碳捕获：探索生物能源与碳捕获和储存（BECCS）作为东盟可持续能源协会（ASEA）的气候解决方案

捕集碳：探索BECCS作为东盟气候解决方案 2025年3月 报告 捕获碳：探索BECCS作为气候解决方案：东盟 (Solution for ASEAN) 2025年3月 作者：Lintang Ambar Pramesti, Muhammad Anis Zhafran Al Anwary, ZahrahZafira, Monika Merdekawati Designer:Bayu Jamalullael, Lintang Ambar Pramesti 出版商： 东盟能源中心 Soemantri Brodjonegoro II Building, 6th Fl. Directorate General of Electricity Jl. HR. Rasuna Said Block X-2, Kav. 07-08 Jakarta, 12950, Indonesia Tel. (62-21) 527 9332 | Fax. (62-21) 527 93350 E-mail: secretariat@aseanenergy.org www.aseanenergy.org 致谢 东盟能源中心（ACE）诚挚感谢所有为该出版物的发展做出贡献的参与者。收割碳：探索BECCS作为东盟气候解决方案。 ACE谨向ACE执行董事Dato' Ir. Ts. Razib Dawood先生表达诚挚谢意，感谢他在推动东盟能源合作议程方面所提供的领导力和支持。同时，对能源、化石燃料、替代能源和储能（PFS）部门经理Beni Suryadi先生的指导，在形成本出版物过程中给予特别感谢。 ACE认可作者Lintang Ambar Pramesti、Muhammad Anis Zhafran Al Anwary、Zahrah Zafira和Monika Merdekawati的深入研究与分析。同时，也感谢Bayu Jamalullael和Lintang Ambar Pramesti为出版物设计所做的贡献。 特别感谢东南亚煤炭论坛（AFOC）和可再生能源子部门网络（RE-SSN）提供的宝贵意见，这些意见帮助塑造了本报告中呈现的观点。 碳捕获与封存（CCS）议题在东盟能源转型议程中具有战略重要性。CCS被列入《东盟能源合作行动计划》（APAEC）第二阶段：2021-2025年，作为向低碳经济转型的关键组成部分。具体而言，CCS议题在项目领域编号3：煤炭与洁净煤技术（CCT）在这个框架内，成果导向战略第一号旨在“促进CCT和CCUS在能源转型和低碳经济中的作用。”此外，行动方案1.3寻求开发一份战略煤炭报告，并探索清洁煤技术和CCU/S的潜力，以支持低碳能源体系。. 这份出版物是ACE为支持东盟能源转型而持续努力的一部分，旨在通过促进以生物能源与碳捕获和储存（BECCS）作为该地区潜在气候解决方案的讨论，来推动知情决策。ACE希望这份报告能为政策制定者、行业利益相关者和研究人员提供宝贵资源，以推进东盟各国的可持续能源战略。 Contents 11报告目标BECCS的基础 东盟国家的发展机遇 自然资源与能源潜力11将生物质协同燃烧与碳捕获、利用与封存（CCS）归类为生物能源与碳捕获和封存（BECCS）的一部分。18区域CO2运输网络20地质储存前景21 东盟国家的挑战 资源可用性与土地利用22技术和经济考量25环境与社会维度26基础设施与物流27 探索BECCS作为东盟气候解决方案 | 图表清单 捕集碳： 图列表 图1. BECCS价值链1图2. 伊利诺伊-迪凯特BECCS项目：世界上唯一的商业化规模BECCS运营项目5图3. Arkalon乙醇厂和Agrium化肥厂与Farnsworth装置互联。6图4. Drax发电厂7图5. 东盟生物能源的能源能力和发电量（基准情景）11图 6. 潜在 CO2东盟交通20图7. 东南亚生物质混烧的CFPPs28图8. 前十大潜在CO2在东盟的存储31 目录列表 表 1. AMS 的生物能源潜力和装机容量表 2. AMS 的生物质资源潜力表 3. 各行业 BECCS 应用潜力表 4. AMS 的 BECCS 发展现状 执行摘要 BECCS (生物能源结合碳捕获与封存)作为一种关键技术在实现气候目标中脱颖而出，提供双重效益：产生可再生能源，同时积极捕获和储存碳排放。