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CCUS和碳汇

作者:碳中和战略合作网  来源:碳交易研究所  发布时间:2022-05-24

碳中和战略合作网讯:

一、CCUS及其中国市场(一)什么是CCUS?CCUS全称Carbon Capture, Utilization and Storage,指碳捕集、封存及再利用技术。二氧化碳(CO2)捕集利用与封存 (CCUS) 是指将 CO2 从工业过程、能源利用或大气中分离出来,直接加以利用或注入地层以实现 CO2 永久减排的过程。作为应对全球气候变化的关键技术之一,CCUS旨在将CO2 从源头捕获,提纯继而循环再利用,或者封存于地下,从而平衡CO2对气候产生的消极影响。CCUS 在二氧化碳捕集与封存 (CCS) 的基础上增加了“利用(Utilization)”, 这一理念是随着CCS 技术的发展和对 CCS 技术认识的不断深化,在中美两国的大力倡导下形成的,目前已经获得了国际上的普遍认同。CCUS 按技术流程分为捕集、输送、利用与封存等环节。CO2 捕集是指将CO2从工业生产、能源利用或大气中分离出来的过程,主要分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和化学链捕集。CO2输送是指将捕集的CO2运送到可利用或封存场地的过程。根据运输方式的不同,分为罐车运输、船舶运输和管道运输,其中罐车运输包括汽车运输和铁路运输两种方式。CO2利用是指通过工程技术手段将捕集的CO2实现资源化利用的过程。根据工程技术手段的不同,可分为CO2地质利用、CO2化工利用和CO2生物利用等。其中,CO2地质利用是将 CO2 注入地下,进而实现强化能源生产、促进资源开采的过程,如提高石油、天然气采收率,开采地热、深部咸(卤)水、铀矿等多种类型资源。CO2封存是指通过工程技术手段将捕集的 CO2注入深部地质储层,实现CO2与大气长期隔绝的过程。按照封存位置不同,可分为陆地封存和海洋封存;按照地质封存体的不同,可分为咸水层封存、枯竭油气藏封存等。生物质能碳捕集与封存(BECCS)和直接空气碳捕集与封存(DACCS)作为负碳技术受到了高度重视。BECCS 是指将生物质燃烧或转化过程中产生的 CO2进行捕集、利用或封存的过程,DACCS 则是直接从大气中捕集CO2,并将其利用或封存的过程。


(二)中国 CCUS 现状中国已投运或建设中的 CCUS 示范项目约为40个,捕集能力300万吨 /年。多以石油、煤化工、电力行业小规模的捕集驱油示范为主,缺乏大规模的多种技术组合的全流程工业化示范。2019 年以来,主要进展如下 :捕集:国家能源集团国华锦界电厂新建15万吨/年燃烧后CO2捕集项目;中海油丽水36-1气田开展CO2分离、液化及制取干冰项目,捕集规模5万吨/年,产能25万吨/年。地质利用与封存:国华锦界电厂拟将捕集的CO2进行咸水层封存,部分CO2-EOR项目规模扩大。化工、生物利用:20万吨/年微藻固定煤化工烟气CO2生物利用项目;1万吨/年CO2养护混凝土矿化利用项目;3000吨/年碳化法钢渣化工利用项目。中国已具备大规模捕集利用与封存 CO2 的工程能力,正在积极筹备全流程CCUS 产业集群。国家能源集团鄂尔多斯CCS 示范项目已成功开展了10万吨/年规模的CCS 全流程示范。中石油吉林油田EOR项目是全球正在运行的21个大型 CCUS 项目中唯一一个中国项目,也是亚洲最大的 EOR 项目,累计已注入CO2超过200万吨。国家能源集团国华锦界电厂15万吨/年燃烧后 CO2捕集与封存全流程示范项目已于2019年开始建设,建成后将成为中国最大的燃煤电厂CCUS示范项目。2021年7月,中石化正式启动建设我国首个百万吨级CCUS项目(齐鲁石化—胜利油田CCUS项目)。中国 CCUS 技术项目遍布19个省份,捕集源的行业和封存利用的类型呈现多样化分布。中国13个涉及电厂和水泥厂的纯捕集示范项目总体 CO2捕集规模达 85.65万吨/年,11个CO2地质利用与封存项目规模达182.1万吨/年,其中EOR 的CO2利用规模约为154万吨/年。中国CO2 捕集源覆盖燃煤电厂的燃烧前、燃烧后和富氧燃烧捕集,燃气电厂的燃烧后捕集,煤化工的 CO2捕集以及水泥窑尾气的燃烧后捕集等多种技术。CO2封存及利用涉及咸水层封存、EOR、驱替煤层气 (ECBM)、地浸采铀、CO2矿化利用、CO2合成可降解聚合物、重整制备合成气和微藻固定等多种方式。图片二、碳汇(一)什么是碳汇(Carbon Sink)?碳汇(Carbon Sink):一般是指从空气中清除二氧化碳的过程、活动、机制。主要是通过植树造林、植被恢复等措施,吸收大气中的二氧化碳,从而减少温室气体在大气中浓度的过程。生态碳汇在传统碳汇的基础上,增加了草原、湿地、海洋等多个生态系统对碳吸收的作用。研究数据表明,我国的碳汇能力逐步提升,通过大力培育和保护人工林,2010-2016 年我国陆地生态系统年均吸收约11.1亿吨碳,吸收了同时期人为碳排放的 45%,可见林业碳汇在碳中和愿景中扮演重要角色,碳汇项目将助力我国实现碳中和目标。(二)碳汇的分类?“绿碳“(绿色碳汇):陆地绿色植物通过光合作用固定二氧化碳的过程,被称为“绿碳”。森林、河湖湿地、草原、农田等都属于“绿碳”范畴。作为陆地生态系统的主体,森林年均固碳量可抵消同期化石燃料碳排放的11%。目前,我国森林蓄积175.6亿立方米,森林植被总碳储量91.86亿吨。“蓝碳”(蓝色碳汇):利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳,并将其固定、储存在海洋的过程被称为“蓝碳”。红树林、海草床和滨海盐沼组成了“三大滨海蓝碳生态系统”。据统计,滨海湿地吸收二氧化碳的速率是陆地生态系统的10倍—100倍。


(三)碳汇可开发的项目?CCER林业碳汇项目要根据这些林业方法学进行开发,并且具备“额外性”,按国家有关政策和规则进行独立审定与核证,才有可能获得国家主管部门的备案和林业碳汇CCER签发,进行实现碳汇交易。主要林业碳汇项目包括:森林经营碳汇、造林碳汇、竹林经营碳汇、竹子造林碳汇等。通过探索可持续经营林业,在保持林业经济效益的同时,保护生态环境、提高森林质量、恢复自然景观、改善生态环境等方面起到了积极的示范作用。


(四)什么是碳源(Carbon Source)?碳源( Carbon Source) 是向大气中释放碳的过程、活动或机制,是指产生二氧化碳之源。它既来自自然界,也来自人类生产和生活过程。自然界中碳源主要是海洋、土壤、岩石与生物体,另外工业生产、生活等都会产生二氧化碳等温室气体,也是主要的碳排放源。这些碳中的一部分累积在大气圈中,引起温室气体浓度升高,打破了大气圈原有的热平衡,影响了全球气候变化。


(五)碳源与碳汇在概念上有什么不同?碳源与碳汇是两个相对的概念,即碳源是指自然界中向大气释放碳的母体,碳汇是指自然界中碳的寄存体。减少碳源一般通过二氧化碳减排来实现,增加碳汇则主要采用固碳技术。

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