CO2利用减排潜力和效益.docx

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1、二氧化碳利用减排潜力和效益目前，我国经济社会的高速发展正面临能源资源紧张、减排减碳压力巨大、环境不断恶化、结构优化等多方挑战。通过二氧化碳利用技术的研发与推广，能够实现二氧化碳的资源化规模化产业化应用，如提高能源采收率、制备清洁液体燃料、增采矿产资源、合成高附加值化学产品及材料、增产生物农产品与消费品等。尽管二氧化碳利用的主要核心技术尚处于中试放大和产业转化阶段，但是该类技术有助于保障能源安全、改善环境、缓解减排压力、提供经济新的增长点、培育战略性新兴产业、提高国家竞争力等，促进社会可持续发展的多重效应已经不断彰显。2.1 二氧化碳利用减排潜力2.1.1 减排潜力总量（一）二氧化碳利用技术具有

2、极大的理论减排容量。若只考虑资源的最大供给和市场的最大容纳能力，各类二氧化碳利用技术具有以下理论减排潜力总量：预期到2020年，二氧化碳理论减排潜力50.78亿t/a （若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，二氧化碳理论减排潜力为76.61万t/a）;到2030年，二氧化碳理论减排潜力可能达到53.58亿t/a （若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，二氧化碳理论减排潜力为80.41万t/a）。（二）按照现有趋势发展，二氧化碳利用技术能够在2030年发挥较大的减排潜力。目前各类二氧化碳利用技术发展水平相差较大。有的技术已经接近商业应用水平，有的技术尚处于基础研究阶段。一些较为成熟的技术包括二氧化碳与氨气合

3、成尿素、二氧化碳与氯化钠生产纯碱、二氧化碳与环氧烷烧合成碳酸酯以及二氧化碳合成水杨酸技术等过程已实现二氧化碳利用6 020万t/ao部分成熟的二氧化碳利用技术近年来在我国地质、化工和生物领域得到逐渐使用，但它们的核心技术尚处于中试放大和产业转化阶段，如C02强化采油、CO2合成有机碳酸酯技术、CO2合成可降解聚合物材料技术等，已在示范阶段，但规模较小，目前仅达到236万t/a的CO2减排量。若完全按照当前的技术研发进度，预计在20年内,这些二氧化碳利用技术将为提高二氧化碳减排量发挥较大作用，并将实现如下目标： 2020年，将建成一系列大规模二氧化碳利用技术的产业化装置，可能实现二氧化碳减排49

4、79万t/a （若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，可实现二氧化碳减排量共6151万t/a）,创造工业产值1 209亿元/年； 2030年，主要二氧化碳利用技术将实现商业化推广，预计实现二氧化碳减排可能达到19 773万t/a （若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，可实现二氧化碳减排量共23 288万t/a）,创造工业产值3 008亿元/年以上。（三）如果给予政策和资金支持以推动技术研发与示范，二氧化碳利用技术能够在更早的时间发挥更大的减排作用。若加大政策扶持力度，营造更加宽松的市场环境，还处于示范和研发阶段的20多种二氧化碳利用技术则有望相继加速成熟并很快投入应用，此时二氧化碳利用技术将发挥更大作用

5、，预期实现如下目标： 2020年，将建成更大规模二氧化碳利用技术的产业化装置，实现二氧化碳减排2.5亿t/a （若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，可实现二氧化碳减排量共2.8515亿t/a）,创造工业产值3 756亿元/年; 2030年，主要二氧化碳利用技术将实现大规模商业化推广，实现二氧化碳减排可能达到8.8亿t/a （若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，可实现二氧化碳减排量共9.8545万t/a）,创造工业产值9 041亿元/年以上。(四)以支持可再生能源的扶持力度支持C()2利用技术，将实现更大的减排量。首先，目前存在许多低成本二氧化碳利用技术组合和选择。我国CCUS技术具有丰富的低成本早期机

