能把CO2变成宝的“碳捕手”生意难在何处

　　把废弃的钢渣和二氧化碳结合变成砖头、用合成生物技术培养细菌去“吃”二氧化碳、用绿电电解二氧化碳制成绿色航空燃料……使出十八般武艺让二氧化碳发生“变形记”，成为低成本的砖头、衣服、食品、燃料——这些都是被称为“碳捕手”的CCUS（二氧化碳的捕集、利用与封存）技术的“神奇”功效。

 

　　在全球变暖不断加剧的情况下，CCUS被认为是实现碳中和的“最后一公里”，因为即使做到完全不排放，为了减碳，也需要把之前排放的二氧化碳捕捉回来。

 

　　中国证券报记者调研采访发现，CCUS技术当前仍然面临较大的成本掣肘，“重要但现阶段还没那么重要”“紧迫但也很谨慎”，这种矛盾的声音充斥产业界。接受采访的专家认为，技术创新、商业创新是早日实现CCUS技术经济性的重要途径，当前需要推动政、产、学、研、金各方通力协作。同时，CCUS不是单一技术，涉及化工、地质、能源、材料等多种学科与交叉创新，是长环节、跨领域、众路线的多元、多维度复杂系统，也需要更为体系化的部署和更多元化的支撑方式。

 

　　托底的技术方案

 

　　在腾讯可持续社会价值副总裁许浩看来，CCUS这一大类技术有点类似于“托底”的技术。

 

　　据国际能源署测算，2050年全球能源系统如果要达到零排放，CCUS的减排量需要达到8%，而目前这个数字只有0.13%。“只有今天开始做，到2050年、2060年，这些技术才能成熟到可以规模化、低成本。”许浩告诉中国证券报记者。

 

　　尤其是考虑到我国以煤为主的资源禀赋和能源结构特点，CCUS技术能从源头上大规模减少二氧化碳排放，对于实现碳中和目标具有重要战略意义。

 

　　根据《中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2023）》预测，在“双碳”目标之下，中国CCUS二氧化碳减排需求：2025年将为2400万吨/年，2030年将增至近1亿吨/年，2040年将达到10亿吨/年，2050年将超过20亿吨/年，2060年将为23.5亿吨/年。

 

　　分行业看，考虑到中国目前的发电装机容量和能源安全的硬约束，火电行业将是CCUS的应用重点，预计2060年将通过CCUS实现10亿吨/年的二氧化碳减排量；钢铁、水泥、化工等行业在提高生产效率和达到生产峰值后仍将有部分二氧化碳需要通过CCUS实现减排。

 

　　对于到2030年实现CCUS减排1亿吨二氧化碳，许浩表示有信心。2023年3月，腾讯联合产业合作伙伴发起了一项国内CCUS领域金额最大的资助计划“碳寻计划”，共收到全国三百多个项目申报。在考察这些项目过程中，他发现，CCUS技术全产业链上所有技术创新点，中国都有参与，既包括央国企、科研机构，也包括初创企业，呈现活跃态势。

 

　　近年来，中国CCUS技术和示范取得长足发展，具备了二氧化碳大规模捕集、管道输送、利用与封存系统设计能力。中国21世纪议程管理中心全球环境处处长张贤向中国证券报记者介绍：“从技术上讲，无论是技术成熟度还是技术先进程度，我们跟欧美都是并跑的，都处于工业化示范阶段。但欧美在规模上更领先，美国的大型示范项目比我们多很多。此外，在个别环节，比如管网运输、海上封存，我们相比国际有所落后。”

 

　　为破解CCUS产业化发展瓶颈，近日国务院国资委启动第三批中央企业创新联合体建设，围绕战略性新兴产业和未来产业等重点领域，在工业软件、工业母机、新能源等方向支持中央企业续建3个、新建17个创新联合体。其中，中国石油和中国华能共同牵头成立CCUS创新联合体，以期引领我国CCUS产业高质量发展。

 

