近日,世界煤炭協(xié)會(WCA)發(fā)布《推動CCUS部署:通向煤炭零排放之路》報告指出,化石燃料在未來幾十年仍將占全球能源的近四分之三,而煤炭在能源結(jié)構(gòu)中所扮演的重要角色不言而喻。尤其在亞洲、非洲發(fā)展中國家和新興發(fā)展經(jīng)濟(jì)體,煤炭將在加強(qiáng)能源安全、保障能源獲取和推動工業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。然而氣候挑戰(zhàn)嚴(yán)峻,想要實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》目標(biāo)就迫切需要加大碳捕集、利用和封存(CCUS)技術(shù)發(fā)展力度,推進(jìn)CCUS技術(shù)全球更快、更廣泛的部署,促進(jìn)煤炭行業(yè)的零排放、可持續(xù)發(fā)展。報告系統(tǒng)分析了全球CCUS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和問題,并提出了促進(jìn)CCUS發(fā)展的一系列建議。關(guān)鍵要點如下:
CCUS是實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》目標(biāo)所需的一項關(guān)鍵技術(shù)。國際能源署(IEA)2017年的預(yù)測顯示,要實現(xiàn)全球平均溫升控制在工業(yè)革命前水平2℃以內(nèi)的目標(biāo),就要求到2060年全球所削減的溫室氣體中有14%必須源自于CCUS的貢獻(xiàn)。全球碳捕集與封存研究所(GCCSI)預(yù)測,到2050年全球年度碳捕集量要達(dá)到50億噸,這將需要2732個以上的大規(guī)模CCUS設(shè)施,才能達(dá)到巴黎協(xié)定的目標(biāo)。這相當(dāng)于在2020-2050年間,每年要有90個CCUS設(shè)施投入運(yùn)營。IEA研究表明,與亞臨界電廠相比,相同規(guī)模的CCUS電廠可減少約25%的碳排放。目前,全球運(yùn)營(17個)和在建的CCUS大型示范項目總計21個,分散在亞洲、歐洲、北美和澳大利亞,所有這些項目將具備3700萬噸/年的碳捕集能力:
北美:加拿大的邊界大壩(BoundaryDam)項目是世界上第一個成功應(yīng)用燃燒后碳捕集技術(shù)的火電站,2014年投入運(yùn)行,CO2年捕集量達(dá)100萬噸,捕獲的CO2被壓縮注入地下以提高附近Weyburn油田的采收率。美國2017年1月投入運(yùn)行的佩特拉諾瓦(Petra Nova)碳捕集項目是世界上最大的燃燒后碳捕集項目,碳捕集量達(dá)140萬噸/年,捕獲的碳被運(yùn)送到West Ranch油田用于提高石油產(chǎn)量,項目運(yùn)行以來已使West Ranch的產(chǎn)量增加了1300%。美國的碳捕集技術(shù)開發(fā)和商業(yè)化以公私合作模式進(jìn)行,私營機(jī)構(gòu)在過去十年提供了20%的研發(fā)資金。懷俄明州綜合測試中心(ICT)是世界上少數(shù)可在燃煤電廠開展CCUS設(shè)施性能測試的機(jī)構(gòu)。美國國會于2018年初通過了“未來碳捕集、利用、地下封存和減排”(FUTURE)法案,將二氧化碳地下永久封存的45Q[1]稅收抵免由現(xiàn)在的22美元增加至2026年的50美元,這將導(dǎo)致未來六年約10億美元的投資。
澳大利亞:2006年,澳大利亞煤炭生產(chǎn)商成立了COAL21倡議,籌集資金用于支持CCUS商業(yè)化以及推進(jìn)其他低排放技術(shù)。自成立以來,COAL21已投資3億澳元用于推進(jìn)二氧化碳捕集和安全長期封存。澳大利亞的碳捕集和封存研究機(jī)構(gòu)CO2 CRC的Otway研究設(shè)施是世界領(lǐng)先的地質(zhì)封存研究和示范項目之一。
