碳平衡，修远路漫漫

技术“雷点”——迈不过去的坎

科学技术是推动产业发展的重要引擎，技术一时无法突破就会成为产业升级迈不过去的坎。CCUS几十年不温不火的发展，主要原因就是技术创新的迟滞。

“要研究新技术，也要把已有技术成熟化、产业化。就目前而言，CCUS很多新技术尚在实验室阶段”，业内专家认为推动技术向产业应用上转化很关键，“当一个技术停留在实验室阶段是最贵的时候，只有规模化后才有降价空间。同时，随着一项技术变得越来越成熟，成本自然也会下降。”

澳大利亚Gorgon项目碳捕集和储存（CCS）技术应用一波三折就是比较典型的例证。

Gorgon CCS项目，最初计划是每年捕集并向地下注入多达400万吨的二氧化碳，在其寿命期内封存超过1亿吨，将温室气体（GHG）排放量减少约40%。尽管其拥有雪佛龙、埃克森美孚、壳牌等强大的资金支持，但从2016年运营以来，仍未能实现埋存目标，前5年的表现比目标低了约50%。

耗资31亿美元的Gorgon工厂于2016年3月生产第一批LNG，但其CCS设施的首次运行直到2019年8月才开始——迟了3年半。

究其原因是在2017年末的检查中，液化天然气厂和注水井之间的管道中存在过量水，造成了腐蚀泄漏。

技术问题并不止于此。例如，沙子堵塞了地下的注气井，损害了压力管理系统。雪佛龙澳大利亚公司运营总监Kory Judd说：“我们还有很多路要走，才能实现设计的注入系统的承诺。”

在我国，技术上同样遇到了严峻的挑战。

随着我国二氧化碳驱油的应用领域不断拓展，应用对象已从低渗透油藏拓展到特高含水油藏、复杂断块油藏等。

中国石油长庆油田勘探开发研究院提高采收率研究所负责人直言，相较于一些兄弟企业，长庆油田开展CCUS较晚，很多技术上的“雷点”已经被蹚过，有经验教训可循，经过前期充足的准备，油田在CCUS先导试验中避免了很多问题，实施过程较为顺利。但是，随着二氧化碳的持续注入，依然爆出一些问题，比如管道腐蚀。

“二氧化碳是酸性气体，腐蚀性比较强。虽然驱油效果好，但腐蚀问题一直是国际国内的一大困扰”，该负责人表示，“除了腐蚀外，气窜也是一大难题。鄂尔多斯盆地低渗透油藏的混相条件比较好，我们现在没有发生气窜，但国外一些油田气窜问题出现得比较多。发生气窜，对采出系统影响比较大。”

挑战，远不止驱油利用技术。在捕集技术上，比较成熟的化学吸收法存在着能耗高、成本高的问题；在输送技术上，长距离二氧化碳管道运输的核心技术还需进一步突破；在封存技术上，我国的技术手段还不够成熟……

“整体来看，我国CCUS基础研究工作较为薄弱，技术及产业发展还处于研发和小规模示范阶段，缺乏大规模的工业化示范和应用，存在捕集能耗高成本高、缺乏运输管网、二氧化碳资源利用转化效率低等问题。这些都有待技术创新去解决”，中国石化集团公司高级专家陈军指出。

“加强新一代技术研发是当务之急！”中国21世纪议程管理中心处长、研究员张贤表示，把我国和全球CCUS技术成熟度作对比，会发现基本上是旗鼓相当，但在管道输送、强化采油和集成优化等关键技术方面，还存在一定差距。要加强新一代低成本、低能耗CCUS技术研发，争取到2035年初步实现商业化应用，到2050年在多个行业广泛推广。

“要实现煤电深度脱碳，CCUS几乎是关系生死存亡的技术”，国网能源研究院能源战略与规划研究所副所长刘俊表示，CCUS技术一方面可保证部分煤电机组清洁运行，同时还可以与氢能紧密结合实现多样化利用，为其他行业提供技术解决方案。

