中国CCUS产业价值实现面临的挑战与对策

化石能源与CO₂捕集、利用与封存（CCUS）技术相结合，一方面可为工业、电力、交通、建筑等关键部门提供低碳化高水平用能和原料保障，并为风、光等波动性能源提供低碳化调峰手段；另一方面还可利用CO2提高油气采收率，或将其转化为能源化工产品，在我国建设新型能源体系的进程中发挥重要支撑作用。目前，国内CCUS部署仍处于工业示范阶段，基础设施建设相对滞后，项目规模整体较小，在运项目CO₂捕集能力约400万t/a，仅占全球总能力的10%。通过完善产业政策，创造有利条件，建立CCUS价值实现机制，有利于稳妥高效地提升我国CCUS产业规模实力，在全球特别是制造业的“绿色”竞争中占据有利地位。

一、领先国家发展CCUS产业的价值链抓手

在综合分析主要工业国家推动CCUS产业发展经验的基础上，我们研究认为，以“四化”路径（见图1），即全产业链价值化、负碳资产市场化、投建资金多元化、激励措施制度化，作为推动CCUS走向规模化商业运行的有力抓手，建立完善我国CCUS价值实现机制，有利于加快提升我国CCUS产业规模实力。在此基础上，我国有望以更短的时间，实现CCUS产业与欧美领先国家并跑甚至领跑，为“双碳”目标的如期实现提供高质量解决方案。

 

图1  领先国家推动CCUS发展的

“四化”经验

 

1. 全产业链价值化

全球经济活动的竞争焦点正在转向低碳经济，主要工业国的生产经营和价值创造活动正在经历重塑，行业企业亟需通过高效开发碳资产来实现盈利和碳减排的协同发展。以欧盟为代表的发达国家和地区率先建立了碳排放配额约束和交易制度，通过CCUS削减的碳排放正在成为领先布局企业的重要碳资产，在欧盟和加拿大阿尔伯塔省等地可用于抵消企业的碳配额，也可通过碳交易出售，使得企业在培育壮大CCUS业务实现碳减排的同时，也能为自身带来经济价值的流入。同时，CCUS捕获的CO2本身就具有资产属性，可运输至有需求的下游用户进行驱油封存、化工生产和食品加工等，因而欧盟和美国德克萨斯州等地将重点碳排放企业，以及输送管网、能源化工、工业气体、储存设施相关的企业和科研单位，统一纳入了CCUS产业价值链网络，由拥有政府背景的机构促进协调CCUS项目的多方合作。这一举措大大延伸了产业链，带动了更多利益相关方通过扩大规模、提升能效和革新技术等，全面推进CCUS项目建设，创造出更高的产业价值。

2  .负碳资产市场化

全球已有130多个国家和地区提出了碳中和目标，越来越多的发达经济体将碳市场作为压实碳减排责任、培育高价值碳资产的重要政策工具。但是，CO2驱替油气和化工利用的积极性易受原油等相关产品价格剧烈波动的影响，咸水层、枯竭油气藏等地质封存服务更是没有直接的产品产出，而碳市场可为CCUS产业发展提供长期、稳步上升的价值依托。受《巴黎协定》和《格拉斯哥气候公约》碳中和承诺的推动，欧盟正在逐步收紧碳排放配额，碳市场交易日趋活跃，碳价稳步上升并一度超过100欧元/tCO₂，即使能源供应紧张甚至能源危机情况下，目前的碳价仍保持在90～100欧元/tCO₂，已高于大部分驱油封存和地质封存项目的运营成本，有利于促进更多企业发现CCUS项目的减排价值。欧盟还要求碳配额每年减少2%左右，因此预计未来碳价还将持续攀升，对CCUS产业发展形成长期利好。

3.  投建资金多元化

当前CCUS项目的投资成本较高，美国的火力发电厂如开展CO2捕集，每兆瓦装机所需的设施加装费用高达80万～180万美元，企业往往没有能力自筹所需资金或不愿意独担投资风险。国际上往往采取多种金融手段对CCUS项目提供投融资支持，通过与机构和个人投资者广泛合作，吸纳不同来源的资金。例如，《联合国气候变化框架公约》成立了绿色气候基金，向发展中国家的CCUS项目开展优惠贷款和股权投资等。同时，国际投资机构正在积极参与低碳转型投资，新加坡淡马锡与美国贝莱德成立脱碳伙伴投资平台，为CCUS等前景较好的绿色低碳产业提供融资资金。

