中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023).pdf
《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023).pdf(39页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、中国二氧化碳 捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)v 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)序气候变化正在对全球产生持续而深刻的影响。2022年举办的联合国气候变化框架公约第二十七次缔约方大会通过了“沙姆沙伊赫实施计划”,重申了巴黎协定“将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2以内”的长期目标,并且再次敦促各国逐步减少未采用捕集与封存措施的煤电。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次气候变化评估第三工作组报告,要实现2目标,当前全球CO2排放预算仅剩约11500亿吨,而2010-2019年间全球CO2排放量约占这一预算的三分之一。在不可能完全放弃
2、化石能源的条件下,碳捕集利用与封存(CCUS)技术作为碳中和技术组合不可或缺的组成部分,是实现巴黎协定温控目标的关键技术手段和托底技术保障。近年来,中国CCUS技术和示范取得长足发展。首个百万吨级CCUS项目齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目正式注气运行;包钢集团拟建成钢铁行业200万吨CCUS全产业链示范工程,目前一期50万吨示范项目已经开工建设;中海油、广东省发展和改革委员会、壳牌(中国)有限公司和埃克森美孚(中国)投资有限公司签署了大亚湾区CCUS集群研究项目谅解备忘录,拟共同建设中国首个海上规模化碳捕集与封存产业集群。尽管国内大部分CCUS技术已达到工业示范水平,但与实现碳中和目标
3、的减排需求和欧美等国家的发展水平相比仍有很大差距。同时,中国CCUS发展还面临市场机制缺失和政策激励不足等挑战,未来仍需加强研发、降低成本、刺激需求,促进技术、市场、政策三大要素深度融合。围绕国际国内新形势,针对中国CCUS发展面临的新问题、新挑战,中国二氧化碳捕集利用与封存年度报告(2023)对碳达峰碳中和目标下CCUS技术进行了重新定位,系统梳理了中国CCUS技术研发、项目示范、政策部署等方面的进展情况,分析了近中期中国CCUS技术发展可能面临的挑战,并提出有关政策建议。本报告能够为决策者制定应对气候变化相关政策提供有益借鉴,为CCUS领域研究活动的开展提供科学参考,并助力企业设计绿色发展
4、路径和减排方案。vi 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)1 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)目录序 v引言 2一、CCUS支撑碳达峰碳中和目标实现 41.1 碳达峰碳中和目标下的CCUS技术 51.2 CCUS技术体系 61.3 CCUS技术减排需求与潜力 8二、中国CCUS发展现状 102.1 技术发展水平 112.2 示范项目情况 132.3 相关政策 20三、挑战与建议 223.1 中国CCUS发展面临的挑战 233.2 政策建议与未来展望 24 2 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)引言二 氧 化 碳 捕 集 利
5、 用 与 封 存(CCUS)技术可以实现化石能源大规模可持续低碳利用,帮助构建低碳工业体系,同时与生物质或空气源结合可具有负排放效应,是中国碳中和技术体系不可或缺的重要组成部分。近年来,随着国际应对气候变化进程的不断推进和技术水平的显著提高,CCUS技术发展的外部条件和内在需求发生了显著改变。首先,CCUS技术发展需求愈加紧迫。目前,中国面临的国际减排压力和国内减排需求与日俱增。联合国气候变化框架公约第27次缔约方大会重申了巴黎协定的温控目标,敦促缔约方采取进一步行动减少温室气体排放。中国碳中和目标的提出意味着国内碳减排目标由相对减排量向绝对减排量转变,减排策略由能源双控向碳排放双控过渡。持续
6、趋紧的外部约束和落实国家碳达峰碳中和目标的内部需求推动CCUS由战略储备技术快速升级为现实解决方案,其技术定位、发展方向和未来部署需要进一步研究。其次,CCUS技术的应用场景正在得到进一步拓展。碳达峰碳中和目标下,中国经济生产和消费方式正在发生系统性变革。中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见指出,到2060年,绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立。要完成这一任务不仅需要化石能源电力系统的近零排放,还需要工业过程的深度减排,以及利用负排放技术来抵消难以削减的剩余温室气体,CCUS技术的应用场景得到进一步明确。再次,CCUS新技术、新项
