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最新訊息
2022/05/25 | CCUS和碳匯

一、CCUS及其中國市場

(一)什麼是CCUS?

CCUS全稱Carbon Capture, Utilization and Storage,指碳捕集、封存及再利用技術。

二氧化碳(CO2)捕集利用與封存(CCUS) 是指將CO2 從工業過程、能源利用或大氣中分離出來,直接加以利用或註入地層以實現CO2 永久減排的過程。作為應對全球氣候變化的關鍵技術之一,CCUS旨在將CO2 從源頭捕獲,提純繼而循環再利用,或者封存於地下,從而平衡CO2對氣候產生的消極影響。

CCUS 在二氧化碳捕集與封存(CCS) 的基礎上增加了“利用(Utilization)”, 這一理念是隨著CCS 技術的發展和對CCS 技術認識的不斷深化,在中美兩國的大力倡導下形成的,目前已經獲得了國際上的普遍認同。CCUS 按技術流程分為捕集、輸送、利用與封存等環節。

CO2 捕集是指將CO2從工業生產、能源利用或大氣中分離出來的過程,主要分為燃燒前捕集、燃燒後捕集、富氧燃燒和化學鏈捕集。

CO2輸送是指將捕集的CO2運送到可利用或封存場地的過程。根據運輸方式的不同,分為罐車運輸、船舶運輸和管道運輸,其中罐車運輸包括汽車運輸和鐵路運輸兩種方式。

CO2利用是指通過工程技術手段將捕集的CO2實現資源化利用的過程。根據工程技術手段的不同,可分為CO2地質利用、CO2化工利用和CO2生物利用等。其中,CO2地質利用是將CO2 注入地下,進而實現強化能源生產、促進資源開采的過程,如提高石油、天然氣採收率,開採地熱、深部咸(鹵)水、鈾礦等多種類型資源。

CO2封存是指通過工程技術手段將捕集的CO2注入深部地質儲層,實現CO2與大氣長期隔絕的過程。按照封存位置不同,可分為陸地封存和海洋封存;按照地質封存體的不同,可分為鹹水層封存、枯竭油氣藏封存等。

生物質能碳捕集與封存(BECCS)和直接空氣碳捕集與封存(DACCS)作為負碳技術受到了高度重視。BECCS 是指將生物質燃燒或轉化過程中產生的CO2進行捕集、利用或封存的過程,DACCS 則是直接從大氣中捕集CO2,並將其利用或封存的過程。

(二)中國CCUS 現狀

中國已投運或建設中的CCUS 示範項目約為40個,捕集能力300萬噸/年。多以石油、煤化工、電力行業小規模的捕集驅油示範為主,缺乏大規模的多種技術組合的全流程工業化示範。2019 年以來,主要進展如下:

捕集:國家能源集團國華錦界電廠新建15萬噸/年燃燒後CO2捕集項目;中海油麗水36-1氣田開展CO2分離、液化及製取乾冰項目,捕集規模5萬噸/年,產能25萬噸/年。

地質利用與封存:國華錦界電廠擬將捕集的CO2進行鹹水層封存,部分CO2-EOR項目規模擴大。

化工、生物利用:20萬噸/年微藻固定煤化工煙氣CO2生物利用項目;1萬噸/年CO2養護混凝土礦化利用項目;3000噸/年碳化法鋼渣化工利用項目。

中國已具備大規模捕集利用與封存CO2 的工程能力,正在積極籌備全流程CCUS 產業集群。國家能源集團鄂爾多斯CCS 示範項目已成功開展了10萬噸/年規模的CCS 全流程示範。中石油吉林油田EOR項目是全球正在運行的21個大型CCUS 項目中唯一一個中國項目,也是亞洲最大的EOR 項目,累計已註入CO2超過200萬噸。國家能源集團國華錦界電廠15萬噸/年燃燒後CO2捕集與封存全流程示範項目已於2019年開始建設,建成後將成為中國最大的燃煤電廠CCUS示範項目。2021年7月,中石化正式啟動建設我國首個百萬噸級CCUS項目(齊魯石化—勝利油田CCUS項目)。