6、会和极大的减排潜力。研究表明通过煤化工高浓度排放源与EOR和ECBM等低成本技术组合，可实现C02减排负成本，并最高达到每年1.74亿吨二氧化碳的减排量；通过煤化工和咸水层封存的技术组合可以每吨二氧化碳0-25美元的减排成本1,实现每年1.13亿吨CO2的减排量；当减排成本为25-50美元每吨CO2,大型电厂和咸水层封存的技术组合将具备较高经济可行性，可以实现每年6.55亿吨CO2的减排量(Dahowski, et. al., 2012)o考虑到我国以煤为主的资源禀赋，迅速发展的煤化工产业及各种新型的CO2利用技术，意味着更多的低成本技术组合选择。适当的政策支持可以使成本在2550美元的减排潜

7、力充分发挥。其次，不考虑补贴的情况下，输送和利用成本小于25美元的二氧化碳利用技术即具与风能相当的经济性。相关文献表明，在减排量和发展路径相同的前提下，风电技术的单位CO2减排成本约为100美元/吨，新建燃煤电厂捕集技术成本比风电略低，约为75美元每吨(黄建，2012；张颖，王灿，王克等，2007)o以此推算，只要二氧化碳输送和利用环节的成本控制在25美元内，燃煤电厂捕集、运输和利用二氧化碳的成本将低于风电。一般来说，运输、地质利用或封存的成本不会超过25美元(Dahowski, et. al., 2009) o最后，如果获得风电技术相当的补贴,将有更多的利用技术具有经济可行性,从而发挥更大的

8、减排潜力。根据国际能源署2011发布的中国风能路线图，中国风电将在2020年具备200GW的发电能力，实现每年3亿吨CO2的减排量。实现此目标，到2020年需累计投入风能建设17 773亿元，其中国家财政累计补贴2100亿元。若以这个规模补贴投入CCUS技术研发与示范，可支持约20个规模100-1 000万吨/年的CCUS项目，实现年减排1亿吨CO2；若带动企业按1:10比例追加投资，企业累计投入可达2万亿人民币，实现年减排10亿吨CO2。,减排成本包括捕集、脱水、压缩、输送、注入的投资、运行成本及利用收益。2.1.2 对我国减排目标预期实现的贡献度当前，中国正处于社会经济发展的转型阶段，面临

9、着要兼顾能源、资源、减排和经济的多重发展目标。2009年，中国政府宣布的控制温室气体排放的行动目标：到2020年，我国单位GDP （国内生产总值）二氧化碳排放将比2005年下降40%45%,并将其作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。这意味着以二氧化碳为主的温室气体减排工作已经纳入中国国民经济发展的重要范畴。根据中国应对气候变化的政策与行动（2011）中指出：中国已经完成了“十一五”规划提出的节能目标，2010年单位国内生产总值能耗比2005年累计下降19.1%,相当于少排放二氧化碳14.6亿t以上。根据第2.1.1节对二氧化碳利用技术减排潜力的结果预测：到2020年，各类CO2利用

10、技术的应用将实现二氧化碳减排量占一五”期间平均年减排量的17.3%；到2030年，二氧化碳利用技术将实现二氧化碳减排量是“十一五”期间平均年减排量的86%。2.1.3 各类技术减排潜力及贡献度表2.1列出了各类二氧化碳利用的具体产品分别在2012年、2020年和2030年所带来的二氧化碳减排量。2012年，通过二氧化碳利用技术取得的二氧化碳减排量较低，原因是大部分的二氧化碳利用技术还未能进入市场应用，二氧化碳利用技术还没有发挥出真正的减排效应。到2020年，预计在二氧化碳转化生产合成气/液体燃料、二氧化碳合成甲醇、二氧化碳合成有机碳酸酯及高分子材料三大生产领域，将达到约4 000万t以上的二氧