　　中国华能方面介绍，作为国内最早开展二氧化碳捕集和二氧化碳驱油封存的企业，集团和中国石油正在共同建设华能陇东能源基地全球规模最大的燃煤电厂150万吨/年CCUS示范工程，未来将以该示范工程为牵引，长期目标是构建千万吨级CCUS产业化能力。

 

　　处在早期阶段

 

　　CCUS技术的重要战略价值已属于业内共识，同时业内普遍认为，成本是构成CCUS进一步推广应用的最大约束。虽然CCUS技术长期来看不可或缺，但现阶段整体处于较为早期的发展阶段。

 

　　《中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2023）》认为，尽管中国CCUS技术发展迅速，但当前阶段面临应用成本高昂、有效商业模式欠缺、激励和监管措施不足、源汇匹配困难等多方面挑战，距离大规模商业化运行仍有差距。

 

　　我国的CCUS技术包含了CCS（二氧化碳捕集与封存）、CCU（二氧化碳捕集与利用）的概念。“CCS的成本是制约其商业化、工业化的最大障碍。考虑当前成本，业内普遍认为，2030年前大规模使用CCS面临较大技术锁定风险。”张贤表示，按照当前CCUS技术成本计算，以电厂和水泥厂为例，加装CCS之后，每度电和每吨水泥成本涨幅会超50%，钢铁厂加装CCS之后，每吨钢成本将上涨超15%。如果考虑未来全球气候目标的实现，或者全国碳中和目标的实现，加装CCUS将大规模减少全球或全国减排成本。

 

　　CCUS技术环节较多，包括捕集、利用、封存各项技术。张贤表示，各类CCUS技术成熟度差距较大，以二氧化碳捕集为例，空气直接捕集技术处于实验室阶段，电厂点源排放的二氧化碳捕集技术已达到示范阶段。而二氧化碳利用的成熟度较高，如果2030年前能抓住机会，存在较多盈利空间。

 

　　诺丁汉大学卓越灯塔计划（宁波）创新研究院可再生能源与储能副教授Nicholas Mulei Musyoka在接受中国证券报记者采访时表示，CCUS领域存在不同的技术发展路径，需要综合发展各项技术链并考虑它们的未来潜力。在CCU技术中，电力转化工（Power-to-X）路径将发挥关键作用，即用可再生能源生产绿氢，再与捕获的二氧化碳反应，生产可持续合成燃料和化工产品。同时，市场需要加速探索更吸引人也更具有成本竞争力的CCU技术。

 

　　许浩发现，当前跟CCUS有关的初创企业绝大部分都在做CCU，就是把二氧化碳转化为甲醇、丁醇、碳酸钙等基础工业原料。“哪怕今天我们还没有明确的碳价格激励，已经有CCUS初创企业能够进行市场化发展，这意味着该项技术的潜力非常大，让我们认为CCUS很有前景。”许浩说。

 

　　让许浩印象颇为深刻的项目是，南京食气生化科技有限公司利用合成生物技术培养食气梭菌，“让细菌吃CO2”形成丁醇。这相比传统石油丁醇路线，潜在可下降20%-50%的生产成本。

 

　　“大家探索CCUS的U还是比较多的，将二氧化碳电解到X，这个X指代反应得到的产物是非常丰富的。”碳能科技CTO汪秀萍在接受中国证券报记者采访时表示。她所在的碳能科技成立于2015年，致力于为排碳行业提供具有经济正向性的“碳中和”解决方案，通过自主研发的催化剂、电解反应器和“碳捕集-利用一体化”工艺路线设计，结合绿电，将二氧化碳高效转化为合成气、合成油、甲醇等具备工业应用价值的绿色化学品和新材料。今年5月，百吨级电解二氧化碳制合成气技术入围工信部《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录（2024版）》。

 

