通过碳捕获、利用和储存来缩小排放差距

VIE WP OINT2 0 2 3关闭发射通过碳的间隙捕获 ， 利用& STOR 年龄A U T H O R S采用新的杠杆提供脱碳Martin Dix奥利弗 · 戈利Martijn EikelenboomTrung Ghi世界各国都雄心勃勃脱碳目标。然而 ， 尽管有一些进步 ， 愿望和愿望之间的差距现实正在增长。温室气体排放全球范围内上升 ， 工业排放证明特别难以减少。交付有效因此 ， 工业脱碳需要额外的杠杆 ， 特别是碳捕获 ，利用率和存储 (CCUS) 。这个观点解释了 CCUS 提供的机会企业及其解决气候问题的潜力目标。 V I E W P O I N TA R T H U R D. L I T T L E需要新的方法去中心化在 2030 年之前。此外 ， 一些行业(如水泥) 不能完全采用氢气 ， 原因是化学反应不可避免的排放在生产过程中。根据《巴黎协定》 ， 2015 年这些挑战需要采用新的方法以及现有的努力。首先其中包括 CCUS (参见侧栏 “什么是CCUS ？ “) 作为行业的临时解决方案未来的目标是采用氢气 ， 但必须满足短期脱碳需求 (例如 ，钢铁) 或需要长期解决方案缺乏替代品 (例如 ， 水泥) 。 The联合国政府间小组关于气候变化 (IPCC) 强调了 CCUS 的重要性 ， 强调其在 2022 年的重要性报告并强调其作为一个重要的过渡到净零的一部分。国际气候变化条约, 国家引入了严格的目标和期限去碳化以限制全球经济的增长温度远低于工业化前 2 ° C水平。然而 ， 脱碳方面的进展已经停滞不前 ， 有三个重要因素推动了需要新颖的方法 ：1. 排放量实际上正在增加两者在全球和许多国家。自 2020 年以来 ， 全球能源相关二氧化碳排放量增长了 7.2% ， 根据国际能源署 （ IEA ） 。2. 现有的杠杆是不够的。尽管可再生能源的大规模扩张 ，不断增长的氢气使用量 ， 并增加能源效率 ， 两者之间存在差距政策和规定的目标。例如 ，根据气候行动跟踪 ， 多个预计各国将错过 2030 年减排目标 ， 包括主要的 CO2 -像美国 ， 英国 ， 中国 ，和德国。CCUS 设施目前在 11包括美国在内的世界各国,巴西、挪威、沙特阿拉伯、中国和澳大利亚。另有 14 个国家正在发展或建设项目 ， 包括法国 ，英国、荷兰、泰国和印度尼西亚。然而 ， 由于其规模、复杂性、高投资要求 ， 交货时间长 ，和支持基础设施 (例如 ， 管道和存储设施) ， CCUS 尚未广泛使用可供当前使用。3. 事实证明 ， 关键领域很难脱碳。减排在某些工业部门 ， 例如能源密集型过程 (例如 ， 生产者水泥和钢铁) ， 大规模基荷电力目前使用煤炭或天然气的发电机 ，和分散式热电联产代。什么是 CCUS ？CCUS 涉及捕获和有效高浓度的使用或储存由以下因素推动的活动排放的二氧化碳化石燃料或生物质 ， 如电力发电和工业生产。如果没有在现场使用 ， 这个捕获的二氧化碳是通过管道压缩和运输 ，船舶、铁路或卡车 ， 用于一系列通过碳捕获和利用率 (CCU) 或注入深地质构造 ， 它被困的地方永久通过碳捕获和存储 （ CCS ） 。随着可再生能源和电气化的兴起在交通和供暖等领域 ， 有效的能源密集型产业的脱碳仍然是一个挑战。清洁氢气提供了一个有前途的解决方案 ， 特别是对于像钢铁生产。然而 ， 它的全部潜力取决于充足的存在清洁氢气供应和必要的基础设施 ， 这不太可能到位通过碳捕获、利用和储存缩小排放差距2 V I E W P O I N TA R T H U R D. L I T T L E欧洲透视在欧洲 ， CCUS 的采用是由经济驱动的和排放者的监管成本。基于欧洲能源交易所 (EEX) 数据欧盟津贴 (EUA) 价格17 个欧洲国家已实施或宣布的 CCUS 计划设施。在欧盟的 27 个成员国中 ， 有 20 个提到CCUS 在他们的国家能源和气候计划中。