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碳捕集与封存:挑战推动因素和部署机会

30th July 2020

主题: CCS, 政策, 激励机制

正如IPCC和其他可靠的组织、研究和政府所强调的那样,碳捕集与封存(CCS)是一种经过验证的安全技术,对于实现气候目标至关重要。在过去的三年中,酝酿中的CCS项目得到了加强,设施陆续上线。如今,有20个商业大型CCS设施正在运营。这些设施共计每年可捕集并永久封存约4000 万吨二氧化碳。

但是,为了达到减缓气候变化的目标,到2050年必须部署大约2000多个大型CCS设施。为了实现这种部署规模,至关重要的是,应考虑、理解和解决CCS的挑战、促成因素和机遇。

毫无疑问,CCS部署的主要挑战是商业化。CCS要求对资本密集型的​​长期资产进行投资。除捕集厂外,这些资产还包括二氧化碳输送管道和地质封存资源,这些资产的评估,建造和开发耗资数亿美元。CCS提供的减排服务在大多数市场中没有价值或价值很低。尽管捕获技术已经得到很好的开发和验证,但是在大多数行业中的应用仍非常有限,这增加了人们对风险的感知。在大多数辖区中,缺少有关二氧化碳地质封存的法规,这会产生合规风险。在这些管辖区中,封存的二氧化碳长期责任通常由运营商永久承担,从而导致投资失败。

本质上,CCS缺乏成熟行业中已然稳定且广为人知的业务模式、结构和实践,它们在降低投资风险中起着重要作用。由此产生的资本风险进一步损害了CCS项目的可投资性。在大多数情况下,CCS投资的净现值(NPV)为负。

除了商业挑战之外,对CCS知之甚少的人还对CCS表示怀疑。通常,人们对二氧化碳运输和封存的安全性感到担忧。大多数人以为二氧化碳以气相封存,因此必然会泄漏,且可能会造成灾难性的泄漏。有人将二氧化碳储存与水力压裂相混淆,或者有人担心诱发地震,或者自然地震会引起泄漏,这些看法也是司空见惯。

实际上,二氧化碳不像天然气那样易燃或易爆。也不像冰箱和空调中使用的制冷剂那样有毒。从地下一公里深度向大气发生灾难性泄漏几乎是不可能的。二氧化碳封封存层在岩层的破裂压力以下操作,具有一定的安全裕度-不存在“压裂”。由二氧化碳注入引起的地震活动都非常小,需要仪器进行检测。地震,例如在日本经常发生的地震,并未引起封存CO 2 泄漏

尽管存在这些公众的误解和商业挑战,但在某些情况下,特定的政策和商业机会已成功促成了CCS投资。有24个正在运营或建设中的CCS设施都做出了积极的财务投资决定。

第一个推动因素是高浓度的二氧化碳气流和对高质量二氧化碳地质封存资源的获取,对于这些资源可获得评估所需的数据。上述巧合降低了捕集、封存地点评估、二氧化碳运输和二氧化碳封存操作相关的成本。

第二个推动因素是丰厚的、切实的收入来源。现有的 18个CCS设施(正在运营或在建)出售或利用二氧化碳来提高采油率,从而创造长期稳定的收入来源。在美国,根据《国内税收法》第45Q [1]签发的税收抵免是自2011年以来该国开始运营的6个CCS设施的重要推动者。现在有几个可享受税收抵免的新项目正在研究中。

碳定价还可以支持CCS商业可行性。1991年在挪威推出的碳税激励开发了Sleipner 和SnØhvit CCS项目。法规通过禁止过量排放在激励CCS投资方面发挥了作用。雪佛龙公司意识到有必要减少其澳大利亚高更液化天然气项目的二氧化碳排放,并将CCS纳入其《环境影响声明》。随后,西澳大利亚州政府对该项目的批准包括一项强制性条件,要求注入至少80%的天然气处理过程产生的储层二氧化碳。

2011年萨斯喀彻温省引入了发电排放性能标准,这是边界大坝CCS设施发展的推动力。如果没有CCS,将需要关闭边界大坝燃煤机组并由天然气联合循环电厂代替。当时,人们对更高、更不稳定的天然气价格的期望使煤炭部门的CCS改造成为最高的NPV选择。

第三个推动因素是对二氧化碳的地质封存孔隙空间进入的透明和可预测的调节。投资者必须有信心,他们可以确保拥有开采地质封存资源和管理二氧化碳封存运营合规风险的权利。此外,对于政府而言,至关重要的是要实施一个特征明确的法律和法规框架,以阐明运营商对储存的二氧化碳的潜在责任。一个很好的例子是澳大利亚政府实施的框架,在该框架下,封存运营商在项目运营期间和关闭后的一定期间要承担短期责任风险。

第四个推动因素是政府支持。必要时,政府可以拨款、运营补贴或优惠贷款的形式提供财务支持。各国政府还可以成为首个投资二氧化碳运输和封存基础设施的投资人,支持建立CCS枢纽,从而通过规模经济显着降低二氧化碳运输和封存的成本。  

此外,对建立公众信心,加强公众对CCS达到气候目标的必要性以及可发挥的重要作用的理解,政府也具有重要作用。英国气候变化委员会在其20195月的报告中提供了一个很好的例子,描述了英国如何在2050 年前实现净零排放。他们的分析表明,需要包括CCS在内的所有可能的低排放和高能效技术来降低工业、发电和制氢产生的排放。重要的是,该报告确定到2050年必须在英国捕集封存1.79亿吨二氧化碳。

 最后,要使CCS部署达到所需规模,重要的是要考虑CCS 投资的近期机会。大多数机会都表现出以下特点:

  • 较高浓度的二氧化碳气流,例如天然气加工、精炼、制氢以及各种化学工艺。
  • 相对较近(500 公里以内)的高质量地质封存资源和现有的、通常为油气勘探而收集的地质数据。
  • 用于二氧化碳捕集和封存的丰厚收益。
  • 透明且可预测的二氧化碳封存监管以及商业上可接受的二氧化碳长期责任管理。
  • 一个积极提供支持、了解CCS在履行减排承诺中的作用的政府。

要到2050年实现净零排放的目标,就需要通过采用包括CCS在内的一系列技术和减排解决方案来不断努力实现大幅减排。为了达到实现气候目标所需的CCS部署水平,至关重要的是,不仅要充分理解部署的挑战和促成因素以及技术提供的广泛机会,而且要立即考虑并采取行动。

[1]到2026年税收抵免值将上升到35美元/吨用于EOR的二氧化碳和50美元/吨专门用于封存或利用的二氧化碳。

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