2023 年,人類迎來了有記錄以來最熱的一個夏天,氣候問題愈發嚴峻,聯合國秘書長安東尼奧 · 古特雷斯甚至發出了 " 氣候崩潰已經開始 " 的警告,減排降碳迫在眉睫。雖然清潔能源發展勢頭強勁,但碳排放并不會因此而 " 絕迹 ",想要處置這些增量碳排,最好的辦法就是通過技術手段将其捕集起來并應用在無碳排的場景或進行安全封存,這也是 CCUS(碳捕集、利用與封存)技術發展和規模化應用的底層邏輯。
對于中美等碳排大國來說,這項技術也在 " 碳中和 " 規劃中被寄予厚望。以我國爲例,在中國長期低碳發展戰略與轉型路徑研究課題組設計的低碳發展行動路線圖中,我國二氧化碳排放量會在 2025 至 2030 年達峰後持續下降,但直到 2050 年,仍可能存在每年高達 37.9 億噸的碳排放量,即使非化石能源發電占比升至 80% 以上,電氣化水平大幅提升,氫能實現規模化應用,這一數值也隻能降到 25 億噸左右,想要在 2060 年實現 " 碳中和 ",努力達到全球 1.5 ℃的溫控目标,CCUS 技術不可或缺。
近來,政策端、央國企,還有騰訊這樣的 " 大廠 " 都在這一領域都加大了推動力度,力促 CCUS 盡快突破技術瓶頸,早日實現規模化的商業應用。
技術攻關:政策端、央國企共同發力,騰訊投入億元資助
在中國 21 世紀議程管理中心、全球碳捕集與封存研究院、清華大學聯合發布的《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報告(2023)》中,對我國 CCUS 技術的發展現狀進行了分析。報告認爲,持續趨緊的外部約束和落實國家 " 雙碳 " 目标的内部需求推動 CCUS 由戰略儲備技術快速升級爲現實解決方案,發展需求愈發緊迫,新的技術思路不斷湧現,公衆認可度進一步提升,但各環節技術發展并不均衡,與規模化商業應用仍有距離,尤其在第二代和第三代捕集技術、海底管道輸送、置換水合物、CCUS 系統集成優化等方面與國際先進水平尚有差距。
CCUS 技術攻關難度大、科研成本高、發展急迫性又強,想要補足短闆,追趕領先,就需要多個層次共同發力。目前,頂層設計上,我國已經出台多項相關政策,據不完全統計,截止 2023 年 9 月,中央層面已發布近 80 項 CCUS 相關政策,其中《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022-2030)》《氣候投融資試點工作方案》等政策工具爲相關技術 " 何處找錢 "" 如何商業化 " 等重要問題提供了較爲具體的支撐方案。地方政府對 CCUS 技術發展的支持也逐步加強,近 20 個省、直轄市、自治區已經發布了相關意見和工作方案。同時,石油化工、火電等行業的央國企也積極組織科研力量,以自身領域的應用爲導向開展相關科學技術攻關。
除了政策、央國企,想要促進這一前沿技術的發展和應用,社會資本的投入也必不可少,國外早已有埃隆 · 馬斯克、比爾 · 蓋茨等捐助或投資 CCUS 技術的先例,國内在此領域布局較早、投入較多的是騰訊。2022 年,騰訊與冰島的科技公司 Carbfix 合作建設首個二氧化碳礦化封存示範項目。2023 年 3 月,騰訊聯合産業夥伴、投資夥伴和生态夥伴共同發起名爲 " 碳尋計劃 " 的 CCUS 項目發展資助計劃,預計總資助規模達億元人民币級别。9 月 20 日," 碳尋計劃 " 首期 Top30 榜單發布。根據騰訊方面的介紹,計劃啓動後參與申報的項目超過 300 個,組委會從中篩選出了 30 個項目,這些項目都将獲得 50 萬元獎金。接下來,組委會還會優中選優,确定數個重點項目,繼續投入千萬級别的資助。" 碳尋計劃 " 包含三條創新賽道,從首期榜單來看,緻力于支持實驗室或中試階段的具有突破性潛力的 " 試點支持賽道 " 入圍項目最多,共 14 個項目上榜。聚焦初創企業的 " 初創孵化賽道 " 首期入圍 9 個項目,聚焦基礎能力和數字标準建設的 " 能力建設賽道 " 首期入圍 7 個項目。
钛媒體 app 梳理了 " 碳尋計劃 " 首期榜單公布後業内的相關讨論,與 " 直接空氣碳捕集 ",也就是 DAC 技術方案有關的項目引發最多關注,包括入圍試點支持賽道的浙江大學相關項目、入圍初創孵化賽道的霖和氣候科技公司相關項目。據業内人士介紹,DAC 是目前美國 CCUS 領域最爲火熱的技術方向之一,今年 8 月,美國能源部就宣布了向兩個本土 DAC 項目投入 12 億美元的補貼。
此外,在封存、利用方面,一些技術相對成熟,處于初創孵化階段的項目也受到不少關注,如南京食氣生化科技有限公司的用固碳微生物 " 吃掉 " 二氧化碳并代謝出可資利用的化合物的 " 高值化利用 " 項目,原初科技公司有關大規模低成本永久封存二氧化碳的相關項目等。
示範應用:建設進度逐步加快,高成本等問題凸顯