4.  激励措施制度化

2012—2017年全球CCUS项目数量曾连续数年停滞不前，一个重要原因是美国CO2驱油封存项目遭遇低油价冲击难以获利，另一个重要原因是欧盟碳排放配额尚未收紧致使碳价低迷。为推动火电和工业碳减排，美国和欧盟开始向CCUS产业有针对性地发布了一系列激励措施。其中，美国修订了45Q法案条款，规定2018年起企业每封存1tCO2可获得15～25美元的所得税抵免额，额度逐年提高并将于2026年达到60～85美元。得益于这一补贴政策，美国的驱油封存和地质封存都变得有利可图，市场投资积极性大幅提升，目前美国CO2总捕集能力占全球的比重高达55%，对美国2050年实现净零排放目标具有重要意义。欧盟则通过立法设立了总额100亿欧元的创新基金，支持CCUS等绿色低碳产业的规划、建设和运行，将成为今后欧盟CCUS项目的主要公共资金来源。

二、 我国CCUS产业价值实现面临的挑战

虽然我国CCUS产业发展已列入国家规划，但从产业发展现状和已出台的产业配套扶持政策看，主要存在以下四方面问题有待进一步解决。

1.  项目推广建设力度不足

近年来,我国高度重视CCUS发展，已将全流程、集成化、规模化CCUS示范项目建设纳入相关规划。《“十二五”国家碳捕集利用与封存科技发展专项规划》《“十三五”国家科技创新规划》已要求设计并建设百万吨级CCUS示范项目；《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030年前碳达峰行动方案》都鼓励推进规模化CCUS示范和产业化应用；《“十四五”全国清洁生产推行方案》《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》更明确要求，利用炼化、煤化工装置开展规模化CO2驱油项目，以及实施耦合绿氢制甲醇等降碳工程；《重庆市战略性新兴产业发展“十四五”规划》和《广东省CO2捕集利用运输与封存规划研究报告》提出打造CCUS技术创新中心和集群规模发展。但主要由于价值实现机制和推广力度等原因，规划所列的百万吨级全流程示范工程目前只有中国石化齐鲁石化-胜利油田驱油封存项目实施并建成投产，耦合绿氢制甲醇示范装置（CCUS项目可提供碳源）规模当前仅达到10万吨级，源汇匹配统筹和管网设施建设较为滞后，产业集群发展仍在前期筹备中，尚未通过规模化产业集群实现长期平均成本下降。

2. 现有经济条件下难以商业运行

我国的高浓度CO2排放源主要集中在油气田天然气处理和煤化工等过程，其碳排放合计占全国比重仅15%。而燃煤发电和钢铁、水泥、石油炼制等低浓度排放源较集中的行业碳排放合计占全国比重约70%，对其进行深度脱碳将是实现“双碳”目标的必要举措。但当前低浓度CO2捕集技术成本仍然较高，燃煤发电等主要碳排放企业每捕集1tCO2将额外增加225～420元的成本，远超当前国内55～60元/tCO2的碳交易价格，况且CCUS项目还未被纳入国家核证减排量机制（CCER）中，通过碳市场实现减排价值的路径尚不畅通。同时，CCUS项目本身会增加企业的能耗，能耗“双控”与提高企业发展CCUS积极性之间的矛盾也亟需解决。

3 . 输送管网和转化利用资金投入大

CO2输送管道建设投资强度较大，年输送能力百万吨、采用高压常温输送工艺的百公里长管道及其配套设施，需要投资约6亿元，占全流程驱油封存项目投资总额的6%～12%。预计2030年前，管道每公里造价有望下降约20%，但由于产业集群发展和区域管网布局会带来大量的管道建设需求，输送管网建设投资仍将长期保持在较高水平。CO2化学转化项目生产设施所需的投资强度也很大。产能10万t/aCO2加氢制甲醇项目的投资在5亿～7亿元，远高于一般的甲醇项目，如包含绿电、制氢的一体化投资则更高。同时，绿氢成本短期内难以大幅下降，加之所需催化剂在频繁改进，项目融资难度和风险都较大。我国适用于CCUS项目的绿色债务融资工具主要是碳中和债，支持力度相对有限。

