我国CO2利用技术评估.docx

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1、中国二氧化碳利用技术评估气候变化是当今世界面临的最严峻挑战之一，关系到人类生存与发展。应对气候变化涉及全球共同利益，事关我国未来发展和人民福祉。日益趋紧的国际国内减排压力已严重影响我国能源安全、经济发展和民生改善。在众多温室气体减排技术中，碳捕集与封存技术(CCS)是一项新兴的、可实现传统化石能源大规模低碳利用的技术。但当前CCS技术总体仍处于研发和示范阶段，存在许多制约其发展的突出问题，包括能耗和成本过高、长期封存的安全性和可靠性不确定等。近年来，二氧化碳利用技术受到越来越多的关注，它在实现控制二氧化碳排放的同时.，可创造经济效益，其意义不仅在于抵消捕集过程中产生的额外成本，为CCS技术的示

2、范和推广提供知识、技术、政策法规基础以及宝贵的工程经验，更重要的是它有可能成为一种可行的保障能源安全、减排温室气体和促进低碳新业态孵化的战略性技术选择。当前，二氧化碳利用技术还处于研发示范阶段，国内外对二氧化碳利用技术的认识总体来说还需要进一步深化，我们仍需要对这些技术的现状、发展趋势、减排潜力、经济环境效益等深入进行研究，在此基础上对二氧化碳利用技术的发展正确定位。第一，在可持续发展的框架下对二氧化碳利用技术进行评估。如何将二氧化碳利用技术乃至CCS技术纳入到可持续发展的框架下统筹考虑其作用和定位，将决定其未来发展的方向和路径。第二，突出科学性与应用性的结合。二氧化碳利用技术细分为地质利用、

3、化工利用和生物利用三大类的25项技术的技术国内外发展现状、经济性、减排潜力、技术发展趋势等进行了科学的评估，同时，分析这些技术在能源增产增效利用、资源矿产增采与利用、有机化学品合成、无机化学品合成和消费品生产等五个领域的贡献和作用。第三，突出中国国情和特色。我国正处于工业化和城镇化的重要时期，经济结构和能源结构等基本国情与发达国家区别较大。报告基于我国减排温室气体、经济发展和环境保护等国情，评价这些二氧化碳利用技术。最后，基于这个指导思想，通过对各种二氧化碳利用技术的评估，探索其为促进经济社会发展，解决资源、能源约束和减排温室气体等多个目标服务的功能和潜力，评估技术现状水平和发展趋势，。主要结

4、论背景与意义1 .二氧化碳利用技术，通过利用二氧化碳的物理、化学或生物作用，在减少二氧化碳排放的同时实现能源增产增效、矿产资源增采、化学品转化合成、生物农产品增产利用和消费品生产利用等，是具有附带经济效益的减排途径。2 .对中国而言，C02利用技术能够同时兼顾发展经济、保障能源资源供给、控制二氧化碳排放和环境保护等多方面需求，是促进可持续发展的重要技术选择，具有重要的战略和现实意义。3 .二氧化碳利用技术正逐渐为国际社会所重视，研发活动和产业工程逐渐活跃，但有关国际机构和国家对利用技术的看法主要从两个方面考虑，一是通过利用技术的收益推动CCS技术发展，二是为长期过渡到CCS技术做准备，其本质上

5、仍是以减排为唯一目标。4 .结合我国处于工业化和城镇化的重要时期，经济结构和能源结构等基本国情，本报告定位是将二氧化碳利用技术置于更广泛的背景和目标下，评估其对我国可持续发展的综合作用及其可能贡献。潜力与效益5 .我国C02利用技术理论减排潜力巨大。考虑资源的最大供给和市场的最大容纳能力，2020年C02利用技术的理论减排潜力为50.78亿t年。6 .以C02利用技术发展现状，按当前趋势发展，二氧化碳利用技术将在未来20年里发挥较大的减排作用。a）到2020年，建成一系列大规模C02利用技术的产业化装置，可实现C02减排4979万吨/年,创造工业产值1209亿元/年。此时，在C02转化生产合成

