能把CO2變成寶的“碳捕手”生意難在何處

　　把廢棄的鋼渣和二氧化碳結(jié)合變成磚頭、用合成生物技術(shù)培養(yǎng)細(xì)菌去“吃”二氧化碳、用綠電電解二氧化碳制成綠色航空燃料……使出十八般武藝讓二氧化碳發(fā)生“變形記”，成為低成本的磚頭、衣服、食品、燃料——這些都是被稱為“碳捕手”的CCUS（二氧化碳的捕集、利用與封存）技術(shù)的“神奇”功效。

 

　　在全球變暖不斷加劇的情況下，CCUS被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)碳中和的“最后一公里”，因?yàn)榧词棺龅酵耆慌欧牛瑸榱藴p碳，也需要把之前排放的二氧化碳捕捉回來。

 

　　中國證券報(bào)記者調(diào)研采訪發(fā)現(xiàn)，CCUS技術(shù)當(dāng)前仍然面臨較大的成本掣肘，“重要但現(xiàn)階段還沒那么重要”“緊迫但也很謹(jǐn)慎”，這種矛盾的聲音充斥產(chǎn)業(yè)界。接受采訪的專家認(rèn)為，技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)創(chuàng)新是早日實(shí)現(xiàn)CCUS技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的重要途徑，當(dāng)前需要推動(dòng)政、產(chǎn)、學(xué)、研、金各方通力協(xié)作。同時(shí)，CCUS不是單一技術(shù)，涉及化工、地質(zhì)、能源、材料等多種學(xué)科與交叉創(chuàng)新，是長環(huán)節(jié)、跨領(lǐng)域、眾路線的多元、多維度復(fù)雜系統(tǒng)，也需要更為體系化的部署和更多元化的支撐方式。

 

　　托底的技術(shù)方案

 

　　在騰訊可持續(xù)社會(huì)價(jià)值副總裁許浩看來，CCUS這一大類技術(shù)有點(diǎn)類似于“托底”的技術(shù)。

 

　　據(jù)國際能源署測算，2050年全球能源系統(tǒng)如果要達(dá)到零排放，CCUS的減排量需要達(dá)到8%，而目前這個(gè)數(shù)字只有0.13%。“只有今天開始做，到2050年、2060年，這些技術(shù)才能成熟到可以規(guī)模化、低成本。”許浩告訴中國證券報(bào)記者。

 

　　尤其是考慮到我國以煤為主的資源稟賦和能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，CCUS技術(shù)能從源頭上大規(guī)模減少二氧化碳排放，對(duì)于實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義。

 

　　根據(jù)《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報(bào)告（2023）》預(yù)測，在“雙碳”目標(biāo)之下，中國CCUS二氧化碳減排需求：2025年將為2400萬噸/年，2030年將增至近1億噸/年，2040年將達(dá)到10億噸/年，2050年將超過20億噸/年，2060年將為23.5億噸/年。

 

　　分行業(yè)看，考慮到中國目前的發(fā)電裝機(jī)容量和能源安全的硬約束，火電行業(yè)將是CCUS的應(yīng)用重點(diǎn)，預(yù)計(jì)2060年將通過CCUS實(shí)現(xiàn)10億噸/年的二氧化碳減排量；鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)在提高生產(chǎn)效率和達(dá)到生產(chǎn)峰值后仍將有部分二氧化碳需要通過CCUS實(shí)現(xiàn)減排。

 

　　對(duì)于到2030年實(shí)現(xiàn)CCUS減排1億噸二氧化碳，許浩表示有信心。2023年3月，騰訊聯(lián)合產(chǎn)業(yè)合作伙伴發(fā)起了一項(xiàng)國內(nèi)CCUS領(lǐng)域金額最大的資助計(jì)劃“碳尋計(jì)劃”，共收到全國三百多個(gè)項(xiàng)目申報(bào)。在考察這些項(xiàng)目過程中，他發(fā)現(xiàn)，CCUS技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈上所有技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，中國都有參與，既包括央國企、科研機(jī)構(gòu)，也包括初創(chuàng)企業(yè)，呈現(xiàn)活躍態(tài)勢。

 

