环保行业2022年策略报告之三:碳捕集利用与封存技术,零碳之路的“最后一公里”-20211224-华宝证券-28页_2mb
报告摘要
碳捕集利用与封存技术:零碳之路的“最后一公里”
核心内容
碳捕集利用与封存技术(CCUS)是指将CO₂从工业过程、能源利用或大气中分离出来,加以利用或注入地层以实现CO₂永久减排的技术总和。该技术对于全球及中国实现碳中和目标具有重要意义,是实现减排目标的关键一环。
主要观点
- CCUS技术定义与发展阶段:CCUS技术起源于上世纪70年代的CO₂驱油利用,目前已进入商业化初期快速增长阶段。全球已有25个国家部署该技术,美国和欧盟处于领先地位。
- CCUS技术优势:CCUS具有较大的减排潜力,能促进化石能源的清洁利用,是实现中国碳中和目标的重要技术手段。它对于电力、钢铁、水泥等高排放行业实现净零排放具有关键作用,同时是制备低碳氢气的有效途径。
- CCUS技术分类:CCUS可分为传统CCUS(减排技术)和负碳技术(BECCS和DACCS)。BECCS通过生物质发电和碳捕集封存实现负排放,DACCS则直接从空气中捕获CO₂并封存。
- CCUS在中国的发展现状:中国CCUS技术尚处于研发与示范阶段,碳捕集、运输技术发展较快,但碳利用和封存技术发展较慢。目前,中国CCUS项目中约70%的CO₂被利用,其中60%以上为地质利用。
- CCUS的未来市场前景:预计到2050年,中国CCUS市场规模或将超过3300亿元,年均增长率在11.87%左右。全球CCUS市场规模也有望快速增长,部分预测显示可能超过2万亿美元/年。
关键信息
技术环节分析
- 碳捕集技术:是CCUS技术中成本和能耗最大的部分,目前燃烧后捕集技术较为成熟,而高浓度排放源捕集成本较低。
- 碳运输技术:运输成本占整个CCUS项目成本的四分之一以下。罐车和船舶运输技术已达到商业应用阶段,而管道运输技术在中国尚处于中试阶段,但已具备大规模设计能力。
- 碳利用技术:是CCUS技术创新突破的难点,主要分为地质利用、化工利用、生物利用、物理利用和矿化利用。目前,我国在部分碳利用技术上形成一定规模,其中生物利用的单位效益最高。
- 碳封存技术:中国陆上咸水层封存技术已完成项目示范,具备较大封存潜力,但长期安全性和可靠性存在风险,且选址困难。
政策与市场
- 政策支持:中国CCUS相关政策从2007年开始逐步推进,包括科技专项行动、示范项目通知、绿色债券目录等,2021年进一步提出“开展碳捕集利用与封存重大项目示范”。
- 碳市场影响:随着全国碳市场的成熟,CCUS项目可能被纳入CCER等碳减排市场,带来额外收益。此外,CCUS技术的商业化将受益于政策激励和市场机制。
技术经济性
- 成本结构:碳捕集成本占整个CCUS项目成本的一半以上,碳利用技术具有经济效益,尤其是生物利用。
- 技术发展路径:根据《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图(2019)》,CCUS技术将随着成本降低、技术进步和政策激励逐步实现商业化,预计2025年产值超过200亿元,2050年超过3300亿元。
风险提示
- 政策推进力度:若政策支持力度不及预期,将影响CCUS技术的快速发展。
- 碳交易市场建设:碳价下跌或市场建设进度不及预期将影响CCUS项目的经济性。
- 技术进展:CCUS技术进展不及预期可能影响其商业化进程。
- 投资情况:CCUS投资不及预期将限制其发展。
- 安全与环境风险:CO₂泄漏可能带来安全隐患和环境影响。
投资建议
- 关注早期布局企业:重点关注碳捕集和碳利用技术或设备的提供者,这些技术是当前创投资金关注的重点。
- 受益于碳市场:可关注可能受益于碳市场的相关标的,未来CCUS技术有望纳入碳减排市场机制。
技术分类与发展阶段
- 碳捕集技术:包括燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集,其中燃烧后捕集技术较为成熟。
- 碳运输技术:分为罐车、船舶和管道运输,管道运输技术最具规模经济性。
- 碳利用技术:分为地质利用、化工利用、生物利用等,其中生物利用的经济效益最高。
- 碳封存技术:包括陆上咸水层、海底咸水层和枯竭油气田封存,陆上咸水层封存技术已实现示范。
图表与数据
- 全球CCUS发展:2020年全球碳捕集能力为4000万吨/年,2021年新增项目数量和规模均有所增长。
- 中国CCUS发展:2021年,中国有21个处于正常工作状态的CCUS项目,其中超一半为CCUS-EOR或CCUS-ECBM项目,超过30%的项目碳源来自煤电厂。
- 减排贡献预测:在IEA和IRENA的不同情景下,CCUS对全球减排贡献较大,预计到2050年,CCUS对全球年减排量贡献达27.9-76亿吨,平均为46.6亿吨。
- 行业减排需求:火电、钢铁、水泥等行业的CCUS减排需求较大,预计到2060年,其减排需求占比较大。
行业应用与减排潜力
- 火电行业:火电+CCUS是当前中国CCUS示范的重点,预计2040年后对实现电力系统净零排放具有重要作用。
- 钢铁行业:CCUS是钢铁行业实现净零排放的关键技术之一,预计2060年减排需求达0.9-1.1亿吨/年。
- 水泥行业:石灰石分解产生的CO₂占总排放量的60%,CCUS是水泥行业脱碳的必要手段,预计2060年减排需求达1.9-2.1亿吨/年。
- 石化与化工行业:该行业本身是CO₂的主要利用领域,预计2030年减排需求约为5000万吨,到2040年逐渐降低至0。
结论
CCUS技术是中国实现碳中和目标的重要支撑技术,尽管目前尚处于研发与示范阶段,但未来发展前景广阔,市场潜力巨大。随着政策支持、技术进步和市场机制的完善,CCUS有望在2050年实现大规模商业化应用,成为实现零碳目标的关键技术之一。
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