雖然在政策、資本的支持下,我國 CCUS 技術攻關速度逐漸加快,但相比已經在市場上 " 呼風喚雨 " 的的光伏、風電或先行一步的新型儲能、氫能,CCUS 距離産業化距離尚遠。
目前,業内和市場最爲關注的是各類示範項目的建設、投運情況。根據《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報告(2023)》的統計,截至 2022 年底,我國已投運和規劃建設中的 CCUS 示範項目接近百個,其中已投運項目超過半數。自 " 雙碳 " 目标提出以來,無論是示範項目數量,還是碳捕集能力都以較高的年增長率在發展。
今年以來,數個大型示範項目的進展引發關注。
1 月,中石化百萬噸級 CCUS 項目全面建成投産,該項目是我國首個百萬噸級 CCUS 項目。
5 月,總投資 102 億元人民币的甯夏 300 萬噸 / 年 CCUS 示範項目全面開工建設,該項目建成後将成爲我國最大的 CCUS 全産業鏈示範基地。
6 月,中國海油恩平 15-1 油田群的減碳配套項目正式投用,該項目是我國首個海上二氧化碳封存示範工程項目。
7 月,國家能源集團江蘇泰州電廠項目正式投産,該項目是亞洲最大火電 CCUS 項目,每年可捕集消納二氧化碳 50 萬噸。
示範項目的快速發展無疑提升了 CCUS 的關注度和活躍度,但也同時暴露出了不少問題。
首先,從已投運示範項目的運行情況來看, CCUS 技術應用成本仍然偏高,尤其是電力、水泥行業。當碳捕集應用的邊際成本遠高于清潔能源建設和其他減排手段時,其發展動力和商業化、産業化進程就必然受到較大影響。
其次是較高的暫停運行或間歇運行比率。據中國 21 世紀議程管理中心主任黃晶介紹,我國現階段的 CCUS 項目主要以行政命令驅動爲主,市場驅動力不足,導緻已建成 CCUS 項目中超過 30% 處于暫停運行或間歇運行狀态。
此外,還有協同發展方面的困局。雖然我國多個省、直轄市、自治區施策推動 CCUS 發展,高碳排的工業行業如電力、油氣、化工、鋼鐵等也均已開展相關示範,但由于不同行政區域、行業系統的條塊分割,想實現跨企業跨行業協作都很困難。
商業前景:商業模式亟待開發,激勵機制尚需完善
前沿技術想從實驗室、示範應用走向商業化、産業化會面臨諸多困難,受困于成本、資金、專業化服務、市場化路徑等方面的缺失,倒在成果轉化 " 死亡谷 " 的例子并不少見。
作爲少有成功先例可循的前沿領域,CCUS 技術落地也面臨着這種不确定性,上文所述成本、市場驅動力、協同發展等方面的問題目前都制約着其規模化、商業化的前景。
根據廣東南方碳捕集與封存産業中心的研究,高效可行的 CCUS 商業模式應該能夠把 CCUS 的開發、建設和運營整合起來,并具備爲投資者創造價值的能力。具體來說,其商業模式可分爲垂直一體化模式、合夥模式、運營商模式、第三方運輸模式四種。目前我國 CCUS 的發展以單一企業主導的垂直一體化模式爲主,雖然短期來看能夠避免溝通不暢帶來的問題,更快推動項目上馬,但長期看,企業間、行業間協作不善将嚴重制約産業的發展。
而對标歐美等 CCUS 發展應用相對領先的地區,不斷豐富産業價值鏈,引入越來越多的技術方、投資方參與,多個模式共同發展是大勢所趨。除大型天然氣開發商、化工企業、運輸公司外,工程公司也在模塊化碳捕集解決方案開發中扮演了重要角色,在供應鏈細分領域提供專業化服務的公司更是相繼湧現,例如開發運輸和封存基礎設施的 Storegga、Horisont Energi 等。在這種情況下,技術創新、中間環節降成本的效率大幅提升,集群化、規模化水平不斷提檔。
廣東南方碳捕集與封存産業中心研究團隊認爲,推動我國 CCUS 商業模式由單一向多元轉化,首先應着力發掘多元化收益來源,拓展碳利用方式,如建築材料、燃料和化學品等,并加強對技術咨詢、專業服務企業的培育;其次則是加強市場化機制的建設,進一步拓寬融資渠道,動員多方力量共同參與 CCUS 項目的建設和運營。
同時,對于活躍市場、增加驅動力來說,現階段也需要更加完善、有效的激勵機制,其中将 CCUS 納入碳交易市場是目前業内讨論最多的話題。《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報告(2023)》建議,應加強開發構建面向 CCUS 全鏈條的 CCER(核證自願減排量)核算方法學和監測方法學,早日将 CCUS 納入碳交易市場,推動 CCUS 産業集群發展。同時,通過減免采油特殊收益金、對部署 CCUS 的電廠優先分配發電量和進行綠色電力認證等政策性激勵手段推動 CCUS 早日邁向産業化階段。
(本文首發于钛媒體 APP,作者|胡珈萌,編輯|劉洋雪)
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