2022年CCUS行业发展现状及成长空间分析

1、2022年CCUS行业发展现状及成长空间分析1. CCUS是实现净零碳排放的关键手段1.1 CCUS是实现净零碳排放的核心技术之一碳捕集利用与封存技术（CCUS）是指通过地质利用、化工利用和生物利用等资 源化利用手段，将化石能源利用或工业过程排放的CO2以及从空气中捕集的CO2 进行封存或转化为燃料和化工产品的技术手段。1.2 CCUS 技术流程及分类示意CCUS按技术流 程分为捕集、输 送、利用与封存 等环节。 近十余年来 ， CCUS技术种类 不断增多并日趋 完善。已形成的 CO2捕集技术覆 盖了主要的碳排 放源类型，CO2 利用与封存技术 在石油、化工、 煤炭和电力等行 业都有工程实践。

2、1.3 全球CCUS行业总体保持增长势头目前全球CCUS行业总体保持增长势头。据Global CCS Institute，20102020 年间全球有60个CCUS项目投入运营，是19902000年间的1.71倍。美国、加拿 大、澳大利亚、日本及阿联酋等国家均在加速推进CCUS项目的工业化。1.4 CCUS长期发展潜力大较大的理论封存容量空间在一定程度上说明CCUS长期发展助力全球碳减排具有 可行性。根据中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2021） ， 全球陆上理论碳封存容量为642万亿吨，海底理论碳封存容量为213万亿吨。1.5 CCUS将为全球净零排放贡献15%减排量国际能源

3、署（IEA） 评估，全球利用碳 捕 集 技 术 捕 集 的 CO2总量将从2020 年的约4000万吨增 至2050年的约76亿 吨，增幅超过一百 倍；在可持续发展 情景中，全球2070 年实现净零排放， CCUS 将 贡 献 15% 的累积减排量。2. CCUS技术流程及应用案例2.1 CO2捕集：技术概述CO2 捕集： 将 CO2 从 工 业生产 、 能 源 利 用 或 大 气 中 分 离 出 来 的 过 程 ， 主 流 技 术 包 括 燃 烧 前 捕 集 、 燃 烧 后 捕 集 和 富 氧 燃烧。2.2 CO2运输：技术概述CO2输送：将捕集的CO2运送到可利用或封存场地的过程。根据运输

4、方式的不同， 可以分为管道、船舶、公路、铁路运输等等。2.3 CO2利用与封存：技术概述CO2利用：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。CO2封存：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。现阶段确定的三类主要地质封存储层有枯竭油气藏、煤层和咸水层。据中 国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2021），深部咸水层封存占据主导 位臵，其封存容量占比约98%。2.4 CCUS技术发展阶段目前国内外CCUS各技术环节均取得了显著进展，部分技术已经具备商业

5、化应用潜力。 CO2捕集：国内外燃烧前物理吸收法已经处于商业应用阶段；其它大部分捕集 技术处于工业示范阶段。 CO2运输：国外罐车运输、船舶运输和管道运输均已实现商业应用，国内罐车 运输和船舶运输技术已达到商业应用阶段，主要应用于10万吨/年以下规模CO2 输送。3. 高昂成本制约CCUS规模化发展3.1 现阶段CCUS技术成本偏高，经济性较差现阶段CCUS技术成本偏高，暂不具备较强的经济性实现大规模推广应用。电力、 水泥是我国减排成本较高的行业，净减排成本分别为300600RMB/吨CO2、 180730RMB/吨CO2。煤化工和石油化工领域的一体化驱油示范项目净减排成 本最低可达到120R

6、MB/吨CO2。 CCUS技术的普及和推广还受到地质条件和应用场景等约束。3.2 CO2捕集成本占CCUS总成本70%80%因捕集过程的高能耗，捕集成本约占总成本的70%-80%。CO2捕集成本因CO2来 源的不同而有很大差异。根据杨文洁碳捕获使用与埋存（CCUS）技术路径的 成本分析研究，电力部门部署CCUS的净减排成本为425.83597.88RMB/吨 CO2。按度电CO2排放1100g计算，度电成本将增加0.470.66RMB/KWh。3.3 CO2管道运输成本随着运输容量增多降低政府间气候变化专门委员会（IPCC）、欧洲零排放化石燃料发电厂技术平台 （ZEP）和美国能源部（USDOE

7、）分别在不同时间发布了关于不同CO2运输容量 的陆上和海上管道的运输成本的估计。3.4 CO2利用能够实现一定经济收益由于利用模块所涉及的领域十分广泛，对于CO2利用技术的成本收益数据整合 难以展开，技术的成本收益取决于产品价格、利用效率等多方面因素。根据王尧基于钢铁厂碳捕集的CCUS-EOR全流程项目技术经济评价研究， 影响钢铁厂CCUS-EOR项目内部收益率的主要因素包括油价、驱油比、碳价、 国家资金支持和运营成本。在油价60USD/bbl，驱油比3.5：1，碳封存补贴0元/ 吨，运营成本按照100%计算，碳交易价格为0元/吨的基准情景下，基于钢铁厂 碳捕集的CCUS-EOR全流程项目的总

8、投资约为55亿元，可实现内部收益率 12.9%。3.5 碳封存单位成本随着CO2存储量增加下降CO2封存成本主要由储层质量和整个项目生命周期内注入的二氧化碳质量决定。 存储的单位成本随着所存储的CO2的质量增加而降低。3.6CCUS未来整体降本趋势随着市场的增长、技术的发展、融资成本的下降、规模经济的实现以及CCUS设 施建设和运营经验的积累，CCUS经济性有望显著提高。3.7 不同版本报告降本趋势比较通过比较中国碳捕集利用与封存技术发展路线图（2019 版）和中国二氧化 碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2021）中披露的未来CCUS降本趋势， 可以发现：CO2捕集成本： 2030-20

