2022年CCUS行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及成長空間分析

1、2022年CCUS行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及成長空間分析1. CCUS是實(shí)現(xiàn)凈零碳排放的關(guān)鍵手段1.1 CCUS是實(shí)現(xiàn)凈零碳排放的核心技術(shù)之一碳捕集利用與封存技術(shù)（CCUS）是指通過地質(zhì)利用、化工利用和生物利用等資 源化利用手段，將化石能源利用或工業(yè)過程排放的CO2以及從空氣中捕集的CO2 進(jìn)行封存或轉(zhuǎn)化為燃料和化工產(chǎn)品的技術(shù)手段。1.2 CCUS 技術(shù)流程及分類示意CCUS按技術(shù)流 程分為捕集、輸 送、利用與封存 等環(huán)節(jié)。 近十余年來 ， CCUS技術(shù)種類 不斷增多并日趨 完善。已形成的 CO2捕集技術(shù)覆 蓋了主要的碳排 放源類型，CO2 利用與封存技術(shù) 在石油、化工、 煤炭和電力等行 業(yè)都有工程實(shí)踐。

2、1.3 全球CCUS行業(yè)總體保持增長勢頭目前全球CCUS行業(yè)總體保持增長勢頭。據(jù)Global CCS Institute，20102020 年間全球有60個CCUS項(xiàng)目投入運(yùn)營，是19902000年間的1.71倍。美國、加拿 大、澳大利亞、日本及阿聯(lián)酋等國家均在加速推進(jìn)CCUS項(xiàng)目的工業(yè)化。1.4 CCUS長期發(fā)展?jié)摿Υ筝^大的理論封存容量空間在一定程度上說明CCUS長期發(fā)展助力全球碳減排具有 可行性。根據(jù)中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021） ， 全球陸上理論碳封存容量為642萬億噸，海底理論碳封存容量為213萬億噸。1.5 CCUS將為全球凈零排放貢獻(xiàn)15%減排量國際能源

3、署（IEA） 評估，全球利用碳 捕 集 技 術(shù) 捕 集 的 CO2總量將從2020 年的約4000萬噸增 至2050年的約76億 噸，增幅超過一百 倍；在可持續(xù)發(fā)展 情景中，全球2070 年實(shí)現(xiàn)凈零排放， CCUS 將 貢 獻(xiàn) 15% 的累積減排量。2. CCUS技術(shù)流程及應(yīng)用案例2.1 CO2捕集：技術(shù)概述CO2 捕集： 將 CO2 從 工 業(yè)生產(chǎn) 、 能 源 利 用 或 大 氣 中 分 離 出 來 的 過 程 ， 主 流 技 術(shù) 包 括 燃 燒 前 捕 集 、 燃 燒 后 捕 集 和 富 氧 燃燒。2.2 CO2運(yùn)輸：技術(shù)概述CO2輸送：將捕集的CO2運(yùn)送到可利用或封存場地的過程。根據(jù)運(yùn)輸

4、方式的不同， 可以分為管道、船舶、公路、鐵路運(yùn)輸?shù)鹊取?.3 CO2利用與封存：技術(shù)概述CO2利用：通過工程技術(shù)手段將捕集的CO2實(shí)現(xiàn)資源化利用的過程。根據(jù)工程技術(shù)手段 的不同，可分為CO2地質(zhì)利用、CO2化工利用和CO2生物利用等。CO2封存：通過工程技術(shù)手段將捕集的CO2注入深部地質(zhì)儲層，實(shí)現(xiàn)CO2與大氣長期隔 絕的過程。現(xiàn)階段確定的三類主要地質(zhì)封存儲層有枯竭油氣藏、煤層和咸水層。據(jù)中 國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021），深部咸水層封存占據(jù)主導(dǎo) 位臵，其封存容量占比約98%。2.4 CCUS技術(shù)發(fā)展階段目前國內(nèi)外CCUS各技術(shù)環(huán)節(jié)均取得了顯著進(jìn)展，部分技術(shù)已經(jīng)具備商業(yè)

5、化應(yīng)用潛力。 CO2捕集：國內(nèi)外燃燒前物理吸收法已經(jīng)處于商業(yè)應(yīng)用階段；其它大部分捕集 技術(shù)處于工業(yè)示范階段。 CO2運(yùn)輸：國外罐車運(yùn)輸、船舶運(yùn)輸和管道運(yùn)輸均已實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用，國內(nèi)罐車 運(yùn)輸和船舶運(yùn)輸技術(shù)已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用階段，主要應(yīng)用于10萬噸/年以下規(guī)模CO2 輸送。3. 高昂成本制約CCUS規(guī)?；l(fā)展3.1 現(xiàn)階段CCUS技術(shù)成本偏高，經(jīng)濟(jì)性較差現(xiàn)階段CCUS技術(shù)成本偏高，暫不具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用。電力、 水泥是我國減排成本較高的行業(yè)，凈減排成本分別為300600RMB/噸CO2、 180730RMB/噸CO2。煤化工和石油化工領(lǐng)域的一體化驅(qū)油示范項(xiàng)目凈減排成 本最低可達(dá)到120R