11、化碳减排量/年；二氧化碳增产石油技术、二氧化碳合成碳酸盐与无机材料产品技术将达到减排二氧化碳约800万t/a；其他二氧化碳利用技术尚处于实验室研究阶段，还难以预计其应用情况和减排贡献。到2030年，预计二氧化碳转化生产合成气/液体燃料、二氧化碳合成甲醇、二氧化碳增产石油等能源增产增效技术将达到1.25亿t/a的二氧化碳减排量；二氧化碳合成有机碳酸酯及衍生材料、二氧化碳合成碳酸盐产品与材料技术的二氧化碳减排潜力将达到约2 500万t/a；其他的二氧化碳利用技术也在不同程度的发挥作用。表2.1 CO2利用减排潜力现状与预测CO2减排（万2012 年2020年2030年能源增产增效石油、煤层气、天然

12、气、页岩236322.93329.662495-2620气等能源产品利用转化生产合成气/液体燃料0-15005 250微藻生物燃料02.565.12钾盐、碘盐、硼酸、溟素、锂0300-60010矿产资源增采盐等与利用铀矿50-1005 280工业、农业用水0603400-3700化学品转化合甲醇02 0005 000成利用有机碳酸酯及衍生材料0.4534546855生物农产品增微藻固定CO2转化为生物肥料0-10.36-131.5产与利用技术等（食品和饲料添加剂、）消费品生产与碳酸盐产品与材料05201 840利用钾肥010-200合计236.45 019.855088.5825 056.62

13、25 181.62综合减排潜力（万Va）产品利用种类不同二氧化碳利用技术对二氧化碳减排将具有不同的贡献。图2.1显示了各类二氧化碳利用技术到2020年和2030年的CCh减排量占比情况。从CCh利用的产品来看，到2020年（如图2.1所示），对二氧化碳减排贡献最大的来自包括甲醇、有机碳酸酯及衍生物生产在内的化学品利用领域，占比将达到约50.5%。其次为能源增产增效技术领域，如增采石油、煤层气等能源资源、生产合成气或液体燃料和微藻生物燃料等，在二氧化碳减排贡献的占比将达到约36.3%o随着技术的成熟及不断应用，到2030年（如图2.1所示），能源增产技术领域减排的二氧化碳量将占到约52%,化学品

14、的生产利用将贡献约30.7%。主要原因是能源增产利用的长期巨大潜力发挥了重要作用。同时，消费品生产利用和矿产资源的增采与利用方面，均贡献了 10%左右。生物农产品利用技术与其他技术相比减排贡献相对较小。图2.1 2020年、2030年各类CO2利用技术的减排潜力占比2.2二氧化碳利用技术的效益二氧化碳利用技术的应用，不仅能够实现二氧化碳减排，而且可以充分利用二氧化碳中的碳氧资源，生产一系列的能源、化工产品。同时大规模消纳工业废物，实现资源综合利用，支撑重点行业循环发展，发展二氧化碳利用技术具有经济、环境和社会多重效益。2.2.1 经济效益1 .在减排的同时具有附带经济效益二氧化碳利用技术的终端

15、产品种类多样、附加值较高，具有减排二氧化碳和增加经济收益的双重效应。如，通过二氧化碳利用技术的应用可以提高能源采收率、提取稀有矿产资源、增产农作物，还能够与其他物质通过合成获得化工材料、化学品、生物农产品等生活必须消费品（见表2.2）。其中：（1）能源增采、增产类二氧化碳利用技术，预期到2020年，将实现产值约58亿元/年；预期到2030年，按技术市场占有率预期达到10%测算，将实现产值452亿元/年。（2）矿产资源增产类利用技术，预期到2020年，所建成的产业化示范工程将实现产值3千万元以上；预期到2030年将实现产值7亿元以上。（3）有机化学品生产利用技术生产过程产出的多为大宗平台化学品（如甲醇等）或具有广泛用途的高价值高分子材料，因此该类技术具有显著的经济效益。预期到2020年，相关产