9、40年是实现CO2捕集技术成本下降和实现大规模商业化应用的关键时期。 两份报告均认为2040年的CO2捕集成本约将下降为2030年的一半。因此，我们认为 实现碳达峰目标之后的十年，是CO2捕集成本下降的关键时期。由于CO2捕集成本 占CCUS总成本70%80%，整体来看2030-2040年也是CCUS技术降本的关键时期。富氧燃烧技术在2040年后才将逐步具有经济竞争力。2019年报告将CO2捕集成本 分为高浓度捕集和低浓度捕集，对照2021年报告中燃烧前、燃烧后及富氧燃烧三种 技术的成本趋势，我们认为：由于CO2捕集的富氧燃烧技术路线的成本较高，2040 年前，无论是高浓度还是低浓度CO2捕集

10、均主要围绕燃烧前和燃烧后技术，富氧燃 烧技术难以投入大规模商业化应用。2040年之后，富氧燃烧的成本持续下降，更具 经济竞争力。3.8降本趋势下，CCUS逐步实现规模化部署根据Greig和 Uden（2021） 的研究结果， 不同气候政 策情景下， 到2050年全 球CCUS项 目碳减排量 集中在50- 150 亿吨/年 左右。3.9 伴随CCUS降本，碳价或出现向下拐点2021年以来，欧洲碳交易市场十分活跃，欧盟碳价在2021年12月达到了90EUR/ 吨CO2区间。据江苏节能网援引标普全球普氏分析公司预测，欧盟碳价从2022 年起就不会低于60EUR/吨CO2，到2030年将维持在100E

11、UR/吨CO2左右。长期来看，CO2减排成本将决定碳价。伴随着CCUS技术进步以及成本下降，我 们预计欧洲碳交易价格或将在2030年后迎来降价拐点。4. 中国CCUS行业成长空间可期4.1 CCUS能为中国“双碳”目标提供有效支撑我们认为CCUS与新能源等技术是竞争融合 关系，化石能源+CCUS与新能源互补将为“双碳”实现提供有效支撑。4.2 中国正有序部署CCUS技术研发和应用为加快推动CCUS技术支撑碳达峰、碳中和目标实现，中国目前正在有序部署 CCUS技术的研发与应用。4.3 “双碳”目标下，中国CCUS成长空间可期根据全球能源互联网合作组织中国2030年前碳达峰研究，中国将在2028年

12、实 现全社会碳排放量达峰，届时CCUS将移除0.6亿吨的碳排放量，仅占全社会总排 放量（102.3+13+0.2=115.5亿吨）的0.5%。2035年，CCUS将贡献1亿吨的减碳能 力，占全社会总排放量（77.1+11+0.2=88.3亿吨）的1.1%。根据中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2021），中国CCUS 的减排潜力将在2040年后实现明显突破。2040/2050/2060年，中国CCUS整体减 排潜力将分别达到3.713亿吨/年， 614.5亿吨/年以及1018.2亿吨/年，其中，电 力行业减排需求潜力较大，在2040-2060年间维持在2.26亿吨/年。伴随着技术

13、进步和规模化应用，CCUS利用和封存潜力空间不断释放。根据中国 二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2021），2040/2050/2060年， 中国CCUS整体利用与封存潜力将分别达到6.211.7亿吨/年，9.619.9亿吨/年以 及12.229.2亿吨/年。5. 火电+CCUS为电力行业深度脱碳提供重要技术选择5.1 火电行业是当前中国 CCUS 示范的重点充分考虑电力系统实现快速减排并保证灵活性、可靠性等多重需求，火电加装 CCUS是电力部门具有竞争力的重要技术手段，可实现净零碳排放，提供稳定清洁 低碳电力，平衡可再生能源发电的波动性，并在避免季节性或长期性的电力短缺 方面发挥

14、惯性支撑和频率控制等重要作用。因此，火电行业是当前中国CCUS示范 的重点。5.2 基于源汇匹配的中国火电CCUS减排潜力CCUS源汇匹配主要考 虑排放源和封存场地的 地理位臵关系和环境适 宜性。 基于源汇匹配中国火电 CCUS减排潜力，可以 发现准噶尔盆地、吐鲁 番-哈密盆地、鄂尔多 斯盆地、松辽盆地和渤 海湾盆地是火电行业部 署 CCUS 技 术 （ 包 括 CO2-EOR）的重点区 域 ， 适宜优先开展 CCUS早期集成示范项 目，推动CCUS技术大 规模、商业化发展。5.3 海外火电目前面临较高的环保成本根据IEA发布的Projected Costs of Generating Ele

15、ctricity 2020中披 露的不同发电技术全生命周期度电成本，可以发现部署CCUS将导致海外火 电发电成本上升约20USD/MWh; 根据2021年美元兑人民币平均汇率6.45折 算 ， 测算由于部署 CCUS 技 术 ， 海外火电发电成本将上升约 0.129 RMB/KWh；2021年，欧盟排放权配额（EUA）价格为53.59EUR/吨CO2，根据2021年 度欧元兑人民币平均汇率7.63，度电CO2排放1100g折算，海外火电发电所 需额外支付的碳排放成本为0.450RMB/KWh；因此，若部署CCUS技术进行碳减排，海外火电可以降低0.321RMB/KWh （0.450-0.129=0.321RMB/KWh）的发电成本，该成本即为目前海外火电 的环保成本。5.4 降本趋势下，火电CCUS组合更具竞争力伴随CCUS降本趋势的延续，火电CCUS组合在电力系统中将更具经济竞争力。根 据北极