6、MB/噸CO2。 CCUS技術(shù)的普及和推廣還受到地質(zhì)條件和應(yīng)用場景等約束。3.2 CO2捕集成本占CCUS總成本70%80%因捕集過程的高能耗，捕集成本約占總成本的70%-80%。CO2捕集成本因CO2來 源的不同而有很大差異。根據(jù)楊文潔碳捕獲使用與埋存（CCUS）技術(shù)路徑的 成本分析研究，電力部門部署CCUS的凈減排成本為425.83597.88RMB/噸 CO2。按度電CO2排放1100g計(jì)算，度電成本將增加0.470.66RMB/KWh。3.3 CO2管道運(yùn)輸成本隨著運(yùn)輸容量增多降低政府間氣候變化專門委員會（IPCC）、歐洲零排放化石燃料發(fā)電廠技術(shù)平臺 （ZEP）和美國能源部（USDOE

7、）分別在不同時間發(fā)布了關(guān)于不同CO2運(yùn)輸容量 的陸上和海上管道的運(yùn)輸成本的估計(jì)。3.4 CO2利用能夠?qū)崿F(xiàn)一定經(jīng)濟(jì)收益由于利用模塊所涉及的領(lǐng)域十分廣泛，對于CO2利用技術(shù)的成本收益數(shù)據(jù)整合 難以展開，技術(shù)的成本收益取決于產(chǎn)品價格、利用效率等多方面因素。根據(jù)王堯基于鋼鐵廠碳捕集的CCUS-EOR全流程項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價研究， 影響鋼鐵廠CCUS-EOR項(xiàng)目內(nèi)部收益率的主要因素包括油價、驅(qū)油比、碳價、 國家資金支持和運(yùn)營成本。在油價60USD/bbl，驅(qū)油比3.5：1，碳封存補(bǔ)貼0元/ 噸，運(yùn)營成本按照100%計(jì)算，碳交易價格為0元/噸的基準(zhǔn)情景下，基于鋼鐵廠 碳捕集的CCUS-EOR全流程項(xiàng)目的總

8、投資約為55億元，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部收益率 12.9%。3.5 碳封存單位成本隨著CO2存儲量增加下降CO2封存成本主要由儲層質(zhì)量和整個項(xiàng)目生命周期內(nèi)注入的二氧化碳質(zhì)量決定。 存儲的單位成本隨著所存儲的CO2的質(zhì)量增加而降低。3.6CCUS未來整體降本趨勢隨著市場的增長、技術(shù)的發(fā)展、融資成本的下降、規(guī)模經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)以及CCUS設(shè) 施建設(shè)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的積累，CCUS經(jīng)濟(jì)性有望顯著提高。3.7 不同版本報告降本趨勢比較通過比較中國碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展路線圖（2019 版）和中國二氧化 碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）中披露的未來CCUS降本趨勢， 可以發(fā)現(xiàn)：CO2捕集成本： 2030-20

9、40年是實(shí)現(xiàn)CO2捕集技術(shù)成本下降和實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵時期。 兩份報告均認(rèn)為2040年的CO2捕集成本約將下降為2030年的一半。因此，我們認(rèn)為 實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)之后的十年，是CO2捕集成本下降的關(guān)鍵時期。由于CO2捕集成本 占CCUS總成本70%80%，整體來看2030-2040年也是CCUS技術(shù)降本的關(guān)鍵時期。富氧燃燒技術(shù)在2040年后才將逐步具有經(jīng)濟(jì)競爭力。2019年報告將CO2捕集成本 分為高濃度捕集和低濃度捕集，對照2021年報告中燃燒前、燃燒后及富氧燃燒三種 技術(shù)的成本趨勢，我們認(rèn)為：由于CO2捕集的富氧燃燒技術(shù)路線的成本較高，2040 年前，無論是高濃度還是低濃度CO2捕集

10、均主要圍繞燃燒前和燃燒后技術(shù)，富氧燃 燒技術(shù)難以投入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。2040年之后，富氧燃燒的成本持續(xù)下降，更具 經(jīng)濟(jì)競爭力。3.8降本趨勢下，CCUS逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)?；渴鸶鶕?jù)Greig和 Uden（2021） 的研究結(jié)果， 不同氣候政 策情景下， 到2050年全 球CCUS項(xiàng) 目碳減排量 集中在50- 150 億噸/年 左右。3.9 伴隨CCUS降本，碳價或出現(xiàn)向下拐點(diǎn)2021年以來，歐洲碳交易市場十分活躍，歐盟碳價在2021年12月達(dá)到了90EUR/ 噸CO2區(qū)間。據(jù)江蘇節(jié)能網(wǎng)援引標(biāo)普全球普氏分析公司預(yù)測，歐盟碳價從2022 年起就不會低于60EUR/噸CO2，到2030年將維持在100E

