在碳中和趋势推动下,发展碳捕集与封存(CCS)技术对于构建绿色低碳、安全可靠的能源系统至关重要。近年来,全球CCS技术获得源源不断的发展动力。国际能源署(IEA)数据显示,截至今年一季度,全球运营的CCS项目年产能已超过5000万吨,较2024年保持平稳增长。基于各国现有CCS项目规划,预计2030年全球碳捕集能力将达到4.3亿吨/年、碳封存能力将达到6.7亿吨/年。虽然当前的发展速度尚不足以支撑到2050年实现全球净零排放目标,但CCS项目、技术和投资等方面的进展令人鼓舞。
全球CCS项目实现“从0到1”的突破
2024年,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术在全球多个行业首次应用,相关项目进入实质性建设或运营阶段,实现了“从0到1”的突破,这一年也被业界称为“CCS首创之年”。亮点项目包括:英国首座配备CCS技术的燃气电厂获批,碳捕集量为200万吨/年;瑞典一家热电联产厂配备CCS技术支撑的装置;全球首个枯竭气田大规模碳封存项目在澳大利亚开始运营;印尼Tangguh天然气处理厂项目做出最终投资决定;肯尼亚直接空气捕集(DAC)试点项目开工建设。
我国的进步尤为亮眼。在政策扶持和市场需求的驱动下,我国CCS/CCUS上下游产业链正在快速构建。综合我国CCS年度报告和相关科研机构发布的数据,近几年,我国CCS/CCUS产业发展各项指标良好,发展潜力较大。
从项目数量看,2021年~2024年7月,我国规划运行的CCUS工程项目数量由40个增至120个,实现成倍增长。碳捕集和回注能力均快速提升。2024年,碳捕集能力达到600万吨/年,较2021年翻番;注入能力达到200万吨/年以上,较2021年增长60%以上。CCS/CCUS实施项目遍及钢铁、石油化工、电力(包括新能源)、运输、制造业等多个领域。
从动力机制看,自愿碳市场的强劲需求成为推动CCS的重要力量。2024年,全球生物能源碳捕集与封存(BECCS)项目开发商和DAC项目开发商签署了近600万吨二氧化碳去除协议,占全年碳去除信用额交易的75%,与2023年相比翻了一番。碳市场的兴起虽有政策、市场因素推动,但根本动力与化石能源减排的需求密切相关。
欧洲能源转型:理想与现实的落差
2008年全球经济危机后,发展实体经济,特别是绿色低碳经济,成为各国摆脱危机后遗症、尽快步入经济复苏轨道的重要路径。鉴于温室气体排放主要来自能源生产和消费,推动能源结构调整成为经济危机后降碳、去碳的关键。
初期,许多国家采取激进措施,力图快速将能源结构从以化石能源为主转向以非化石能源为主,加大去煤、去油气力度,希望通过非化石能源的快速替代达到降碳目的。这方面欧盟国家尤其典型,率先提出燃油车禁售时间表、淘汰煤电产能、制定碳中和路线图。
然而,理想很丰满,现实很骨感。经济危机后,全球又遭遇疫情冲击,欧洲出现了能源短缺状况,经济发展动能不足甚至出现衰退,导致能源转型缺乏必要的资金支持,步伐明显放缓。
多重推力下的全球CCS热潮
过分强调发展绿色低碳能源的实践还遇到了一些不可预期的挑战。由于季节和昼夜交替的影响,可再生能源存在供应不稳定问题,而气候异常则进一步加剧了这种不确定性,以致于能源危机来临时各国应急能力捉襟见肘。完全依靠市场机制的美国得克萨斯州,在遭遇天价电费时手足无措的状况就很有代表性。
值得庆幸的是,面对突发的能源供应不稳定现象,欧美国家进行了反思并调整策略、及时止损,突出体现为欧洲政要对化石能源的态度不再一味排斥。
德国是欧洲经济大国,能源转型一向比较激进,反核、去化石能源的节奏一度领衔欧洲。但在能源短缺状况发生后,德国的政策明显有所缓和。近期大选后,德国新政府的施政纲领有意回避了燃油车禁售时间表,以及不发展核电的主张。法国的情况也类似,从核电削减转向核电复兴。英国甚至一度重启了废弃的煤电产能。不过,欧洲在适度回归化石能源的同时,并未放弃对可再生能源的追求。
美国作为传统化石能源消费大国,国内能源结构之争一直存在,特朗普当政后,由于偏爱化石能源,煤炭、油气行业获得了更大的发展空间。
多种因素巩固了欧美化石能源的主体地位。为实现绿色低碳目标,寻求折中的政策和手段也成为必然选择,政策和技术革新的焦点自然转向了兼容化石能源利用与减排目标的CCS技术。这正是CCS技术和投资在全球“爆火”的原因。
中国和中东:崛起中的CCUS力量
就发展趋势来看,虽然CCS技术拓展至许多新领域,但目前产能仍相对集中。相关机构预测,2030年前,全球可能投产的碳捕集产能中,约80%将在欧美国家。不过,未来十年不可预见事件使得CCS发展趋势仍然存在变数。
CCS中长期发展将受政策韧性、新参与者进入、碳市场、供应链压力及数据中心快速增长等多方面因素影响,难以做出具体预测。值得关注的是,我国以及越南、印尼、中东等化石能源消费较大的国家和地区正大力投入CCS规划与发展,不排除十年后取代欧美国家成为全球CCS中心的可能。
国际能源署数据显示,我国和中东地区推进CCUS布局的力度较大,到2030年,在建项目碳捕集产能将超过1500万吨/年,占全球运营及在建项目的25%。我国即将投运的燃煤电厂碳捕集装置产能将达到150万吨/年,有望成为全球同类最大项目。此外,在严格的监管措施推动下,巴西、印尼和日本也在积极筹划CCS项目投资和产业化发展。(作者:罗佐县 作者单位:中国石化经济技术研究院)