　　近年來，中國CCUS技術(shù)和示范取得長足發(fā)展，具備了二氧化碳大規(guī)模捕集、管道輸送、利用與封存系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。中國21世紀(jì)議程管理中心全球環(huán)境處處長張賢向中國證券報(bào)記者介紹：“從技術(shù)上講，無論是技術(shù)成熟度還是技術(shù)先進(jìn)程度，我們跟歐美都是并跑的，都處于工業(yè)化示范階段。但歐美在規(guī)模上更領(lǐng)先，美國的大型示范項(xiàng)目比我們多很多。此外，在個(gè)別環(huán)節(jié)，比如管網(wǎng)運(yùn)輸、海上封存，我們相比國際有所落后。”

 

　　為破解CCUS產(chǎn)業(yè)化發(fā)展瓶頸，近日國務(wù)院國資委啟動(dòng)第三批中央企業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體建設(shè)，圍繞戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)等重點(diǎn)領(lǐng)域，在工業(yè)軟件、工業(yè)母機(jī)、新能源等方向支持中央企業(yè)續(xù)建3個(gè)、新建17個(gè)創(chuàng)新聯(lián)合體。其中，中國石油和中國華能共同牽頭成立CCUS創(chuàng)新聯(lián)合體，以期引領(lǐng)我國CCUS產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

 

　　中國華能方面介紹，作為國內(nèi)最早開展二氧化碳捕集和二氧化碳驅(qū)油封存的企業(yè)，集團(tuán)和中國石油正在共同建設(shè)華能隴東能源基地全球規(guī)模最大的燃煤電廠150萬噸/年CCUS示范工程，未來將以該示范工程為牽引，長期目標(biāo)是構(gòu)建千萬噸級(jí)CCUS產(chǎn)業(yè)化能力。

 

　　處在早期階段

 

　　CCUS技術(shù)的重要戰(zhàn)略價(jià)值已屬于業(yè)內(nèi)共識(shí)，同時(shí)業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，成本是構(gòu)成CCUS進(jìn)一步推廣應(yīng)用的最大約束。雖然CCUS技術(shù)長期來看不可或缺，但現(xiàn)階段整體處于較為早期的發(fā)展階段。

 

　　《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報(bào)告（2023）》認(rèn)為，盡管中國CCUS技術(shù)發(fā)展迅速，但當(dāng)前階段面臨應(yīng)用成本高昂、有效商業(yè)模式欠缺、激勵(lì)和監(jiān)管措施不足、源匯匹配困難等多方面挑戰(zhàn)，距離大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)行仍有差距。

 

　　我國的CCUS技術(shù)包含了CCS（二氧化碳捕集與封存）、CCU（二氧化碳捕集與利用）的概念。“CCS的成本是制約其商業(yè)化、工業(yè)化的最大障礙。考慮當(dāng)前成本，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，2030年前大規(guī)模使用CCS面臨較大技術(shù)鎖定風(fēng)險(xiǎn)。”張賢表示，按照當(dāng)前CCUS技術(shù)成本計(jì)算，以電廠和水泥廠為例，加裝CCS之后，每度電和每噸水泥成本漲幅會(huì)超50%，鋼鐵廠加裝CCS之后，每噸鋼成本將上漲超15%。如果考慮未來全球氣候目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，或者全國碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，加裝CCUS將大規(guī)模減少全球或全國減排成本。

 

　　CCUS技術(shù)環(huán)節(jié)較多，包括捕集、利用、封存各項(xiàng)技術(shù)。張賢表示，各類CCUS技術(shù)成熟度差距較大，以二氧化碳捕集為例，空氣直接捕集技術(shù)處于實(shí)驗(yàn)室階段，電廠點(diǎn)源排放的二氧化碳捕集技術(shù)已達(dá)到示范階段。而二氧化碳利用的成熟度較高，如果2030年前能抓住機(jī)會(huì)，存在較多盈利空間。

 