6、气/液体燃料、C02合成甲醇、C02合成有机碳酸酯及高分子材料三大化工利用领域，C02增产石油技术、合成碳酸盐与无机材料产品技术等将发挥主要作用。b）到2030年，主要C02利用技术实现商业化推广，预计实现C02减排可能达到2亿吨/年，创造工业产值3008亿元/年以上。此时，C02转化生产合成气/液体燃料、C02合成甲醇、C02增产石油等能源增产增效技术将发挥主要作用，达到L25亿吨/年的减排量；C02合成有机碳酸酯及衍生材料、C02合成碳酸盐产品与材料技术的C02减排潜力将达到约2500万吨/年，其他的C02利用技术也在不同程度的发挥作用。7 .若加大政策和投资扶持力度，利用技术能够在更早的

7、时间发挥更大的减排作用：a）到2020年，建成更大规模C02利用技术的产业化装置，可能实现C02减排2.5亿吨/年，创造工业产值3756亿元/年；b）到2030年，主要C02利用技术实现大规模商业化推广，预计实现C02减排可能达到8.8亿吨/年，创造工业产值9041亿元/年以上。环境和社会效益8 .二氧化碳利用技术不仅能够强化能源和资源开采、提高化工产品及农产品的生产率、促进工业废弃物循环利用等，还具有减少工业用水、硫化物、氮化物及固体废弃物等污染物排放的环境效益;9 .契合区域特点，形成新的经济增长点，利用技术的覆盖面广泛。地质利用技术主要适合在中、西及东北应用，化工利用技术与生物利用技术主

8、要适合在东部、南部应用，具有很好地域互补性。很多利用技术能够较容易的实现C02排放源的就地利用。10 .新的产业形态a）化工利用与可再生能源的结合，可以将能源以化学能的方式储存，提高整个能源系统的综合效率，在能源产业与化工产业之间打开新的通道。b）部分二氧化碳利用之间通过捕集与输送系统的共享、物质与能量的整合可以实现成本能耗降低的协同效益。现状与障碍11 .利用技术有很好的应用前景，但是目前只有强化采油、铀矿浸出增采已接近或达到商业应用水平，其它技术还处于基础研究或中间试验水平。12 .二氧化碳利用技术发展与产业化面临主要障碍a）科学技术方面，大多数技术的基础理论还有待进一步深化，关键技术有待

9、突破。b）政策体制方面，目前的科研管理体制还与利用技术跨学科、跨领域的特点不相适应，商业运行模式有待形成。c）利用技术应用性强，其发展需要企业发挥主导作用，而其投资大、收益不确定性高，现有激励机制不足以激发企业的积极性。早期机会与政策建议13 .我国碳源量大面广、地质条件多样、工业基础完备，各种利用技术都存在实施条件良好的区域或行业。结合C02利用技术和有关行业发展特点，早期可重点关注起有机结合成的新型产业集群：a）火力发电-强化采油技术-水溶性矿物增产技术产业集群b）煤化工-ECBM-CO2化工转化-碳循环利用产业集群：c）钢铁和水泥-矿化利用技术-微藻-生态农业产业集群14 .突出C02利

10、用技术在国家能源与环境科技战略中的位置，加强顶层设计和部署，在“863”计划资源环境领域设立C02利用主题。15 .健全科技统筹协调机制，抓住早期机会。强化C02利用技术创新体系总体布局，推进技术创新与产业政策、管理措施的协调，统筹和调动各部门及地方资源，组织实施专项技术工程。16 .将C02利用纳入国家战略性新兴产业，享受相关配套政策。研究制定财政补贴、行业统筹政策机制，加强行业部门联合推进体系建设。17 .制定C02利用科技发展路线图。动态制定既符合我国发展阶段、又具有国际视野的C02利用科技发展路线图。推进C02利用评价体系与相关标准制定。18 .探索预研C02利用国家重大基础设施研发平