在一些目前没有 CCUS 计划的国家 ，情况正在发生变化。尤其是德国 ，看到了对这项技术的新兴趣。然而 ， 作为一部分 ， 提高 CCUS 的雄心国家脱碳战略差异很大英国、荷兰和挪威总共代表了大约 75% 的目前计划的碳捕获能力到 2030 年欧洲。预计排放量将进一步增加 ， 超过到 2020 年代中期 100 €/ tCO2 ， 而CCS 的平准化成本预计将进一步大多数行业的下降 ， 如图所示1. 这种预测是基于实现从中欧到离岸的潜在航线北海的储存设施。然而 ， 成本仍可能超过 EUA 潜在的节省在某些行业的某些应用中 ， 如金属生产 ， 并创建必要的 CCUS 设施需要大量的长期投资。理解C C U S 价值链图 1. EUA 的成本比较和 CCS 的水平化成本EUA价格 ： ~ 80 - 100 €/ tCO2 （ 2023 年 ）256玩家在 CCUS 中探索机会生态系统应该了解以下四个步骤 ：从源头到汇的价值链 (见图 2) 。196166159总之 ， CCUS 的全球市场是值得的2022 年估计为 2 - 30 亿欧元 ， 其中期间每年增长 5%根据 ADL 分析 ， 前五年。作为如图 3 所示 ， 机会是 ：878680Ø EUA 价格61金属生产低情况高情况-捕获。捕获是最资本的 -密集区域 ， 但收入最高potential. It is a strong fit for companies与现有的 B2B 和工业客户关系 ， 因为它们可以提供捕获作为综合能源战略的一部分。来源 ： Arthur D. Little图 2. CCUS 价值链C A P T U R ET R A N S P O R TS T O R A G EU S A G E••碳捕获从••管道或模块化运输通过船,卡车和铁路 ， 包括压缩和••注射二氧化碳进入••直接使用中的 CO2应用程序 ， 如提高采收率或食品和饮料多个源地质构造Separation &永久监测储存的二氧化碳和脱水of捕集碳去液化维护转换二氧化碳进入其他产品 ， 如电子燃料或可再生建筑材料终端管理,包括行政管理进出口设施存储设施•交易来源 ： Arthur D. Little通过碳捕获、利用和储存缩小排放差距3 V I E W P O I N TA R T H U R D. L I T T L E--运输。运输提供最小的相对经济价值 ， 但需要最低资本支出。这表示天然气分配的潜在机会 /输电系统运营商扩大他们的业务来自邻近地区。定位市场上的成功CCUS 市场的快速发展意味着玩家需要迅速采取行动来拥抱机会 ， 建立伙伴关系 ， 创造新的商业模式 ， 并采用创新和合适的技术。成功需要重点在五个构建块上 ， 首先设置一个清晰的愿景和战略 ， 然后理解客户需求、产品和服务以及发展相关能力。支持这些构建块 ， 并创建一个有效的战略和运营计划 ， 公司需要询问和回答关键问题 (见图 4) 。存储。由监管机构驱动的更高成本要求使海上存储比以前贵三倍左右陆上存储。因此 ， 规模至关重要 ， 因为正在挑选地质合适的国家和支持性法规。成功需要强大的客户合作伙伴关系 ； 这是特别是相关的石油和天然气公司具有近海勘探经验以及进入枯竭的油气田。然而 ， CCUS 市场正处于起步阶段 ，许多领域 ， 包括法规 ， 仍在例如 ， 现有的公共补贴激励措施在很大程度上无法与那些支持可再生能源。还有一个需要解决当前公众的担忧CCUS 并促进对其更大的接受benefits. This is especially the case in countries像德国 ， 这些担忧导致了有效禁止储存二氧化碳 (见侧栏“CCUS 在德国的未来 ”) 。--用法。出售二氧化碳供他人利用行业带来额外的上行潜力但需要接触有需求的客户对于二氧化碳 ， 这意味着玩家将需要竞争与现有的化学公司和正在创新进入的初创企业为最终用户提供更可持续的生活方式。端到端 “CCUS 即服务 ” 。