展望2040：全球二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)增长机遇

由监管框架、实施负排放技术以及通过二氧化碳利用开发价值而加速的未来增长潜力 弗若斯特沙利文全球能源与环境研究团队 目录 章节 战略要素 为何增长越来越难？八维战略要素™CCUS行业—三大核心战略要素增长机遇助推增长管线引擎™ 增长环境 增长机遇分析 分析范围应用与区域范围CCUS价值链与定义 目录 章节 目录 章节 目录 章节 增长机遇分析—重工业 目录 章节 增长机遇分析—生物质能综合碳捕获与封存(BECCS) 目录 章节 增长机遇分析—垃圾发电 目录 章节 预测分析 增长机遇分析—封存（Storage） 增长机遇宇宙 目录 下一步行动 战略要素 为什么增长越来越难？八维战略要素：造成增长压力的因素 八维战略要素 内部挑战 变革型大趋势 一种定义公司如何创造经济价值并将其资本化的新的收入模式，通常会对公司的价值主张、产品供应、运营战略和品牌定位产生影响。 阻碍公司进行必要变革的内部组织行为。 先进技术、互联网平台和其他直接面向消费者的模式压缩了用户价值链，从而减少了用户旅程中的摩擦和步骤。 定义未来世界的全球力量，对商业、社会、经济、文化和个人生活有着深远影响。 颠覆性技术 产业融合 来自初创企业和数字商业模式的新一轮竞争，挑战着过去的传统，迫使老牌行业重新思考自己的竞争立场。 政治不和谐、自然灾害、大流行病和社会动荡造成的混乱和无序，影响着全球贸易、合作和商业安全。 在以往互不相关的行业之间开展合作，以实现跨行业空白领域的增长机遇。 颠覆性的新技术正在取代旧技术，并极大地改变着消费者、行业或企业的运营方式。 CCUS行业—三大核心战略要素 变革型大趋势 创新商业模式 产业融合 •CCUS的最佳应用领域是温室气体明显且难以消减的行业。但是没有跨行业的支持，不可能实现气候目标。•通过分享各行业在试点阶段的经验教训，可以实现CCUS的商业性成功。•这将为技术开发商和即服务提供商提供探索新途径和新行业的机会，从而提供更广阔的业务空间。 •气候变化和环境的可持续发展正在成为中心议题。全球各地的公司都在大力投资去碳化战略。•创新、研发和制造战略需要进行调整，从而实现低碳足迹并保证可持续发展的未来。•大型科技公司面临的创造智能绿色解决方案的机遇，不仅可以使得其减少自身的碳足迹，还可以使他们互相分享技术诀窍。 •CCUS是一个迅速崛起的行业，它将在企业的去碳化战略中发挥关键作用。在某些行业中，实施CCUS的成本仍然很高，因此需要创新的商业模式。•为了调动私人投资者的情绪并激励他们投入资金，应降低二氧化碳价值不足带来的收入风险。这可以通过降低CCUS即服务成本或提高二氧化碳价值来实现。 •将全球气温升幅稳定在1.5度是一项任务，而不是一种选择。要实现这一目标，必须稳定二氧化碳的浓度，这意味着需要实现温室气体的净零排放。•主要国家的政府正在探索实现全社会的目标：o到2030年减排30%，到2050年减排80%（相对于2016年的排放水平）；以及o到2050年实现100%的可再生能源。 •CCUS市场已经出现了一些行业融合。原本只为石油和天然气（O&G）行业提供传统即服务的公司，现在也开始为水泥、电力和钢铁行业提供即服务。•同样，以电力领域为主的阿尔斯通（Alstom）和通用电气电力公司（GEPower）正在与石油和天然气即服务公司合作，提供CCUS解决方案。 •为了减少排放和履行《巴黎协定》，到2030年底，更多项目的规模应被扩大。这促使了许多技术开发商和即服务提供商为客户开发创新的商业模式。•即服务提供商已在考虑通过运用CCUS即服务和CCUS中心等商业模式来提供点对点即服务以减轻客户的总体负担。 增长机遇助推发展赛道引擎 增长环境 核心洞察 •预计CCUS市场将以49.7%的年复合增长率（2022—2030年）大幅增长。