　　汪秀萍介绍，2020年公司与内蒙古伊泰集团合作完成30吨-50吨/年减碳的中试验证，经中国化工信息中心检索查新，属于国际首台，使得这项技术路线在国际上率先实现由实验室走向工程放大。2024年，公司与榆林能源集团横山煤电公司、榆能研究院合作，采用二氧化碳富集-转化一体化技术，开展500吨/年二氧化碳电解制合成气工业示范研究，以火电厂烟道气为原料，通过电解将二氧化碳转化为合成气，当前所有关键设备已交付现场，进入单机调试阶段。

 

　　不过，汪秀萍坦言，客户侧整体对于CCUS的态度是“紧迫也谨慎”，“目前大家主要是对技术成熟度、可靠度、碳循环的经济性以及应用场景进行更多的示范验证。”

 

　　汪秀萍分析，当前之所以成本约束还比较大，一是因为固定投资上还没有实现规模化效应，现阶段无论是关键材料、零部件，还有设备等基本都是定制化，所以加工制造成本较高；二是二氧化碳电解的运行成本主要是电力成本仍然较高，未来随着绿电成本继续下探，将有利于这项技术推广应用；三是绿色产品没有溢价，基本和传统化石产品等价销售，无法体现绿色价值。

 

　　“我们在致力于通过材料自身性能突破、反应装备和工艺升级等措施，实现电解效率提升，尽力克服成本约束。”汪秀萍说。

 

　　合力跨越“死亡谷”

 

　　张贤强调，未来降低技术成本最主要的还是加快技术研发示范，加速CCUS技术迭代，“比如捕集二代技术可以比一代技术成本降低超30%。”

 

　　汪秀萍表示，大力投资CCUS技术研发与创新，以降低CCUS成本，是实现CCUS大规模商业化发展的关键因素。她建议，我国可围绕CCUS各环节开展核心技术攻关并设立专项研发资金，为CCUS的全流程技术创新提供支持。

 

　　“现在最关键的就是我们怎么推动技术创新，让技术迭代进程越快越好，因为二氧化碳还在不停地往大气里排放，我们需要以更紧迫的时间表来做这件事，尽快进行研发、试点、规模化，把成本打下来，进而实现大规模应用。”许浩说，这也正是腾讯发起“碳寻计划”的初心。“我们联合包括河钢集团、华润集团、海螺集团等合作伙伴，为脱颖而出的项目提供亿元级资金和资源支持，以助推这些前沿技术走出实验室，进入到产业化第一步。”许浩介绍。

 

　　许浩说，“碳寻计划”终选名单里的项目将陆续在今年和明年完成试点建设，希望成为CCUS领域的“最佳可用技术”，推动CCUS在中国形成一个真正的产业。今年第二期“碳寻计划”将扩大为在全球范围内寻找前沿的低碳技术，在CCUS和碳移除技术的基础上，覆盖包括长时储能等更多创新技术，并与更多国内外产业伙伴合作，在全球范围内助力技术跨越“死亡谷”。

 

　　此外，好的市场激励机制也是盘活产业的关键。张贤认为，欧美依靠市场来推动技术进步和推广的经验值得我们学习，特别是要营造更好的价格传导机制，来加速技术推广。

 

　　中创碳投首席双碳官孟兵站认为，CCUS的发展需要更多元化的支撑方式，将CCUS纳入温室气体自愿减排交易市场，可以获得额外的市场资金支持。近期，全国环境技术标准化委员会已经在征求国家标准《碳捕集、利用与封存（CCUS）项目温室气体减排量化和核查技术规范》的意见，将进一步推动CCUS项目减排量量化以及交易工作市场化。

 

　　“对于CCUS，大家的关注点主要在成本上，CCUS还在寻找与新能源、工业系统耦合发展的新模式。”汪秀萍建议，CCUS项目涉及多个环节协同合作，应搭建上中下游全产业链联动平台，加快从点上探索迈向体系化布局；同时，CCUS在技术推广、项目建设与管理、风险管理等环节尚无标准遵循，需要完善评价标准，加强标准计量和认证体系建设，加强CCUS碳足迹研究与核算。