成本高昂——无法抹去的痛

“在中国，如果CCUS能在2025年或2030年得到大规模推广，将分别需要约3290亿美元和5690亿美元，如果时间推迟到2035年以后，总成本将飙升至6260亿美元”，北京理工大学副校长魏一鸣认为，CCUS部署得越晚，代价就会越高。

在CCUS实际应用中，成本高昂，一直是业内无法抹去的痛。

根据北京理工大学能源与环境政策研究中心的测算，5万吨、10万吨、15万吨的二氧化碳捕集项目，总投资分别需要5000多万元、9800万元和1.5亿元。项目运行成功后，每吨二氧化碳捕集成本基本在260-380元，成本较低的也需要200元/吨。

“二氧化碳船运成本200公里以内每公里约1元/吨，200公里-250公里每公里约0.5元/吨，500公里-1000公里每公里约0.3-0.4元/吨”，中国石油大学（北京）教授彭勃介绍，就二氧化碳捕集能耗而言，一些企业分别能做到1.56GJ/tCO2、2.4GJ/tCO2和3.4GJ/tCO2（GJ即吉焦，一个吉焦等于10亿焦耳）。

由此可见，就现在的条件来看，不同行业之间的成本分摊规则并不明朗。

21世纪初，我国陆续上马了一批CCUS项目，如中国石化胜利油田燃煤电厂CCUS示范项目、神华鄂尔多斯10万吨/年CCS示范项目、延长石油5万吨/年二氧化碳捕集利用项目、中原油田炼厂尾气CCUS项目等，一些二氧化碳捕集装置建成后并未投入运行，处于停用状态，主要原因是没有市场，二氧化碳无处消纳。一些示范项目即便投入运行，收益率也只能维持在2%甚至以下。

即便是目前已经注气运行的“齐鲁石化-胜利油田”百万吨CCUS示范项目也面临着成本困境。据齐鲁石化预测，除去庞大的项目成本投资，捕集、运输、应用封存三个环节的总成本要到2060年才有可能全面降至百元线下，到那时，CCUS才会成为“平价技术”。

高成本、低收益，成了CCUS大规模应用的“拦路虎”，使得很多企业望而却步。

“动辄投资数亿甚至数十亿元，CCUS示范工程在现有技术水平下，引入碳捕集将额外增加100-600元/吨的公里运行成本。在大部分项目仍以罐车为主要运输方式的现实条件下，引入二氧化碳运输也将额外增加约1元/吨的公里运行成本，在运输距离达百公里时，每吨也将增加上百元的运行成本”，业内人士表示。

居高难下的建运成本，是制约CCUS在我国普及的主要原因。西北大学地质学教授马劲风认为：“以运行成本较低的煤化工领域为例，二氧化碳捕集成本约为100元/吨。但在煤电、钢铁等行业，捕集成本高达300-400元/吨。既造成企业减排代价高、压力大，也导致二氧化碳定价高，下游用户不愿购买。长此恶性循环，难以形成商业化运营。”

这种情况在国外同样存在。根据美国能源部国家能源技术实验室数据，过去的20年中，美国政府和企业已经投入了数百亿美元，但这些项目有80%都以失败告终，这其中主要原因是成本。业内人士将CCUS商业化痛点称为“三高”：高能耗、高成本、高不确定性。此外，企业还面临技术、融资、产业链协同，以及捕集来的二氧化碳卖给谁，怎么卖能赚钱等一系列难题。

在国网能源研究院院长张运洲看来，CCUS技术发展还需要产业链上下游企业协同攻关，加快推动技术装备研发与规模化应用，在工程实践中促进技术升级与成本下降。

技术再美好，决心再宏大，方案再完善，终究还是成本效益至上。正如英国自由记者弗雷德·皮尔斯最近撰文指出的，“最后一个问题有待解决，那就是谁来买单？”