中國CCUS 技術項目遍布19個省份,捕集源的行業和封存利用的類型呈現多樣化分佈。中國13個涉及電廠和水泥廠的純捕集示範項目總體CO2捕集規模達85.65萬噸/年,11個CO2地質利用與封存項目規模達182.1萬噸/年,其中EOR 的CO2利用規模約為154萬噸/年。中國CO2 捕集源覆蓋燃煤電廠的燃燒前、燃燒後和富氧燃燒捕集,燃氣電廠的燃燒後捕集,煤化工的CO2捕集以及水泥窯尾氣的燃燒後捕集等多種技術。CO2封存及利用涉及鹹水層封存、EOR、驅替煤層氣(ECBM)、地浸採鈾、CO2礦化利用、CO2合成可降解聚合物、重整製備合成氣和微藻固定等多種方式。

二、碳匯

(一)什麼是碳匯(Carbon Sink)?

碳匯(Carbon Sink):一般是指從空氣中清除二氧化碳的過程、活動、機制。主要是通過植樹造林、植被恢復等措施,吸收大氣中的二氧化碳,從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程。

生態碳彙在傳統碳彙的基礎上,增加了草原、濕地、海洋等多個生態系統對碳吸收的作用。

研究數據表明,我國的碳彙能力逐步提升,通過大力培育和保護人工林,2010-2016 年我國陸地生態系統年均吸收約11.1億噸碳,吸收了同時期人為碳排放的45%,可見林業碳彙在碳中和願景中扮演重要角色,碳匯項目將助力我國實現碳中和目標。

(二)碳彙的分類?

“綠碳“(綠色碳匯):陸地綠色植物通過光合作用固定二氧化碳的過程,被稱為“綠碳”。森林、河湖濕地、草原、農田等都屬於“綠碳”範疇。

作為陸地生態系統的主體,森林年均固碳量可抵消同期化石燃料碳排放的11%。目前,我國森林蓄積175.6億立方米,森林植被總碳儲量91.86億噸。

“藍碳”(藍色碳匯):利用海洋活動及海洋生物吸收大氣中的二氧化碳,並將其固定、儲存在海洋的過程被稱為“藍碳”。

紅樹林、海草床和濱海鹽沼組成了“三大濱海藍碳生態系統”。據統計,濱海濕地吸收二氧化碳的速率是陸地生態系統的10倍—100倍。

(三)碳匯可開發的項目?

CCER林業碳匯項目要根據這些林業方法學進行開發,並且具備“額外性”,按國家有關政策和規則進行獨立審定與核證,才有可能獲得國家主管部門的備案和林業碳匯CCER簽發,進行實現碳匯交易。

主要林業碳匯項目包括:森林經營碳匯、造林碳匯、竹林經營碳匯、竹子造林碳匯等。

通過探索可持續經營林業,在保持林業經濟效益的同時,保護生態環境、提高森林質量、恢復自然景觀、改善生態環境等方面起到了積極的示範作用。

(四)什麼是碳源(Carbon Source)?

碳源( Carbon Source) 是向大氣中釋放碳的過程、活動或機制,是指產生二氧化碳之源。它既來自自然界,也來自人類生產和生活過程。

自然界中碳源主要是海洋、土壤、岩石與生物體,另外工業生產、生活等都會產生二氧化碳等溫室氣體,也是主要的碳排放源。

這些碳中的一部分累積在大氣圈中,引起溫室氣體濃度升高,打破了大氣圈原有的熱平衡,影響了全球氣候變化。

(五)碳源與碳彙在概念上有什麼不同?

碳源與碳匯是兩個相對的概念,即碳源是指自然界中向大氣釋放碳的母體,碳匯是指自然界中碳的寄存體。

減少碳源一般通過二氧化碳減排來實現,增加碳匯則主要採用固碳技術。

來源:碳中和專委會