　　諾丁漢大學(xué)卓越燈塔計(jì)劃（寧波）創(chuàng)新研究院可再生能源與儲(chǔ)能副教授Nicholas Mulei Musyoka在接受中國證券報(bào)記者采訪時(shí)表示，CCUS領(lǐng)域存在不同的技術(shù)發(fā)展路徑，需要綜合發(fā)展各項(xiàng)技術(shù)鏈并考慮它們的未來潛力。在CCU技術(shù)中，電力轉(zhuǎn)化工（Power-to-X）路徑將發(fā)揮關(guān)鍵作用，即用可再生能源生產(chǎn)綠氫，再與捕獲的二氧化碳反應(yīng)，生產(chǎn)可持續(xù)合成燃料和化工產(chǎn)品。同時(shí)，市場需要加速探索更吸引人也更具有成本競爭力的CCU技術(shù)。

 

　　許浩發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前跟CCUS有關(guān)的初創(chuàng)企業(yè)絕大部分都在做CCU，就是把二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇、丁醇、碳酸鈣等基礎(chǔ)工業(yè)原料。“哪怕今天我們還沒有明確的碳價(jià)格激勵(lì)，已經(jīng)有CCUS初創(chuàng)企業(yè)能夠進(jìn)行市場化發(fā)展，這意味著該項(xiàng)技術(shù)的潛力非常大，讓我們認(rèn)為CCUS很有前景。”許浩說。

 

　　讓許浩印象頗為深刻的項(xiàng)目是，南京食氣生化科技有限公司利用合成生物技術(shù)培養(yǎng)食氣梭菌，“讓細(xì)菌吃CO2”形成丁醇。這相比傳統(tǒng)石油丁醇路線，潛在可下降20%-50%的生產(chǎn)成本。

 

　　“大家探索CCUS的U還是比較多的，將二氧化碳電解到X，這個(gè)X指代反應(yīng)得到的產(chǎn)物是非常豐富的。”碳能科技CTO汪秀萍在接受中國證券報(bào)記者采訪時(shí)表示。她所在的碳能科技成立于2015年，致力于為排碳行業(yè)提供具有經(jīng)濟(jì)正向性的“碳中和”解決方案，通過自主研發(fā)的催化劑、電解反應(yīng)器和“碳捕集-利用一體化”工藝路線設(shè)計(jì)，結(jié)合綠電，將二氧化碳高效轉(zhuǎn)化為合成氣、合成油、甲醇等具備工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的綠色化學(xué)品和新材料。今年5月，百噸級(jí)電解二氧化碳制合成氣技術(shù)入圍工信部《國家工業(yè)和信息化領(lǐng)域節(jié)能降碳技術(shù)裝備推薦目錄（2024版）》。

 

　　汪秀萍介紹，2020年公司與內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)合作完成30噸-50噸/年減碳的中試驗(yàn)證，經(jīng)中國化工信息中心檢索查新，屬于國際首臺(tái)，使得這項(xiàng)技術(shù)路線在國際上率先實(shí)現(xiàn)由實(shí)驗(yàn)室走向工程放大。2024年，公司與榆林能源集團(tuán)橫山煤電公司、榆能研究院合作，采用二氧化碳富集-轉(zhuǎn)化一體化技術(shù)，開展500噸/年二氧化碳電解制合成氣工業(yè)示范研究，以火電廠煙道氣為原料，通過電解將二氧化碳轉(zhuǎn)化為合成氣，當(dāng)前所有關(guān)鍵設(shè)備已交付現(xiàn)場，進(jìn)入單機(jī)調(diào)試階段。

 

　　不過，汪秀萍坦言，客戶側(cè)整體對(duì)于CCUS的態(tài)度是“緊迫也謹(jǐn)慎”，“目前大家主要是對(duì)技術(shù)成熟度、可靠度、碳循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性以及應(yīng)用場景進(jìn)行更多的示范驗(yàn)證。”

 

　　汪秀萍分析，當(dāng)前之所以成本約束還比較大，一是因?yàn)楣潭ㄍ顿Y上還沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化效應(yīng)，現(xiàn)階段無論是關(guān)鍵材料、零部件，還有設(shè)備等基本都是定制化，所以加工制造成本較高；二是二氧化碳電解的運(yùn)行成本主要是電力成本仍然較高，未來隨著綠電成本繼續(xù)下探，將有利于這項(xiàng)技術(shù)推廣應(yīng)用；三是綠色產(chǎn)品沒有溢價(jià)，基本和傳統(tǒng)化石產(chǎn)品等價(jià)銷售，無法體現(xiàn)綠色價(jià)值。

