加強統(tǒng)籌規(guī)劃和系統(tǒng)部署，制定推動CCUS示范項目產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策，制定科學合理的涵蓋CCUS技術(shù)建設、運營、監(jiān)管及終止的制度法規(guī)和標準體系。
最后，建議加快開展大規(guī)模的集成示范，加速推進產(chǎn)業(yè)集群建設，逐步將CCUS技術(shù)納入到能源和工業(yè)等綠色發(fā)展技術(shù)支撐體系。