亞洲:中國一直是推動超臨界和超超臨界技術(shù)、部署超低排放技術(shù)的典范,工業(yè)部門通過建造先進(jìn)燃煤電站及資助CCUS在電力、鋼鐵、水泥和化工行業(yè)的研究和示范。目前中國有六個在建或早期開發(fā)的燃煤CCUS示范項目。日本長期以來一直是清潔煤技術(shù)的領(lǐng)先國家之一,兩個重大煤炭CCUS項目包括:①Osaki CoolGen項目正在進(jìn)行碳捕集和整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)試點示范;②日本環(huán)境和諧型煉鋼工藝技術(shù)開發(fā)項目(COURSE50)從煉鋼爐中捕集二氧化碳。印度正采取措施確保部署最低排放的燃煤電站,其最大的電力公用事業(yè)公司NTPC于2009年成立能源技術(shù)研究聯(lián)盟推進(jìn)CCUS技術(shù)。Anglo-Indian公司的潔凈碳方案在印度進(jìn)行了一個小規(guī)模CCUS項目,將從燃煤鍋爐中捕集的二氧化碳制造成產(chǎn)品來獲利。
歐洲:1996年以來,挪威的Sleipner和Snovit項目已經(jīng)捕獲并安全地將2000萬噸二氧化碳儲存到海洋深層咸水層中。近年來,歐洲煤炭CCUS發(fā)展面臨挑戰(zhàn),英國政府中止支持CCUS項目使該技術(shù)無法實施。
當(dāng)前,CCUS部署的速度太慢,難以滿足《巴黎氣候協(xié)定》承諾的減排目標(biāo),主要原因是缺乏穩(wěn)定的平等政策支持。為此,報告呼吁各國采取積極的行動,推進(jìn)CCUS更加廣泛和快速的部署,并提出了四大戰(zhàn)略性建議:
(1)通過強(qiáng)調(diào)CCUS在實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》目標(biāo)中的作用來爭取國際社會更大的支持。為實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》目標(biāo),部署CCUS花費(fèi)的資金占到全球國內(nèi)生產(chǎn)總值的約2.5%。如果沒有廣泛部署CCUS,該成本將呈指數(shù)級增長。然而,在最近的國際氣候討論中,只有十個國家確定了CCUS的重要性。未來18個月中,各國必須提交其至2050年的長期氣候減緩計劃。將CCUS納入巴黎協(xié)定基礎(chǔ)設(shè)施將真實地表明該技術(shù)的重要性。
(2)建立完善的法律和監(jiān)管制度。需要國家、區(qū)域和國際行動來提供監(jiān)管、法律和財務(wù)框架,以確保CCUS技術(shù)能夠以實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》目標(biāo)所需的速度和規(guī)模進(jìn)行部署。政策設(shè)計應(yīng)考慮公共/私人風(fēng)險分配,減少封存負(fù)擔(dān)并鼓勵適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施建設(shè),以建立封存場址集群。近期支持的活動包括:①支持政府制定CCUS部署的法律框架,包括封存安全要求;②探索和表征潛在封存場址;③支持政府制定政策激勵措施;④支持在運(yùn)行和/或關(guān)閉期間進(jìn)行測量、監(jiān)控和驗證。
(3)增加CCUS融資機(jī)會。預(yù)計將需要50億美元支持在發(fā)展中國家建設(shè)和運(yùn)營其他試點規(guī)模項目,這應(yīng)該成為《巴黎氣候協(xié)定》簽署方的近期氣候融資目標(biāo)。目前CCUS可以通過綠色氣候基金和全球環(huán)境基金獲得資助,然而至今只有一個項目獲得批準(zhǔn)。未來這兩種工具將為CCUS知識共享、能力開發(fā)以及最終項目開發(fā)動員提供更多層面的多邊支持。另外,世界銀行及其他機(jī)構(gòu)也可在實現(xiàn)煤炭零排放方面發(fā)揮作用。
(4)致力于研究和開發(fā)下一代CCUS技術(shù)。研發(fā)工作對于創(chuàng)新和提高CCUS效率至關(guān)重要,大學(xué)、工業(yè)和政府機(jī)構(gòu)的廣泛研究為碳捕集、運(yùn)輸和封存技術(shù)帶來了進(jìn)步。對研究的支持應(yīng)優(yōu)先考慮能夠最大限度地降低成本和改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的領(lǐng)域,可能包括:①通過配備CCS的生物質(zhì)發(fā)電實現(xiàn)凈-負(fù)排放,包括聯(lián)合燃煤發(fā)電;②下一代捕集技術(shù);③EOR之外的二氧化碳利用技術(shù)。此外,有可能通過項目部署實現(xiàn)重大突破和成本降低。
[1] 45Q稅收c美國“國內(nèi)稅收法”第45Q條,于2009年獲得通過,針對將人為排放的CO2進(jìn)行捕集并通過EOR(提高石油采收率)技術(shù)將其永久封存于地下的行為給予稅收抵免。