11、台。探索启动C02利用国家重大基础建设，有效整合产学研力量。二氧化碳(C02)利用技术是指利用CO2的物理、化学或生物等作用，生产具有商业价值的产品，且与其他生产相同产品或者具有相同功效的工艺相比，可实现C02减排效果的工农业利用技术。该类技术强调将C02资源化应用于工农业的生产，而不是纯粹的自然过程，同时具有C02直接参与、附带经济效益、净减排效果。一、评估背景与定位(-)当前CCS技术的发展应用受到高成本和高能耗等问题的制约。随着全球减排压力的日益突出，碳捕集与封存(CCS)技术因具有实现大规模减排二氧化碳的潜力而被视为未来减排的重要支柱之一，国际社会对其重视程度日益高涨。近年来，关于全球

12、温室气体控制目标的讨论一般趋向认为，如果没有CCS技术，全球长期减排目标的实现将是非常困难且成本高昂的。但是，CCS技术当前高能耗和高成本的问题尚未完全解决、大规模示范工程尚未完全验证风险、单个工程建设成本大，其大规模商业化发展仍面临许多困难和制约。(-)国际社会探索通过推动C02利用技术来促进CCS技术的发展。CCS技术发展的受阻促使国际社会开始积极探索C02利用技术的应用，采用C02资源化利用的收益抵消CCS增量成本的可行性，并试图通过发展相关C02利用技术为封存提供技术和工程经验以降低能耗和风险。2005年，IPCC关于C02捕集与封存技术特别报告主要是针对C02矿化利用和工业利用两个方

13、面进行了评估。20年，GCCSI发布了加速CCS的发展：捕集CO?的工业利用报告，该报告认为可以通过利用捕集的CO?产生的收益来弥补CCS的部分成本，以促进具有巨大减排潜力的CCS技术发展。自20世纪90年代以来，科技界在CO?利用技术领域的研发活动愈加活跃，其科研产出和国际学术交流平台不断增多。目前，利用技术已经被普遍认为是实现大规模深度减排潜力的C02封存技术过渡的“跳板”。无论是发展利用技术以补贴CCS技术成本，还是将利用技术作为跳板为过渡到CCS技术为目标，其本质上仍然都是以减排二氧化碳为唯一终极目标，并没有将二氧化碳资源化利用作为出发点和落脚点。这种指导思想既不利于未来CCS技术的发

14、展，也无法发现利用技术的经济、社会、环境多重可持续发展效益。如何将二氧化碳利用技术乃至CCS技术纳入到可持续发展的框架下统筹考虑其作用和定位，将决定其未来发展的方向和路径。（三）立足国情，在可持续发展框架下评价C02利用技术的作用。应结合我国国情，基于其对我国减排潜力、经济发展和环境保护等多重目标实现的贡献度，正确评价和定位C02利用技术。我国正处于工业化和城镇化的重要时期，经济结构和能源结构等基本国情与发达国家区别较大。本报告将二氧化碳利用技术置于更广泛的背景和目标下，评估其对我国可持续发展的综合作用及其可能贡献。(1)充分重视C02利用技术的替代减排作用。我国能源结构中煤炭的比重高，经济结

15、构中重化工业比重大，虽然一些C02利用技术不能够实现将C02与大气永久隔离的效果，但是其资源化利用可替代煤炭等化石能源的消耗，在我国的应用具有较大的替代减排空间。(2)从满足我国经济发展相关的多目标角度来评价利用技术的作用。除C02减排和应对气候变化这个单一目标之外，应重视C02利用技术对国家其他需求的贡献，特别是该技术在能源资源增采、产业发展和能源利用方式等方面发挥的独特作用。(3)从战略技术储备的高度来看待C02利用技术。很多2利用技术同时是碳捕集与封存技术的组成部分，利用技术的发展能够为未来向碳捕集与封存技术过渡起到积极的促进作用。基于上述考虑，本报告旨在通过对各种利用技术的评估，探索其为促进经济社会发展，解决资源、能源约束和减排温室气体等多个目标服务的功能和潜力，评估技术现状水平和发展趋势，分析识别技术难点、障碍和发展需求，并提出促进二氧化碳利用技术在我国发展的有关建议。根据学科领域(原理)的不同，本报告将二氧化碳利用技术细分为地质利用、化工利用和生物利用三大类，能源增产增