CCUS系列7---碳中和目标下的中国 CCUS 减排需求
昨天和大家分享了CCUS系列的第六部分：中国 CCUS 现状
今天和大家分享第七部分：碳中和目标下的中国 CCUS 减排需求
1、火电行业
2、钢铁行业
3、水泥行业
4、石化和化工行业
根据国内外的研究结果，碳中和目标下中国 CCUS 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。
1、火电行业
火电行业是当前中国 CCUS 示范的重点，预计到 2025 年，煤电 CCUS 减排量将达到 600 万吨 / 年，2040 年达到峰值，为 2~5 亿吨 / 年，随后保持不变 。气电 CCUS 的部署将逐渐展开，于 2035 年达到峰值后保持不变，当年减排量为 0.2~1 亿吨 / 年。
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。在中国目前的装机容量中，到 2050 年仍将有大约 9 亿千瓦在运行。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，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。技术适用性标准决定一个电厂是否可以成为改造的候选电厂，现阶段燃煤电厂改造需要考虑的技术适用性标准包括 CCUS 实施年份、机组容量、剩余服役年限、机组负荷率、捕集率设定、谷值 / 峰值等。
2、钢铁行业
钢铁行业 CCUS 2030 年减排 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，电炉钢产量仅占 10% 左右。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。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。
此外，EOR 也是中国钢铁行业碳捕集技术发展的重要驱动力。中国钢铁厂的 CO2 主要为中等浓度，可采用燃烧前和燃烧后捕集技术进行捕集。在整个炼钢过程中，炼焦和高炉炼铁过程的 CO2 排放量最大，这两个过程的碳捕集潜力最大。
中国钢铁行业最主流的碳捕集技术是从焦化和高炉的尾气中进行燃烧后 CO2 捕集，钢铁行业捕集的 CO2 除了进行利用与封存以外，还可直接用于炼钢过程。这些技术已于首钢集团测试成功，并被推广到了天津钢管公司和西宁特钢集团。充 分应用这些技术能够减少总排放 量 的 5%~10%。
钢铁行业 CO2 利 用主要有 4 个发展方向 ：
(1) 用于搅拌
CO2 可代替氮气 (N2) 或氩气 (Ar) 用于转炉的顶 / 底吹或用于钢包 内的钢液混合 。
(2) 作为反应物
在 CO2-O2 混合喷射炼钢中，减少氧 气与铁水直接碰撞引起的挥发和氧化损失。
(3) 作为保护气
CO2 可 部分替代N2作为炼钢中的保护气， 从而最大程度地减少钢的损失，以 及成品钢中的氮含量和孔隙率 。
(4) 用于合成燃料
CO2 和甲烷的干燥 重整反应能够生产合成气 ( 一氧化 碳和氢气 )，然后将其用于 DRI 炼 钢或生产其他化学品。
3、水 泥 行 业
水 泥 行 业 CCUS 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。
4、石化和化工行业
石化和化工行业是 CO2 的主要利用领域，通过化学反应将 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高浓度 CO2( 高于 70%) 排放源 ( 包括天然气加工厂，煤化工厂，氨 / 化肥生产厂，乙烯生产厂，甲醇、 乙醇及二甲基乙醚生产厂等 )，相较于低浓度排放源，其捕集能耗低、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，通过 CO2- EOR 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。2030 年石化和化工行业的 CCUS 减排需求约为 5 000 万吨，到 2040 年逐渐降低至 0。
CCUS系列的第七部分的内容就分享到这里，明天和大家分享第八部分的内容：基于源汇匹配的中国 CCUS 减排潜力。
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