中国碳捕集利用与封存技术发展路线图征集意见稿 科技部社会发展科技司 2018.09
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地质利用 地质利用 ·强化石油开采 ·强化煤层气开采 ·强化天然气开采 ·强化页岩气开采 ·强化地热开采 ·铀矿地浸开采 ·强化深部咸水开采
地质封存 地质封存 ·陆上咸水层封存 ·海底咸水层封存 ·枯竭油田封存 ·枯竭气田封存
产品
化学品
材料
燃料 食品 饲料 肥料 石油 天然气
水
矿产 地热
图 0-1 CCUS 技术流程及分类示意图
输送输送 ·车运 ·陆上管道 ·海上管道 ·海上船舶
利用与封存
化工利用 化学利用 ·重整制备合成气 ·制备液体燃料 ·合成甲醇 ·合成有机碳酸酯 ·合成可降解聚合物 ·合成聚合物多元醇 ·合成异氰酸酯/聚氨酯 ·钢渣矿化利用 ·石膏矿化利用 ·低品位矿加工联合矿化
生物利用 生物利用 ·转化为食品和饲料 ·转化为生物肥料 ·转化为化学品和生物燃料 ·气肥利用
中国碳捕集、利用与封存（CCUS）技术 发展路线图研究（更新版）
（征求意见稿）
科技部社会发展科技司 中国 21 世纪议程管理中心
二〇一八年九月
目录
1 引言 .....................................................................................................................1 2 技术现状与挑战.................................................................................................3
碳捕集、利用与封存（CCUS）是指将二氧化碳（CO2）从工业排放源中分离后或 直接加以利用或封存，以实现 CO2 减排的工业过程。作为一项有望实现化石能源大规模 低碳利用的新兴技术，CCUS 技术受到国际社会的高度关注。政府间气候变化专门委员 会（IPCC）第五次评估报告认为，如果没有 CCS，绝大多数气候模式都不能实现减排 目标；更关键的是，没有 CCS，减排成本增加幅度预估将高达 138%。国际能源署（IEA） 研究报告也指出，要实现本世纪末不超过 2℃的目标，CCS 技术将贡献 14%的碳减排量。 鉴于 CCUS 对应对气候变化和碳减排的重要作用，欧美发达国家已在探索给予 CCUS 和其它清洁能源同等待遇的政策，以支持基础研究和产业技术发展；多边国际合作机制， 如碳收集领导人论坛（CSLF）、创新使命部长级会议（MI）、清洁能源部长级会议（CEM） 等从不同方面推动 CCUS 发展。
2011 版路线图发布以来，CCUS 技术本身及其发展环境都发生了显著变化。国内外 应对气候变化的新形势，要求对 CCUS 技术重新定位，以促进生态文明建设和可持续发 展战略的实施；CCUS 技术内涵的丰富和外延的拓展，需要进一步明确发展方向，以有 序推进第一代捕集技术向第二代捕集技术平稳过渡；CCUS 技术的迅速发展使社会各界 对 CCUS 认知度不断提高，亟待加快调整 CCUS 技术的发展目标和研发部署，为相关政 策的制定执行和项目的顺利实施提供科技支撑。
Hale Waihona Puke Baidu
2
1 技术现状与挑战
排放源
捕集
输送
高浓度排放源 （如：煤化工、 制氢、生物乙醇）
低浓度排放源 （如：IGCC、 燃煤燃气发电、 炼钢、石油化工、 石油炼化）
燃燃烧烧前前捕捕集集 ·化学吸收 ·物理吸收 ·物理吸附 ·膜分离
燃燃烧烧后后捕捕集集 ·化学吸收 ·吸附法 ·膜分离
富富氧氧燃燃烧烧捕捕集集 ·常压 ·增压 ·化学链
2.3.1 捕集 .......................................................................................................6 2.3.2 输送 .......................................................................................................6 2.3.3 地质利用..................................................................................................7 2.3.4 化工利用..................................................................................................7 2.3.5 生物利用..................................................................................................8 2.3.6 地质封存..................................................................................................8 3 愿景与目标 .........................................................................................................9 3.1 愿景..................................................................................................................9 3.2 CCUS 技术总体发展目标 ..............................................................................9 3.3 发展路径........................................................................................................ 11 3.3.1 捕集 .....................................................................................................12 3.3.2 利用 .....................................................................................................14 3.3.3 输送、封存 .........................................................................................15 3.3.4 系统集成与集群化 .............................................................................16 4 优先行动及早期机会.......................................................................................17 4.1 加快 CO2 利用技术研发与示范推广 ...........................................................17 4.2 实现关键新捕集技术突破............................................................................18 