管理整个价值链为捕捉显著的价值 ； 它需要有效的整个生态系统的伙伴关系由强大的项目管理专业知识。图 3. CCUS 价值链中的机会C A P T U R ET R A N S P O R TS T O R A G EU S A G E设计和建造CO2 捕集Repurpose并提供自己的设计和建造CO2 储存基础设施配电网端到端基础设施操作和维护CO2 捕集操作和维护CO2扩展网络通过并购提供零售和内部 / 分包内部 / 分包储存purchase - to - pay管理CO2 捕集资产DistributeCO2 通过管道或管理CO2 储存资产对最终用户的服务技术和商业驳船到存储或最终用户商业提供交易服务for提供内部能力提供存储作为一种服务CO2 商品和配额作为对网络运营商的服务通过伙伴关系提供端到端 CCUS 作为服务来源 ： Arthur D. Little通过碳捕获、利用和储存缩小排放差距4 V I E W P O I N TA R T H U R D. L I T T L E图 4. 成功的 CCUS 战略的五个组成部分•••明天的监管环境会是什么样子 ？在哪种情况下 ， 需要做出哪些战略选择 ？应该采取哪些切入点和优先事项 ？•••什么是有吸引力的客户群 ？哪些客户需求未得到满足 ？潜在客户的创新机会是什么 ？愿景与战略•••什么是有吸引力和有利可图的产品和产品 ？竞争生态系统是什么样的 ？创新和关键技术如何随着时间的推移而变化 ？客户产品 &服务能力•••哪些能力对成功最重要 ？什么是关键能力差距 ？什么是典型的合作模式和并购机会 ？•••业务建立和扩展的正确设置是什么 ？我们如何最大限度地降低新设备的复杂性 ？我们如何创造和保持势头 ？组织和指导来源 ： Arthur D. LittleCCUS 在德国的未来目前 ， CCUS 项目在法律上很困难 ，在德国几乎不可能实施 ；因此 ， 还没有开发这些变化导致预期的德语对 CCUS 的需求在 34 到 73 公制之间到 2045 年二氧化碳吨 (约三分之一2022 年工业总排放量) ， 根据德国能源机构的荟萃分析Deutsche Energie - Agentur (Dena). While the大部分捕获的碳预计将是储存 (CCS) ， 额外碳的份额使用需求 (CCU) 预计将稳步到 2050 年 ， 每年增长 5% - 6%到亚瑟 · D · 利特尔 (ADL) 分析 ， 由新的对绿色甲醇和石脑油 （ 电子燃料 ） 的需求以及潜在的建筑材料。因此 ，CCU 提供了一个特别有趣的业务捕获和销售的公司的机会他们的二氧化碳作为一种商品 ， 而不是支付用于其存储。示例包括计划的新海德堡领导的水泥行业项目材料 (气候) 和 CEMEX (混凝土化学品) 将排放的二氧化碳转化为清洁电子燃料和可再生产品。总体而言 ，估计 CCS 和 CCU 的市场价值到 2045 年达到 8 - 100 亿欧元 ， 基于ADL 计算。然而 ， 这些数字是基于 2021 年的数据。最近的政治和行业公告可能会显著增加需求并加快时间框架为了增长。最近。截至 2023 年中期 ， 大规模二氧化碳封存已经被禁止了十多年 ，而二氧化碳的出口 ， 比如到储存地点 ，也被禁止 ， 使得 CCUS 在这一点上不可行时间。然而 ， 情况正在迅速变化 ，推动对该技术重新产生兴趣 ：-监管的转变。联邦政府正在积极重新考虑自己的立场。根据经济事务部和气候行动 ， 一个全面的碳将制定管理策略 ， 并2024 年初提交。--不断增长的投资。多个玩家,包括海德堡材料 (水泥 / 建筑材料) ， Wintershall Dea 和 Equinor (油和天然气) ， 和 E. ON (能源公用事业) ，投资 CCUS ， 并宣布了各种该领域的项目和伙伴关系。二氧化碳基础设施的增加。管道正计划从工业中心到港口 ， 如鹿特丹 （ 荷兰 ）和 Wilhelmshaven （ 德国