4 . 相关规范和激励政策尚不够完备

CCUS全产业链、全流程的规范制度和标准体系构建已由《国家标准化发展纲要》和《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》提出，当前还在探索建设中，跨行业、跨区域企业协调机制也尚未建立，这将增加交易成本，使企业间较难建立公平和长期的项目合作模式，因而当前CCUS全流程项目多由大型国有企业一体化推进，CCUS产业难以广泛发挥和创造应有价值。同时，国内尚未形成持续性的CCUS专项配套政策和资金扶持长效机制，亟待政府从政策和资金上支持产业链龙头创新企业对CCUS相关技术的开发以及重大项目的示范验证。

三、创造条件实现CCUS产业价值的对策

鉴于我国CCUS产业规模和经济性现状与发展目标之间还存在一定差距，亟需加快打造CCUS价值链，提升规模化部署能力和水平，支撑我国绿色低碳发展。

1.  加快建立CCUS产业链“链长”工作机制

立足中央企业技术研发示范的主体支撑作用和构建产业集群的融通带动作用，支持中央企业担当CCUS产业链“链长”，引领CCUS产业化建设。“链长”企业应积极组织CCUS各环节可能涉及的，包括电力、煤炭、油气、化工和运输等多个行业的利益相关方以及科研机构，加入产业链协同机制，对可回收CO2来源和转化利用产能或地质储存空间的匹配做整体谋划，促进跨地区、跨行业协作，形成产业化合力。同时，“链长”企业通过联动多企业密切合作，充分挖掘CO2在各环节作为原材料或生产工具所创造的价值，实现产业增值并引导合理的价值分配，形成可持续的商业模式，提高各市场主体推动CCUS产业规模化发展的积极性，引导规划的重点项目尽快落地。

3.2  创新市场化机制实现CCUS产业价值

以《联合国气候变化框架公约》清洁发展机制规定的方法学模板为基础，充分考虑CCUS产业链复杂、运营周期长、前期投资大的特点，积极对标国际标准，开发CCUS项目的CCER方法学，包括妥善解决选址标准、长期安全、生命周期减排量核算和资金风险控制等一系列技术问题，尽早将CCUS项目纳入国内CCER碳交易体系，使CCUS产业获得稳步上升的长期收益。同时，为了有效规避欧盟碳边境调节机制可能对我国出口的高碳足迹商品征收巨额关税，可考虑将该类商品的生产企业纳入国内碳市场进行管理，针对我国出口的高碳足迹产品采用“双轨制”碳价机制，并引导出口企业积极参与所在工业园区的CCUS项目，大幅降低出口产品碳足迹。这里提出的“双轨制”碳价机制，指我国碳市场对出口欧盟特定商品的生产实行与欧盟相近的较高碳价，而对出口其他地区或在国内销售的商品生产实行国内较低的市场化碳价。由于欧盟碳价已高于国内部分CO2驱油封存和地质封存项目的成本，企业可选择通过参与CCUS项目削减生产加工过程中的碳排放，直接出口免于征税的“低碳足迹”产品。可考虑先从国内毛利率较高的高附加值出口产品实施高碳价约束政策，例如，我国锂电池产业在全球居领先地位，年出口规模快速提升，目前国内企业三元锂电池的毛利率为15%～20%，若通过CO2地质封存项目削减碳排放，其扣除减碳成本后的毛利率仍有12%～19%，减碳降碳成本承受力较强，在推动CCUS产业发展的同时不会对企业生产经营造成大的压力。

3.3 分阶段开展CCUS业务并拓展融资渠道

在CCUS项目被纳入CCER机制后，因CO2驱油封存、耦合绿氢制甲醇和地质封存业务开始盈利的时间点各不相同，可在不同时间阶段差异化部署业务，争取产业价值最大化。现今至2035年，CO2驱油封存全流程整体上能够实现盈利，可重点部署具有成本优势的项目开展大规模示范，推动CCUS商业化、集群化发展。相应地，还可在中国基础设施领域不动产投资信托基金（REITs）市场，以CCUS输送管网等基础设施为标的物发行REITs，降低CCUS项目融资难度，促进产业集群发展。耦合绿氢制甲醇和地质封存在该阶段暂不能依靠碳交易实现盈利，需做好技术进步和降本提效。2035—2050年，除驱油封存保持盈利外，随着绿氢价格和技术成本下降以及碳价上升，部分匹配条件较好的耦合绿氢制甲醇和地质封存分别从2035年、2040年前后开始盈利，可适时开展重点部署。2050—2060年后，驱油封存仍能保持较为可观的盈利，耦合绿氢制甲醇和各类地质封存在该阶段的较高碳价下也可实现大幅盈利，可大力开拓甲醇烯烃产业链，将“零碳足迹”甲醇进一步制成乙烯等产品出口到美国、欧盟等高碳价地区获取更高利润，失去开采价值的枯竭油气藏可大力发展CO2封存商业服务。除申请碳中和债提供融资支持外，还可推动将CCUS削减的碳排放或利用的绿氢纳入可持续发展挂钩债券的绩效，以更加灵活地获取融资。