赚钱费劲——谁还能跟你玩？

“CCUS项目最大的痛点、难点，就在于经济性”，业内人士认为，在高成本和低收益之间，现实需求紧缩，CCUS难以找到落地可行的商业化路径，一时难以大规模商用。

“现在，CCUS被炒得很热，大家都认为很好，都很关注，而且从碳源、碳汇企业到地方政府，各方表现得都很积极。但一到立项谈实施时，就卡住了”，对于这种现象，业内人士一针见血地指出，“究其原因，就在于CCUS项目投资巨大、赚不了钱。在实现商业化应用之前，项目的实施有赖于政策支持。而目前我国的这种支持是不足的。谁都不情愿掏那么多钱做一个不赚钱的项目。”

实际上，CCUS的昂贵贯穿于产业的全流程。根据《中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2021）》公布的数据，预计至2030年，二氧化碳的捕集成本为90-390元/吨，管道运输成本为0.7元/(吨·公里)，封存成本为40-50元/吨。

有机构预测2030年中国碳市场价格大概在139元/吨。

这意味着，一套CCUS流程下来的减碳成本高于碳的市场价，需求方去市场上“买碳”反而更便宜。

国外CCUS发展同样面临着盈利难的困境。

例如，澳大利亚Gorgon CCS项目起步之时，澳大利亚联邦政府通过低排放技术示范基金提供了6000万澳元（约合2.86亿元人民币）的资金支持，促成了该项目的实施。

但是实施至今，Gorgon CCS项目未能达到计划的埋存目标。有专业人士分析认为，除了技术问题之外，很重要的原因是当地政府的资金支持不再持续，雪佛龙解决技术问题的动力不足。“从企业经营角度，与其投钱去解决这里的技术问题，不如投到其他有效益的项目里。”

今年1月29日，美国佩特拉诺瓦碳捕集项目由于经济问题停运，该项目建设耗资超过10亿美元，每年捕集140万吨二氧化碳。为维持其正常运行，石油价格必须保持在75美元/桶以上才能达到项目投资方的利润平衡点。

根据经纬创投最近发布的碳中和科创汇研究报告，在比较容易捕集的工业场景中，比如天然气加工、煤化工等，捕集成本可以控制在20-40美元/吨的范围内，而针对钢铁、水泥等低浓度二氧化碳排放源，捕集成本通常会超过60美元/吨，特殊情况下甚至会超过100美元。

如果是从空气中捕集二氧化碳，造价更为昂贵。以Climeworks为例，它的碳捕集工厂Orca耗资1500万美元，现阶段每年可以捕集4000吨二氧化碳，只相当于250名美国公民一年的碳排放量，但代价却是600-800美元/吨的捕集成本。

Climeworks融资之后的商业化进程也并不顺畅。据媒体报道，工厂仅仅两个星期后就宣布停工，官方给出的“合理”解释是“机器无法承受当地的严寒”。

导致CCUS难以跑通商业模式的原因还在于，整个产业链涵盖多个上下游环节，产业链条长，涉及不同行业的企业间协调合作与利益分配，商业可行性取决于整个系统能否实现大规模产业化运行。

对此，国内的齐鲁石化-胜利油田CCUS项目提供了一种解题思路。

简单来说，其运作原理为，胜利油田多产的原油，就是这条产业链上最终利润的来源。油田多产原油，有了收益后，拿出一部分向上游齐鲁石化购买二氧化碳。而只有这部分“买碳钱”大于齐鲁石化进行碳捕集和运输的成本，上游企业才有动力继续做这件事。这是“用碳驱油”场景下最基础的商业模式。

业内人士普遍认为，只有形成各方都“有利可图”的商业模式，才能吸引更多企业采用CCUS技术，推动CCUS产业进入自我良性循环。

短期看来，CCUS的确不是一门收益可观的生意，但有观点认为，现阶段的CCUS就像10多年前的光伏行业一样，成本高、赚钱难。长远来看，还是需要再多一点政策和资金的支持以及耐心。