7、目不断涌现并实现突破。随着CCUS技术的进步和示范项目的推进,低成本、低能耗的新一代捕集技术呈现快速发展态势,正由中试逐渐向工业示范过渡,CCUS技术新思路不断涌现并得到验证。CCUS示范项目正逐步从单一环节的技术应用过渡到全流程多环节的综合性集成应用,示范规模持续扩大、应用场景明显增多。随着CO2利用技术种类的增加,CO2工业应用逐渐形成产业新业态,CCUS技术与社会经济发展的联系越来越紧密。最后,CCUS公众认可度进一步提升。随着碳达峰碳中和目标的提出和全球CCUS示范不断发展成熟,公 3 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)众对CCUS技术的认知和接受程度显著 提
8、升。全 球 碳 捕 集 与 封 存 研 究 院(GCCSI)于2022年发布的全球碳捕集与封存现状2022报告指出,当前全球共有196个CCUS商业设施,总捕集能力超过2.4亿吨CO2/年,较2021年新增了61个正在筹备中的CCUS项目。示范项目的成功及风险监测技术水平的提高,促进了公众对CCUS风险的科学认知,有效提高了公众对CCUS技术的接受度。在密切跟踪国内外CCUS技术发展前沿和实时总结中国示范项目最新情况的基础上,本报告系统分析了碳达峰碳中和目标下中国CCUS技术需求,总结了近年来CCUS技术、项目和政策发展的主要趋势及挑战,并提出了相关建议。第一章CCUS支撑碳达峰碳中和目标实现
9、 5 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)1.1 碳达峰碳中和目标下的CCUS技术在新的应用场景与深度减排需求下,CCUS技术的内涵和外延不断丰富与拓展。捕集源由传统的能源/工业设施,逐步拓展至生物质和空气等中性碳源,由此形成的生物质能碳捕集与封存(BECCS)和直接空气捕集(DAC)技术已经成为实现气候目标的必要手段和CCUS技术的重要组成(图1-1)。BECCS技术是指将生物质燃烧或转化过程中产生的CO2进行捕集、利用或封存的过程。DAC技术是指从大气中直接捕集CO2,并将其利用或封存的过程。与此同时,CCUS技术正在被重新定位。2019年,中国碳捕集利用与封存技术发
10、展路线图(2019版)将CCUS技术定位为“可实现化石能源大规模低碳利用的战略储备技术”。如今随着应用场景的拓展,CCUS技术已经成为中国碳中和技术体系的重要组成部分,是化石能源近零排放的唯一技术选择、钢铁水泥等难减排行业深度脱碳的可行技术方案、未来支撑碳循环利用的主要技术手段。同时,BECCS和DAC等负排放技术还可以移除已经存在于大气中的温室气体(也称为碳移除技术),为未来实现碳中和目标提供托底技术保障(图1-2)。传统CCUSBECCSDAC图1-1:碳中和目标下的CCUS技术定义CO2捕集CO2输送CO2封存CO2利用生物质 利用过程直接空气捕集工业过程化石燃料电厂管道运输船舶运输罐车
11、运输地质利用陆上封存化工利用生物利用海上封存 6 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)图1-2:碳中和目标下的CCUS技术定位1.2 CCUS技术体系CCUS技术体系涵盖CO2捕集技术、运输技术、利用技术以及地质封存技术(图1-3)。随着技术推陈出新,这一技术体系正在逐步完善和丰富。CO2捕集技术正在由第一代向第二代过渡,第三代技术也开始崭露头角。第一代捕集技术是指现阶段已完成工程示范并投入商业运行的技术,如传统的燃烧后化学吸收技术、燃烧前物理吸收技术等。第二代捕集技术是指能够在2025年进行商业部署的捕集技术,如基于新型吸收剂的化学吸收技术、化学吸附技术等。第三代捕集技
12、术又称变革性技术,是指能够在2035年开始投入商业运行的技术,如化学链燃烧技术等。CO2运输技术正由传统的罐车和船舶运输向陆上管道和海底管道运输发展。中国CO2输送管道在输量、管径、距离等方面呈现规模化趋势,管输规模突破百万吨,管输压力迈入超临界范围,管输经济优势日渐明显。CO2利用技术正在由较早的CO2地质利用实现能源资源增采,如CO2强化石油开采(CO2-EOR)、强化煤层气开采(CO2-ECBM)等,向CO2化工利用和生物利用拓展,逐步实现高附加值化学品合成、生物产品转化等绿色碳源利用方式。构建零碳能源系统化石能源大规模低碳利用助推低碳工业过程难减排工业部门深度脱碳DACBECCS化工水
13、泥燃气电厂燃煤电厂蓝色氢能钢铁CCUS提供负碳解决方案碳移除技术抵消剩余排放 7 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)图1-3:CCUS技术体系捕集源产品捕集输送利用与封存煤化工天然气加工制氢.高浓度发电炼钢水泥.低浓度强化石油开采强化深部咸水开采强化天然气开采.地质利用石油地热水合成燃料天然气材料矿产化学品化学利用矿化利用生物利用.化工与生物利用咸水层封存枯竭油气田封存.玄武岩矿化封存CO2封存溶液吸收 罐车运输 船舶运输 陆地管道 海底管道物理吸附膜分离低温分馏.燃烧前运输化学吸收化学吸附膜分离物理吸附.燃烧后常压原位气化增压氧解耦燃烧.富氧燃烧化学链空气生物质利用碳