 

　　“我們?cè)谥铝τ谕ㄟ^材料自身性能突破、反應(yīng)裝備和工藝升級(jí)等措施，實(shí)現(xiàn)電解效率提升，盡力克服成本約束。”汪秀萍說。

 

　　合力跨越“死亡谷”

 

　　張賢強(qiáng)調(diào)，未來降低技術(shù)成本最主要的還是加快技術(shù)研發(fā)示范，加速CCUS技術(shù)迭代，“比如捕集二代技術(shù)可以比一代技術(shù)成本降低超30%。”

 

　　汪秀萍表示，大力投資CCUS技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，以降低CCUS成本，是實(shí)現(xiàn)CCUS大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素。她建議，我國可圍繞CCUS各環(huán)節(jié)開展核心技術(shù)攻關(guān)并設(shè)立專項(xiàng)研發(fā)資金，為CCUS的全流程技術(shù)創(chuàng)新提供支持。

 

　　“現(xiàn)在最關(guān)鍵的就是我們?cè)趺赐苿?dòng)技術(shù)創(chuàng)新，讓技術(shù)迭代進(jìn)程越快越好，因?yàn)槎趸歼€在不停地往大氣里排放，我們需要以更緊迫的時(shí)間表來做這件事，盡快進(jìn)行研發(fā)、試點(diǎn)、規(guī)?；?，把成本打下來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。”許浩說，這也正是騰訊發(fā)起“碳尋計(jì)劃”的初心。“我們聯(lián)合包括河鋼集團(tuán)、華潤集團(tuán)、海螺集團(tuán)等合作伙伴，為脫穎而出的項(xiàng)目提供億元級(jí)資金和資源支持，以助推這些前沿技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化第一步。”許浩介紹。

 

　　許浩說，“碳尋計(jì)劃”終選名單里的項(xiàng)目將陸續(xù)在今年和明年完成試點(diǎn)建設(shè)，希望成為CCUS領(lǐng)域的“最佳可用技術(shù)”，推動(dòng)CCUS在中國形成一個(gè)真正的產(chǎn)業(yè)。今年第二期“碳尋計(jì)劃”將擴(kuò)大為在全球范圍內(nèi)尋找前沿的低碳技術(shù)，在CCUS和碳移除技術(shù)的基礎(chǔ)上，覆蓋包括長時(shí)儲(chǔ)能等更多創(chuàng)新技術(shù)，并與更多國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)伙伴合作，在全球范圍內(nèi)助力技術(shù)跨越“死亡谷”。

 

　　此外，好的市場激勵(lì)機(jī)制也是盤活產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。張賢認(rèn)為，歐美依靠市場來推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和推廣的經(jīng)驗(yàn)值得我們學(xué)習(xí)，特別是要營造更好的價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制，來加速技術(shù)推廣。

 

　　中創(chuàng)碳投首席雙碳官孟兵站認(rèn)為，CCUS的發(fā)展需要更多元化的支撐方式，將CCUS納入溫室氣體自愿減排交易市場，可以獲得額外的市場資金支持。近期，全國環(huán)境技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)已經(jīng)在征求國家標(biāo)準(zhǔn)《碳捕集、利用與封存（CCUS）項(xiàng)目溫室氣體減排量化和核查技術(shù)規(guī)范》的意見，將進(jìn)一步推動(dòng)CCUS項(xiàng)目減排量量化以及交易工作市場化。

 

　　“對(duì)于CCUS，大家的關(guān)注點(diǎn)主要在成本上，CCUS還在尋找與新能源、工業(yè)系統(tǒng)耦合發(fā)展的新模式。”汪秀萍建議，CCUS項(xiàng)目涉及多個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同合作，應(yīng)搭建上中下游全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動(dòng)平臺(tái)，加快從點(diǎn)上探索邁向體系化布局；同時(shí)，CCUS在技術(shù)推廣、項(xiàng)目建設(shè)與管理、風(fēng)險(xiǎn)管理等環(huán)節(jié)尚無標(biāo)準(zhǔn)遵循，需要完善評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量和認(rèn)證體系建設(shè)，加強(qiáng)CCUS碳足跡研究與核算。