4.3 开展全流程技术系统集成和大规模示范....................................................19 5 政策建议 ...........................................................................................................22 5.1 加强新一代 CCUS 技术研发 .......................................................................22 5.2 积极有序推进早期集成示范........................................................................22 5.3 推动产业化政策研究....................................................................................23 5.4 加强国际技术合作与技术转移....................................................................24 附件 1：我国主要 CCUS 试验工程的基本情况一览表 .........................................25 附件 2：我国碳捕集、利用、输送与封存各环节技术发展路径图 ......................27
CCUS 是未来我国减少 CO2 排放、保障能源安全、构建生态文明和实现可持续发展 的重要手段。作为负责任的发展中大国，中国高度重视应对气候变化工作，有序推进 CCUS 技术研发和示范。2011 版路线图制定以来，中国先后发布了《“十二五”国家碳捕 集利用与封存科技发展专项规划》《关于推动碳捕集、利用和封存试验示范的通知》及 《能源技术革命创新行动计划（2016-2030 年）》等鼓励 CCUS 技术发展的文件，并将 CCUS 技术纳入我国战略性新兴技术目录、国家重点研发计划和科技创新 2030—“煤炭 清洁高效利用”重大项目等支持范畴。近年来，CCUS 各技术环节均取得较大进步，已 经具备大规模示范基础；新型技术不断涌现，种类不断增多；低能耗的第二代捕集技术 1可大幅改善 CCUS 技术的经济性，有望以更低成本实现煤电和煤化工等传统产业的有
1第一代捕集技术是指现阶段已经能够进行大规模示范的技术，以胺基吸收剂、IGCC 燃烧前捕集、常压富氧燃 烧为代表；第二代捕集技术是指技术成熟后能耗和成本比成熟后的第一代技术可降低 30%以上的新技术，如化学链 燃烧、新型膜分离、增压富氧燃烧等。
1
效减排。CO2 利用技术在实现减排的同时，形成具有可观经济社会效益的新业态，对促 进可持续发展具有重大意义（图 0-1）。
引言
近年来，随着全球变暖，极端天气和气候事件频发，气候变化对生态环境和经济社 会发展的影响日益显著，已成为当今国际社会热点议题之一。2016 年 11 月，《巴黎协定》 正式生效，意味着削减温室气体排放、实现本世纪末全球气温比工业化前上升不超过 2℃， 并向 1.5℃努力的共识正在凝聚。国际形势的变化将全球应对气候变化带入一个新的阶 段。
2.1 中国发展 CCUS 技术的基础 .........................................................................3 2.2 已开展的工作..................................................................................................3 2.3 技术现状评估..................................................................................................4
地质封存 地质封存 ·陆上咸水层封存 ·海底咸水层封存 ·枯竭油田封存 ·枯竭气田封存
产品
化学品
材料
燃料 食品 饲料 肥料 石油 天然气
水
矿产 地热
图 0-1 CCUS 技术流程及分类示意图
输送输送 ·车运 ·陆上管道 ·海上管道 ·海上船舶
利用与封存
化工利用 化学利用 ·重整制备合成气 ·制备液体燃料 ·合成甲醇 ·合成有机碳酸酯 ·合成可降解聚合物 ·合成聚合物多元醇 ·合成异氰酸酯/聚氨酯 ·钢渣矿化利用 ·石膏矿化利用 ·低品位矿加工联合矿化
生物利用 生物利用 ·转化为食品和饲料 ·转化为生物肥料 ·转化为化学品和生物燃料 ·气肥利用
中国碳捕集、利用与封存（CCUS）技术 发展路线图研究（更新版）
（征求意见稿）
科技部社会发展科技司 中国 21 世纪议程管理中心
二〇一八年九月
目录
1 引言 .....................................................................................................................1 2 技术现状与挑战.................................................................................................3
碳捕集、利用与封存（CCUS）是指将二氧化碳（CO2）从工业排放源中分离后或 直接加以利用或封存，以实现 CO2 减排的工业过程。作为一项有望实现化石能源大规模 低碳利用的新兴技术，CCUS 技术受到国际社会的高度关注。政府间气候变化专门委员 会（IPCC）第五次评估报告认为，如果没有 CCS，绝大多数气候模式都不能实现减排 目标；更关键的是，没有 CCS，减排成本增加幅度预估将高达 138%。国际能源署（IEA） 研究报告也指出，要实现本世纪末不超过 2℃的目标，CCS 技术将贡献 14%的碳减排量。 鉴于 CCUS 对应对气候变化和碳减排的重要作用，欧美发达国家已在探索给予 CCUS 和其它清洁能源同等待遇的政策，以支持基础研究和产业技术发展；多边国际合作机制， 如碳收集领导人论坛（CSLF）、创新使命部长级会议（MI）、清洁能源部长级会议（CEM） 等从不同方面推动 CCUS 发展。
2011 版路线图发布以来，CCUS 技术本身及其发展环境都发生了显著变化。国内外 应对气候变化的新形势，要求对 CCUS 技术重新定位，以促进生态文明建设和可持续发 展战略的实施；CCUS 技术内涵的丰富和外延的拓展，需要进一步明确发展方向，以有 序推进第一代捕集技术向第二代捕集技术平稳过渡；CCUS 技术的迅速发展使社会各界 对 CCUS 认知度不断提高，亟待加快调整 CCUS 技术的发展目标和研发部署，为相关政 策的制定执行和项目的顺利实施提供科技支撑。
Hale Waihona Puke Baidu
2
1 技术现状与挑战
排放源
捕集
输送
高浓度排放源 （如：煤化工、 制氢、生物乙醇）
低浓度排放源 （如：IGCC、 燃煤燃气发电、 炼钢、石油化工、 石油炼化）
燃燃烧烧前前捕捕集集 ·化学吸收 ·物理吸收 ·物理吸附 ·膜分离
燃燃烧烧后后捕捕集集 ·化学吸收 ·吸附法 ·膜分离
富富氧氧燃燃烧烧捕捕集集 ·常压 ·增压 ·化学链