14、中性CO2封存技术按照地质封存体的不同,可分为陆上咸水层封存、海上咸水层封存、枯竭油气田封存等。近年来,中国部分企业开始探索离岸封存的可行性,为未来沿海地区CO2大规模封存探路。除上述CCUS技术环节外,CCUS框架内的技术耦合集成形成了若干新兴的技术概念,如CO2捕集-转化一体化、CO2捕集-矿化一体化等。这些技术能够在不同尺度实现能量集约利用,进而降低CCUS技术的减排成本。8 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)图1-4:中国各行业CCUS减排需求1.3 CCUS技术减排需求与潜力(1)各行业CCUS减排需求综合分析CCUS技术在全行业的应用及其未来减排需求,预测碳
15、达峰碳中和目标下中国CCUS减排需求为:2025年约为2400万吨/年(14003100万吨/年),2030年将增长到近1亿吨/年(0.581.47亿吨/年),2040年预计达到10亿吨/年左右(8.8511.96亿吨/年),2050年将超过20亿吨/年(18.722.45亿吨/年),2060年约为23.5亿吨/年(21.125.3亿吨/年)(图1-4)。分行业看,考虑到中国目前的发电装机容量和能源安全的硬约束,火电行业将是CCUS的应用重点,预计2060年可通过CCUS实现约10亿吨/年的CO2减排量;钢铁、水泥、化工等行业在提高生产效率和达到生产峰值后将仍有部分CO2需要通过CCUS实现减
16、排;到碳中和前夕,国内仍将有一部分温室气体排放无法通过常规技术手段完成减排,BECCS、DAC技术预计将贡献58亿吨/年的CO2移除量。中国CCUS减排需求(亿吨/年)2510520302035204020502060202520150需求总量:0.140.31需求总量:0.581.47需求总量:4.257.26需求总量:8.8511.96需求总量:18.722.45需求总量:21.125.3火电行业+0.1火电行业+3.8 火电行业+2 火电行业+4 火电行业+0 钢铁行业+0.03 钢铁行业+0.15 钢铁行业+0.3 钢铁行业+0.5 钢铁行业+0 水泥行业+0.08 水泥行业+0.4
17、水泥行业+0.5 水泥行业+1.5 水泥行业+0 化工行业+0.4 化工行业+0.2 化工行业+0.3 化工行业+1 化工行业+0 钢铁行业火电行业总计水泥行业化工行业BECCS&DACBECCS&DAC+0.06BECCS&DAC+0.98BECCS&DAC+3.9BECCS&DAC+3BECCS&DAC+0.06 9 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)(2)源汇匹配潜力中国理论CO2地质封存容量约为1.214.13万亿吨,主要包括咸水层、油气田等地质构造(图1-5)。中国油田主要集中于松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地和准噶尔盆地,已探明油田可封存约200亿吨CO2
18、,其中适宜封存的油藏容量约50亿吨CO2。中国气藏主要分布于鄂尔多斯盆地、四川盆地、渤海湾盆地和塔里木盆地,中国已探明气藏最终可封存约150亿吨CO2。深部咸水层的封存容量为0.162.42万亿吨,塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、珠江口盆地等大中型沉积盆地,封存容量较大,封存条件相对较好。从源汇分布情况看,中国新疆、陕西、内蒙古等西北地区化石能源资源丰富,与塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等陆上封存地匹配度较高。东北、华北和川渝地区碳源与渤海湾盆地、松辽盆地、四川盆地和苏北盆地等大中型沉积盆地空间匹配相对较好。华东大部分地区和华南地区能源消费密集,CO2大量集中排放,陆上适合封存的盆地
19、少、封存容量小,且受人口密集分布等影响,封存选址较为困难;近海盆地具有分布广、封存容量大、安全与稳定性高等优势,可根据源汇匹配情况考虑实施海上地质封存的可行性。图1-5:中国理论地质封存容量 10 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)第二章中国CCUS发展现状 11 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)2.1 中国CCUS技术发展水平近年来,中国CCUS各环节技术取得显著进展,具备了CO2大规模捕集、管道输送、利用与封存系统设计能力和近期实现规模化应用的基础(图2-1)。但是,各环节技术发展并不均衡,与规模化商业应用仍存在不同程度的差距。CO2捕集技