11、UR/噸CO2左右。長期來看，CO2減排成本將決定碳價。伴隨著CCUS技術(shù)進(jìn)步以及成本下降，我 們預(yù)計(jì)歐洲碳交易價格或?qū)⒃?030年后迎來降價拐點(diǎn)。4. 中國CCUS行業(yè)成長空間可期4.1 CCUS能為中國“雙碳”目標(biāo)提供有效支撐我們認(rèn)為CCUS與新能源等技術(shù)是競爭融合 關(guān)系，化石能源+CCUS與新能源互補(bǔ)將為“雙碳”實(shí)現(xiàn)提供有效支撐。4.2 中國正有序部署CCUS技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用為加快推動CCUS技術(shù)支撐碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，中國目前正在有序部署 CCUS技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。4.3 “雙碳”目標(biāo)下，中國CCUS成長空間可期根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織中國2030年前碳達(dá)峰研究，中國將在2028年

12、實(shí) 現(xiàn)全社會碳排放量達(dá)峰，屆時CCUS將移除0.6億噸的碳排放量，僅占全社會總排 放量（102.3+13+0.2=115.5億噸）的0.5%。2035年，CCUS將貢獻(xiàn)1億噸的減碳能 力，占全社會總排放量（77.1+11+0.2=88.3億噸）的1.1%。根據(jù)中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021），中國CCUS 的減排潛力將在2040年后實(shí)現(xiàn)明顯突破。2040/2050/2060年，中國CCUS整體減 排潛力將分別達(dá)到3.713億噸/年， 614.5億噸/年以及1018.2億噸/年，其中，電 力行業(yè)減排需求潛力較大，在2040-2060年間維持在2.26億噸/年。伴隨著技術(shù)

13、進(jìn)步和規(guī)模化應(yīng)用，CCUS利用和封存潛力空間不斷釋放。根據(jù)中國 二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021），2040/2050/2060年， 中國CCUS整體利用與封存潛力將分別達(dá)到6.211.7億噸/年，9.619.9億噸/年以 及12.229.2億噸/年。5. 火電+CCUS為電力行業(yè)深度脫碳提供重要技術(shù)選擇5.1 火電行業(yè)是當(dāng)前中國 CCUS 示范的重點(diǎn)充分考慮電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速減排并保證靈活性、可靠性等多重需求，火電加裝 CCUS是電力部門具有競爭力的重要技術(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)凈零碳排放，提供穩(wěn)定清潔 低碳電力，平衡可再生能源發(fā)電的波動性，并在避免季節(jié)性或長期性的電力短缺 方面發(fā)揮

14、慣性支撐和頻率控制等重要作用。因此，火電行業(yè)是當(dāng)前中國CCUS示范 的重點(diǎn)。5.2 基于源匯匹配的中國火電CCUS減排潛力CCUS源匯匹配主要考 慮排放源和封存場地的 地理位臵關(guān)系和環(huán)境適 宜性。 基于源匯匹配中國火電 CCUS減排潛力，可以 發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)噶爾盆地、吐魯 番-哈密盆地、鄂爾多 斯盆地、松遼盆地和渤 海灣盆地是火電行業(yè)部 署 CCUS 技 術(shù) （ 包 括 CO2-EOR）的重點(diǎn)區(qū) 域 ， 適宜優(yōu)先開展 CCUS早期集成示范項(xiàng) 目，推動CCUS技術(shù)大 規(guī)模、商業(yè)化發(fā)展。5.3 海外火電目前面臨較高的環(huán)保成本根據(jù)IEA發(fā)布的Projected Costs of Generating Ele

15、ctricity 2020中披 露的不同發(fā)電技術(shù)全生命周期度電成本，可以發(fā)現(xiàn)部署CCUS將導(dǎo)致海外火 電發(fā)電成本上升約20USD/MWh; 根據(jù)2021年美元兌人民幣平均匯率6.45折 算 ， 測算由于部署 CCUS 技 術(shù) ， 海外火電發(fā)電成本將上升約 0.129 RMB/KWh；2021年，歐盟排放權(quán)配額（EUA）價格為53.59EUR/噸CO2，根據(jù)2021年 度歐元兌人民幣平均匯率7.63，度電CO2排放1100g折算，海外火電發(fā)電所 需額外支付的碳排放成本為0.450RMB/KWh；因此，若部署CCUS技術(shù)進(jìn)行碳減排，海外火電可以降低0.321RMB/KWh （0.450-0.129=0.321RMB/KWh）的發(fā)電成本，該成本即為目前海外火電 的環(huán)保成本。5.4 降本趨勢下，火電CCUS組合更具競爭力伴隨CCUS降本趨勢的延續(xù)，火電CCUS組合在電力系統(tǒng)中將更具經(jīng)濟(jì)競爭力。根 據(jù)北極