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我国运行中或间歇运行中的CCUS项目
04 双碳目标下各行业CCUS减排需求
展望未来,根据国内外的研究结果,碳中和目标下中国CO2减排需求为:2030年0.2~4.08亿吨,2050年6~14.5亿吨,2060年10~18.2亿吨。各机构情景设置中主要考虑了中国实现1.5℃目标、2℃目标、可持续发展目标、碳达峰碳中和目标,各行业CO2排放路径、CCUS技术发展、以及CCUS可以使用或可能使用的情景等。
火电行业是当前中国CCUS示范的重点,预计到2025年,煤电CO2减排量将达到 600万吨/年,2040年达到峰值、为2~5亿吨/年。气电CCUS的部署也将逐渐展开,于2035年达到峰值后保持不变,当年减排量为0.2~1亿吨/年。
在中国预计到2050年仍将有大约9亿千瓦燃煤电厂在运行,CCUS技术的部署有助于充分利用现有的煤电机组,适当保留煤电产能、避免一部分煤电资产提前退役而导致资源浪费。现役先进煤电机组结合CCUS技术实现低碳化利用改造是释放CCUS减排潜力的重要途径。燃煤电厂加装CCUS可以捕获90%的碳排放量,使其变为一种相对低碳的发电技术。技术适用性标准和成本是影响现役煤电机组加装CCUS的主要因素。
钢铁行业预计到2030年CO2减排需求为0.02~0.05亿吨/年,2060年减排需求为 0.9~1.1亿吨/年。
中国钢铁生产工艺以排放量较高的高炉-转炉法为主,高炉-转炉法炼钢约89%的能源投入来自煤炭,导致中国吨钢碳排放较高。应用CCUS技术可以应用于钢铁行业的许多方面,主要包括氢还原炼铁技术中氢气的产生以及炼钢过程。
水泥行业预计2030年CO2减排需求为0.1~1.52亿吨/年, 2060年减排需求为1.9~2.1亿吨/年。
水泥行业石灰石分解产生的CO2排放约占水泥行业总排放量的60%,CCUS是水泥行业脱碳的必要技术手段。
石化和化工行业预计2030年石化和化工行业的CCUS减排需求 约为 5000 万吨,到 2040 年逐渐降低至0。
石化和化工行业是CO2的主要利用领域,通过化学反应可将CO2转变成其他物质,然后进行资源再利用。中国石化和化工行业有很多70%以上高浓度CO2排放源,主要集中在天然气加工厂、煤化工厂、氨/化肥生产厂、乙烯生产厂、甲醇乙醇生产厂等等。相较于其他低浓度排放源、石化和化工行业捕集能耗低、投资成本与运行维护成本低,有显著优势。因此,石化与化工领域高 浓度排放源可为早期 CCUS示范提供低成本机会。中国的早期CCUS示范项目优先采用高浓度排放源与 EOR相结合的方式产生收益,当市场油价处于高位时、CO2-EOR收益不仅可完全抵消CCUS成本,并为CCUS相关利益方创造额外经济利润,即以负成本实现CO2减排。
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