20、术发展存在明显代际差异。第一代捕集技术中,燃烧前物理吸收技术发展比较成熟,已经处于商业应用阶段,与国际先进水平同步;燃烧后化学吸收技术在国际上已经处于商业应用阶段,中国还处于工业示范阶段。第二代和第三代捕集技术发展相对滞后,增压富氧燃烧和化学链燃烧技术在国内外均处于中试及以下阶段。同时,中国在BECCS和DAC等负排放技术领域积极开展了有益探索。其中,浙江大学和上海交通大学在DAC领域高性能吸附剂、吸收材料制备等关键技术研发方面取得了一定成果。在CO2输送方面,公路罐车和内河船舶运输技术均已开展商业化应用。罐车和内河船舶运输主要应用于规模10万吨/年以下的CO2输送。中国已投运的CCUS示范项
21、目多数规模较小,大多采用罐车运输。CO2船运属于液化气体船舶运输技术,中国已具备这类船舶的制造能力,华东油气田和丽水气田的部分CO2通过船舶运输。CO2管道运输的潜力最大,中国已经陆续开展了一些工程实践,中石化集团齐鲁石化-胜利油田项目已经建成百万吨级陆上CO2运输管道,全长109公里,设计最大输量170万吨CO2/年。海底管道输送成本比陆上管道高40%70%,在中国尚处于基础研究阶段。中国CO2化学和生物利用技术与国际发展水平基本同步,整体上处于工业示范阶段。在制备高附加值化学品方面,CO2重整制备合成气和甲醇技术较为领先。中国科学院大连化学物理研究所和中国中煤能源集团有限公司在内蒙古鄂尔多
22、斯立项开展10万吨/年CO2加氢制甲醇工业化项目。CO2合成化学材料技术已实现工业示范,如合成有机碳酸酯、可降解聚合物和氰酸酯/聚氨酯,以及制备聚碳酸酯/聚酯材料等。在CO2矿化利用方面,钢渣和磷石膏矿化利用技术已接近商业应用水平。包钢集团开展了碳化法钢渣综合利用产业化项目,利用CO2与钢渣生产高纯碳酸钙,每年可利用钢渣10万吨,成为全球首套固废与CO2矿化综合利用项目。在CO2地质利用方面,中国CO2-EOR和CO2地浸采铀技术发展水平较高,已接近或达到商业应用水平;强化深部咸水开采技术已完成先导性试验研究,与国外发展水平相当;强化天然气、页岩气开采,12 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCU
23、S)年度报告(2023)图2-1:国内外CCUS各环节技术发展水平CCUS技术概念阶段基础研究中试阶段工业示范商业应用捕集技术燃烧前-物理吸收法燃烧前-化学吸附法燃烧前-变压吸附法燃烧前-低温分馏法燃烧后-化学吸收法燃烧后-化学吸附法燃烧后-物理吸附法燃烧后-膜分离法富氧燃烧-常压富氧燃烧-增压化学链直接空气捕集运输技术罐车运输船舶运输管道运输化学与生物利用技术重整制备合成气制备液体燃料合成甲醇制备烯烃光电催化转化合成有机碳酸酯合成可降解聚合物合成氰酸酯/聚氨酯制备聚碳酸酯/聚酯材料钢渣矿化利用磷石膏矿化利用钾长石加工联合矿化混凝土养护利用微藻生物利用微生物固定合成苹果酸气肥利用地质利用与封存
24、技术强化采油驱替煤层气强化天然气开采强化页岩气开采地浸采铀技术采热利用强化深部咸水开采与封存集成优化管网优化集群枢纽安全监测国内2011国内2019国内2022国外2022 13 中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)置换水合物等技术与国际先进水平仍存在一定差距,目前尚处于基础研究阶段。在封存方面,继国家能源投资集团鄂尔多斯示范项目之后,中国海油在恩平15-1海上石油生产平台建设完成了中国首个海上CO2封存示范工程项目,预计高峰期每年可封存30万吨CO2。在CCUS系统集成优化方面,国内技术发展仍与国际水平存在明显差距。国外CCUS集成优化技术已普遍进入商业化应用阶段,而国
25、内大规模全链条示范经验不足,特别是在管网优化和集群枢纽方面,相关技术目前仅达到中试阶段。2.2 示范项目情况近年来,中国CCUS示范工程建设发展迅速,数量和规模均有显著增加,更多行业和领域开展CCUS技术应用,推动能耗成本持续下降。一 是 示 范 项目 数 量 和 规 模 迅 速增加。据不完全统计,截至2022年底,中国已投运和规划建设中的CCUS示范项目已接近百个(图2-2),其中已投运项目超过半数,具备CO2捕集能力约400万吨/年,注入能力约200万吨/年,分别较2021年提升33%和65%左右。碳中和目标提出以来,中国已投运和规划建设中的CCUS示范项目规模明显扩大(图2-3)。10万
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中国 二氧化碳 利用 封存 CCUS 年度报告 2023
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【Stan****Shan】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【Stan****Shan】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。