预计到2030年，收入将达到424.8亿美元；到2034年，收入可能达到峰值452.1亿美元，但从2040年起收入将趋于平稳。 •在中短期内，通过现有工厂的改造，CCUS将在燃煤电厂、水泥、钢铁、肥料和化工等二氧化碳难以消减的行业中得到更广泛的应用。为确保脱碳战略在长期内产生更大的影响，必须部署负排放技术，如BECCS和DACCS。 •CCUS中心枢纽将通过整合生态系统中的各种产业集群发挥重要作用，从而降低成本和运营风险。预计到2030年，碳捕集产业集群的纵向价值将达到27.88亿美元，到2040年将下降到6.6亿美元。 •与其他工业技术一样，CCUS在很大程度上依赖于规模经济。虽然这可能有利于大规模部署从而产生大量二氧化碳，但并非所有行业都能产生如此多的二氧化碳。模块化是实现必要的规模经济的关键，通过建立标准化工厂和大规模生产技术可以降低成本。 •碳捕集即服务是一种新的商业模式，将解决客户从源头到封存的整个二氧化碳价值链问题。在这种模式下，客户只需为每吨二氧化碳的捕集付费，而服务提供商将通过其网络合作伙伴管理捕集、运输和封存的整个二氧化碳价值链。 •就项目数量而言，欧洲和北美仍将是领跑者。但由于亚太地区和中东地区的发展中经济体的二氧化碳排放更为严重，这些地区的项目将在2025年至2030年间开始增加，并且这些地区最终将成为极具吸引力的市场。 来源：Frost & Sullivan 增长环境—美洲CCUS发展现状 美国通胀削减法案（IRA）更新的45Q税收抵免政策会刺激所有的新项目，基准额度为每储存1吨二氧化碳减免17.0美元，每为增强油气开（EOR）采使用1吨二氧化碳减免17.0美元。此外，还提供5倍的奖励额度（储存：85美元，增强油气开采：60美元）。 DAC基准额度为每储存1吨二氧化碳奖励36美元，每为增强油气开采使用1吨二氧化碳奖励26美元。此外，还有一个5倍的奖励额度（储存：180美元，增强油气开采：130美元）。 《基础设施投资与就业法案》（IIJA）确保在2021年至2026年期间，将有120亿美元或更多资金用于CCS。CCUS对于实现100%清洁电力或建设净零排放经济至关重要。 到2035年实现100%清洁电力和到2050年实现净零排放经济的国家气候目标主要依赖于CCS。 注：NGCC—天然气联合循环；IGCC—整体煤气化联合循环；地图颜色表示研究涉及的主要国家。所有数字均四舍五入。基准年为2022年。来源：Frost & Sullivan 增长环境—欧洲CCUS发展现状 《欧洲绿色协定》和气候法为欧盟执行更多政策铺平了道路，通过将政治承诺转化为净零气候中和，支持CCUS项目。 增长环境—亚太地区CCUS发展现状 澳大利亚政府已采取各种措施和政策框架来支持低碳技术。澳大利亚有多个新项目正处于不同的开发阶段。 增长环境—中东及非洲地区CCUS发展现状 注：NGCC—天然气联合循环；IGCC—整体煤气化联合循环；地图颜色表示研究涉及的主要国家。*中东及非洲地区2022年的数值很小，因此采用2023年的数值。所有数字均四舍五入。基准年为2022年。来源：Frost & Sullivan 增长机遇分析 分析范围 •CCUS是指一系列可有效用于捕集大型点源（包括使用化石燃料或生物质作为输入燃料的发电厂和工业装置）中的二氧化碳的技术。 •从大气中捕集剩余的二氧化碳被称为直接空气捕获（DAC）。 •捕集后二氧化碳经过进一步处理，通过脱水除去其中的水分，然后压缩成致密相，再通过船舶或管道运输进行利用。 •另外，它们也可以永久储存在深层地质构造中，如枯竭的石油和天然气储层或陆上和近海盐层。 •CCUS可以在履行《巴黎协定》条款和减缓气候变化方面发挥关键作用，因为它可以以多种方式应用于各个领域。因此CCUS在一个行业的应用会对其他行业产生连锁反应。 •在本研究中，市场规模是根据每年新增的碳捕集能力确定的，单位为百万吨/年。