2.3.1 捕集 .......................................................................................................6 2.3.2 输送 .......................................................................................................6 2.3.3 地质利用..................................................................................................7 2.3.4 化工利用..................................................................................................7 2.3.5 生物利用..................................................................................................8 2.3.6 地质封存..................................................................................................8 3 愿景与目标 .........................................................................................................9 3.1 愿景..................................................................................................................9 3.2 CCUS 技术总体发展目标 ..............................................................................9 3.3 发展路径........................................................................................................ 11 3.3.1 捕集 .....................................................................................................12 3.3.2 利用 .....................................................................................................14 3.3.3 输送、封存 .........................................................................................15 3.3.4 系统集成与集群化 .............................................................................16 4 优先行动及早期机会.......................................................................................17 4.1 加快 CO2 利用技术研发与示范推广 ...........................................................17 4.2 实现关键新捕集技术突破............................................................................18 4.3 开展全流程技术系统集成和大规模示范....................................................19 5 政策建议 ...........................................................................................................22 5.1 加强新一代 CCUS 技术研发 .......................................................................22 5.2 积极有序推进早期集成示范........................................................................22 5.3 推动产业化政策研究....................................................................................23 5.4 加强国际技术合作与技术转移....................................................................24 附件 1：我国主要 CCUS 试验工程的基本情况一览表 .........................................25 附件 2：我国碳捕集、利用、输送与封存各环节技术发展路径图 ......................27
CCUS 是未来我国减少 CO2 排放、保障能源安全、构建生态文明和实现可持续发展 的重要手段。作为负责任的发展中大国，中国高度重视应对气候变化工作，有序推进 CCUS 技术研发和示范。2011 版路线图制定以来，中国先后发布了《“十二五”国家碳捕 集利用与封存科技发展专项规划》《关于推动碳捕集、利用和封存试验示范的通知》及 《能源技术革命创新行动计划（2016-2030 年）》等鼓励 CCUS 技术发展的文件，并将 CCUS 技术纳入我国战略性新兴技术目录、国家重点研发计划和科技创新 2030—“煤炭 清洁高效利用”重大项目等支持范畴。近年来，CCUS 各技术环节均取得较大进步，已 经具备大规模示范基础；新型技术不断涌现，种类不断增多；低能耗的第二代捕集技术 1可大幅改善 CCUS 技术的经济性，有望以更低成本实现煤电和煤化工等传统产业的有
1第一代捕集技术是指现阶段已经能够进行大规模示范的技术，以胺基吸收剂、IGCC 燃烧前捕集、常压富氧燃 烧为代表；第二代捕集技术是指技术成熟后能耗和成本比成熟后的第一代技术可降低 30%以上的新技术，如化学链 燃烧、新型膜分离、增压富氧燃烧等。
1
效减排。CO2 利用技术在实现减排的同时，形成具有可观经济社会效益的新业态，对促 进可持续发展具有重大意义（图 0-1）。
引言
近年来，随着全球变暖，极端天气和气候事件频发，气候变化对生态环境和经济社 会发展的影响日益显著，已成为当今国际社会热点议题之一。2016 年 11 月，《巴黎协定》 正式生效，意味着削减温室气体排放、实现本世纪末全球气温比工业化前上升不超过 2℃， 并向 1.5℃努力的共识正在凝聚。国际形势的变化将全球应对气候变化带入一个新的阶 段。
2.1 中国发展 CCUS 技术的基础 .........................................................................3 2.2 已开展的工作..................................................................................................3 2.3 技术现状评估..................................................................................................4