4.  明确CCUS定位并建立财政支持机制

我国碳达峰碳中和政策体系提出非化石能源消费比重在2030年达到25%，2060年提高到80%以上。值得注意的是，美国、欧盟、日本等发达经济体正加快制定“碳壁垒”“碳锁定”方案，我国电力和工业行业在2030年前就将面对“碳考验”。由于国内能源消费仍以煤炭为主，非化石能源短期内尚不能独当一面，发展CCUS实现化石能源清洁利用是降低产品碳足迹的现实选择。中央财政可考虑以补贴的形式对CCUS项目给予资金支持，推动产业规模化发展。当前国内CO2驱油封存项目多能够实现盈利，但其主要利用了高浓度CO2，且收益对油价敏感。预计2025、2030、2035和2040年油价分别低于每桶80、70、60和55美元时，CO2驱油封存项目会陷入亏损。为避免油价巨幅震荡影响CCUS主体业务生存，可在上述时间点油价低于相应低值后，国家实施临时补贴政策。CO2耦合绿氢制甲醇和地质封存因近期难以实现盈利，需要进行连续补贴。中央财政在2006—2021年对新建风电项目已补贴超过4700亿元，每削减1tCO2排放，国家和企业对风电的资金投入甚至高于匹配条件较好的CCUS项目成本。若同样用4700亿元在2025—2040年对耦合绿氢制甲醇进行退坡补贴，经非线性规划求解,得到2030、2035和2040年其规模可达到年处理1300万、2400万和4500万tCO2（见表1），如用于补贴地质封存则其规模可达到3500、8900和15000万tCO2（见表2）。补贴结束时，CCUS产业已经形成可观规模，并能够取得经济效益，将为碳中和做出持久贡献。

表1  2025—2040年补贴CO2耦合绿氢

制甲醇所需资金和带来的产业规模

年份	2025—2029	2030—2034	2035—2039	2040	累计值
成本中位数 /（元?t-1CO2）	5375	4525	3765	3330
收益中位数 /（元?t-1CO2）	1660	2110	2385	2605
8%收益率对应收益 /（元?t-1CO2）	5805	4885	4065	3595
8%收益率所需补贴 /（元?t-1CO2）	4145	2775	1680	990
CO2耦合绿氢制甲醇规模 /（万tCO2?a-1）	200	1330	2430	4510
当期补贴所需资金 /亿元	415	1845	2040	445	4745

表2  2025—2040年补贴CO2地质封存

所需资金和带来的产业规模

年份	2025—2029	2030—2034	2035—2039	2040	累计值
成本中位数 /（元?t-1CO2）	790	720	650	605
收益中位数 /（元?t-1CO2）	50	85	120	165
8%收益率对应收益 /（元?t-1CO2）	855	780	700	655
8%收益率所需补贴 /（元?t-1CO2）	805	695	580	490
CO2地质封存规模 /（万tCO2?a-1）	500	3530	8860	15145
当期补贴所需资金 /亿元	200	1225	2575	745	4745

综合分析主要工业国家促进CCUS产业发展的有力抓手，研究提出了“四化”发展经验，即全产业链价值化、负碳资产市场化、投建资金多元化、激励措施制度化。我国CCUS产业建设已列入国家规划，但面临一些亟待解决的问题：规模化应用推广建设力度不足、项目在现有条件下难以实现商业运行、CO2输送管网建设和转化利用等资金投入较大、相关规范和激励政策体系尚不够完备等。从“四化”出发，针对价值实现体制机制方面存在的短板，通过情景分析和经济性测算，提出了推动CCUS产业持续健康发展的相关思考，主要包括：加快建立产业链“链长”工作机制、创新市场化机制实现产业价值、分重点开展多种CCUS业务并针对性地拓展融资渠道、明确CCUS战略定位并建立财政支持机制等，进而为我国“双碳”目标的如期实现提供高质量解决方案，也为企业在低碳经济下创造新业务价值。