市场收入的估算考虑了安装碳捕集技术的资金成本（美元），并直接转化为完成CCUS项目的公司收入。 •碳捕集利用与封存根据其应用（即碳是被封存还是被使用）的不同可称为CCS或CCU。 •本研究包括的地区有美洲、欧洲、亚太地区以及中东及非洲地区。 应用与区域范围 CCUS价值链与定义 CCUS分类与定义 捕集 化学制品 生物质 成矿 二氧化碳可用于促进植物生长，也可通过使用生物炭在土壤中捕获，以提高土壤质量。 在氢经济中，二氧化碳可用于生产合成燃料、合成气和甲醇。这些燃料可用作许多化学制品和聚合物的原料。 二氧化碳可在混凝土和骨料工业中得到有效利用，同时降低能耗。 利用 封存 CCUS技术分类 纯氧燃烧：在这种技术中，煤、天然气和生物质使用纯氧燃烧，烟道中会排放出高浓度的二氧化碳。排放的二氧化碳可通过脱水的方式捕集，从而去除水蒸气，获得高纯度的二氧化碳流。 物理吸收法：使用以聚乙二醇二甲醚法(Selexol)或低温甲醇洗法(Rectisol)为主的液体溶剂将二氧化碳从工艺气体中分离出来；这种方法用于天然气加工、乙醇、甲醇和氢气生产。 化学吸收：一种基于胺的先进分离技术，用于从工艺烟气中分离二氧化碳。主要用于发电厂、燃料转化和工业生产中的小型和大型项目。 物理吸附：是一种利用活性炭、氧化铝、金属氧化物或沸石等固体吸附材料的分离技术。吸附后，通过变温吸附或变压吸附释放二氧化碳。 钙循环：该技术使用两个反应器在高温下捕集二氧化碳。在第一个反应器中，石灰被用来吸附和捕集烟气中的二氧化碳，形成碳酸钙。然后碳酸钙被转移到第二个反应器中，再生出石灰，纯净的二氧化碳流被压缩并输送以备进一步使用。 化学循环：在此工艺中，使用两个反应器。在第一个反应器中，小颗粒金属和空气中的氧气结合形成金属氧化物。金属氧化物被转移到第二个反应器中，在那里产生浓二氧化碳，使还原型金属再生。 低温分离：在这种技术中，酸性气体被冷却到非常低的温度，这样二氧化碳就可以液化并分离出来；这种技术需要大量的电力来操作制冷装置。 DACCS：利用化学或物理过程直接从环境空气中提取二氧化碳。如果捕集后二氧化碳被永久储存，那么它就是一种负排放技术。 膜分离：这种技术以具有高二氧化碳选择性的聚合物或无机装置（膜）为基础，可让二氧化碳通过，但起到阻隔气体流中其他气体的作用。这种技术在天然气处理中的应用正处于示范阶段。对于合成气和沼气，这种技术已投入商业使用，而对于烟道气，这种技术正在开发之中。 其他：目前正在测试的其他分离技术，如直接分离、脱水和压缩、阿拉姆（阿拉姆）循环和清洁能源系统(CES)循环，也是分析的一部分。技术就绪程度因燃料类型和应用行业而异。 主要竞争对手 中东及非洲地区 美洲 亚太地区 全球 •ENI•Dodsal•ADNOC•Qatar Petroleum•Saudi Aramco 增长指标 驱动因素 驱动因素 驱动因素分析 符合《巴黎协定》的气候行动目标 •2015年12月12日，全球196个缔约方通过了一项具有法律约束力的气候变化国际条约，以确保全球气温升幅不超过20℃。《巴黎协定》被誉为气候变化进程中的重要里程碑，它首次促使世界各国共同应对气候变化，并推动世界各国在2050年前实现净零排放。 •CCUS已迅速成为去碳化的关键推动力，因此，在整个预测期内，《巴黎协定》将成为CCUS投资的重要驱动。 CCUS是生产低碳氢气的重要技术 •氢被认为是电力的化学孪生兄弟，其具有使包括交通、重工业、电力和建筑在内的一系列行业脱碳的潜力。目前生产的氢气约98%来自天然气或煤炭，每年排放800兆吨二氧化碳。这类氢产品被称为灰氢。在蓝色氢气生产中使用CCUS将有助于降低一半成本。 •预计到2050年，低排放氢气的年需求量将达到530百万吨/年（减排量为60亿吨），蓝色氢气可作为一种低成本/低碳选择。然而，只有使用近零排放工艺生产氢气，包括使用CCUS生产蓝色氢气，才能实现长期效益。 驱动因