近日，科技部等五部门联合发布《“十四五”生态环境领域科技创新专项规划》(以下简称《规划》。《规划》在碳捕集、利用与封存(CCUS)技术方面提出，要开展二代碳捕集、二氧化碳利用关键技术研发与示范，基于CCUS的负排放技术研发与示范、碳封存潜力评估及源汇匹配研究，海洋咸水层、陆地含油地层等封存技术示范，百万吨级大规模碳捕集与封存区域示范，以及工业行业CCUS全产业链集成示范，建成中国CCUS集群化评价应用示范平台。
近年来，CCUS规模化和集群化发展渐成趋势。所谓CCUS集群化即由若干个CCUS项目组成，将从不同排放源捕集的二氧化碳埋存到同一地点。集群化共享运输、封存场地和基础设施，可降低二氧化碳埋存成本。
集群化发展打破成本掣肘
“CCUS技术在实现降碳目标、保障国家能源安全、促进经济社会全面绿色转型，以及推进生态文明建设的过程中扮演着越来越重要的角色。不过，尽管我国CCUS技术在过去近二十年来取得了较大进步，但动辄数以亿计的初始投入、高昂的运营成本和长达15年以上的成本回收期，使其发展长期面临着技术成本过高、商业模式欠缺等一系列挑战。”提到国内CCUS技术大规模示范，科技部中国21世纪议程管理中心社会事业处处长张贤向记者坦言。
《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图(2019版)》和《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)》均显示，目前我国CCUS示范项目整体规模还较小且成本较高。预计到2030年，二氧化碳捕集成本为90-390元/吨，2060年为20-130元/吨;2030年和2060年，二氧化碳管道运输成本分别为0.7元/(吨·千米)和0.4元/(吨·千米);2030年二氧化碳封存成本为40-50元/吨，2060年封存成本为20-25元/吨。高成本使不少“单打独斗”的企业望而却步。
“集群化发展不仅可以通过共享运输和封存基础设施摊薄初始投入成本，通过规模效应降低运行成本，还有利于推动项目的不同利益相关方建立战略合作伙伴关系，让各主体共同出资协同合作，从而形成有效的商业模式。”张贤表示。
近日陆续布局CCUS集群化项目的壳牌中国也向记者表示，CCUS产业涉及较为复杂的价值链及不同行业、不同环节的利益相关方。CCUS产业集群化可通过整合不同环节企业，形成协调完整的产业链，有助于将脱碳基础设施建设和项目运营的价值最大化。
规模化示范助推集群化发展
近年来，CCUS项目已明显呈现出规模化和集群化发展趋势。根据全球碳捕集与封存研究院的统计，截至2022年10月，全球投运和规划建设中的商业化CCUS设施已增长到196个，全部建成后二氧化碳捕集能力将达到2.44亿吨/年，全球处于规划和运行中的CCUS产业集群多达24个。
2021年国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》提出要建设全流程、集成化、规模化二氧化碳捕集利用与封存示范项目。事实上，当前我国CCUS示范项目的数量和规模正快速上升，其中也不乏集群化项目。例如，中国石油与油气行业气候倡议组织(OGCI)共同策划的新疆CCUS产业集群正在积极筹备，预计到2030年可实现每年300万吨的二氧化碳捕集和封存;11月4日，壳牌联手中国石化、中国宝武、巴斯夫计划在华东地区共同启动我国首个开放式千万吨级CCUS项目;今年6月，中国海油也对外宣布将启动我国首个千万吨级海上规模化CCUS集群项目……
“截至2022年9月，我国已投运的、计划建设和正在建设的CCUS示范项目共99个。目前已投运项目58个，具备捕集能力超过400万吨/年，注入能力超过200万吨/年。”张贤介绍，“大规模全流程集成示范项目的开展，对未来CCUS项目的商业化运营至关重要。一方面，可以发现CCUS技术在实验室和中试阶段潜藏的问题;另一方面，可以有效解决捕集、运输、利用和封存各环节系统集成耦合与优化等难题。”
壳牌中国也表示，规模化发展将是未来大型CCUS项目与此前试点项目及小型独立项目的关键区别。
做好技术战略储备
不过，张贤提醒，集群化固然是CCUS项目未来的发展趋势，但现阶段仍然在法规标准、配套基础设施和技术成熟度等方面存在一定挑战。
“当前，CCUS项目集群化运行缺乏系统的法律法规和标准体系支撑。”张贤认为，可适当借鉴国际上的成功经验，尽快建立符合我国国情的CCUS发展政策法规框架。
壳牌中国也表示，长期、恰当的政策支持对CCUS集群化开发至关重要，包括制定碳价政策、建立相应的鼓励低碳产品需求的框架、对CCUS减排给予财税激励等。
张贤进一步表示，目前我国正处于CCUS技术发展的重要时期，推动CCUS大规模集群化发展应提前布局、优化基础设施建设，“建议在统筹考虑地下矿藏和资源利用的基础上，为二氧化碳规模化埋存预留地下空间。同时，合理布局二氧化碳运输管网。”
值得一提的是，随着新一代捕集技术的发展，未来CCUS项目的能耗和成本有望下降30%。“如果二代捕集技术在2030年左右能具备商业化推广条件，不仅可以大幅降低项目成本和能耗，还可以有效避免国外技术封锁。”