其多功能性涵盖多个领域，包括生物燃料、能源生产和重工业，将其定位为低碳未来的极具前景的解决方案。 东盟是一个拥有丰富生物质资源（如农业残渣和林业副产品）的地区，实施这项技术具有巨大潜力。根据第8th：东盟能源展望（AEO8）显示，在基准情景下，东南亚地区通过生物质能可能达到553.4吉瓦的能源容量，在碳中和情景下可能超过1000吉瓦，其中印度尼西亚、泰国和越南是最大的贡献者。关于储能，新加坡国立大学的研究表明，该地区具有足够的有效地质储藏容量来储存二氧化碳。2来自各种固定源排放。 对于碳捕获与封存，主要挑战包括缺乏监管框架、改造现有基础设施所需的高昂投资以及CO_2_的复杂性。2交通运输。为应对这些挑战，东盟必须优先确保可持续生物质供应以实现长期可持续性，同时通过公私合作和财政激励措施，提升BECCS的技术和经济效益。 工作重点应集中于解决环境和社会影响，以避免产生额外排放或负面社会后果，这些后果可能损害该技术减少碳收益的效果。此外，通过确定合适的存储地点、探索分布式存储解决方案、促进针对CO的多边协议，应加强基础设施、交通和存储能力。2交通运输，并推动针对各国需求的研发，对于该地区BECCS的顺利实施至关重要。 尽管这项技术具有潜力，但其实施也伴随着若干挑战。BECCS可能通过其供应链引入额外排放，包括生产、运输和处理环节。它还需求大量土地和资源，如水和肥料，可能将这些资源从农作物生产中转移。确保可持续的原料供应进一步加剧了这些挑战。BECCS的实施需要复杂的操作管理，并且在许多情况下，需要大量投资以构建必要的配套设施。 设定舞台：目的和范围 报告目标 生物能源与碳捕获和储存（BECCS）尚未在东盟地区得到开发或实施。然而，它对于推进该地区的碳中和目标具有重大潜力。 《8》中概述的碳中和情景。th东盟能源展望（AEO8）强调了碳捕获与封存（CCS）技术（包括BECCS）在实现东盟气候目标中的作用。此外，CCS也被东盟能源合作行动计划（APAEC）第二阶段：2021-2025年视为向低碳经济转型的一个关键组成部分。 具体而言，碳捕获与封存（CCS）在第三项目领域“煤炭与洁净煤技术（CCT）”下得到阐述。在此框架内，基于结果的战略1旨在“促进洁净煤技术与碳捕获利用与封存（CCUS）在能源转型和低碳经济中的作用。”此外，行动计划1.3致力于制定一份战略煤炭报告，并探索洁净煤技术及碳利用（CCU/S）的潜力，以支持低碳能源体系[1]。 BECCS的基础 BECCS是一种新兴的两步碳移除技术，旨在应对气候变化。第一步涉及将生物质——来自农业副产品、林业残留物和城市垃圾等来源的有机材料——转化为热能、电力或燃料形式。该步骤被称为“生物能”阶段。第二步“碳捕获与封存”，捕获CO2生物能源生产过程中产生的排放物，并将其储存在地质构造或持久产品中。 化石燃料燃烧，由于生物质作为燃料具有独特的特性，将其改造为基于生物质的系统是必要的。生物质在燃料特性以及烟气成分方面与化石燃料（如煤或天然气）存在显著差异[3][4]。 此外，CCS 应用广泛多样，不仅限于化石燃料和生物成因的CO。2来源，同时也关乎工业流程。例如，捕获CO 2从一个燃煤电厂的一个大型排放点源捕集CO与...差异很大。2在一家钢铁厂中，排放物来自多个不同来源 [5]。同样地，捕获高度集中的CO2与捕获CO相比，从生物乙醇发酵中获得成本更低，能源密集度更低。2从生物质燃烧过程[3][4][6][6]中。 从技术上讲，BECCS应被视为更广泛的CCS领域的一个子类别。CCS技术以多种形式已运行数十年，被认为技术成熟，特别是在CO的捕获、运输和储存方面。2[2]. 但是，这些技术基本上是 BECCS工艺 1. 生物能源发电 ：生物能源是通过将各种生物质形式转化为能源而产生的。植物自然吸收CO2在增长期间，使CO2在碳中循环的燃烧部分释放。为确保可持续性，生物质必须负责任地采购，理想情况下应来自可再生或再种植材料。在许多情况下，生物能源原料来自农业残渣（如甘蔗废弃物）、专用能源作物（如速生柳树）或受管理的森林。其他新兴来源包括藻类培植和城市有机废弃物[7]。 生物能源通常通过燃烧生物质来产生高压蒸汽，驱动涡轮机发电。该过程也可以使用高密度的生物质形式，例如压缩木屑球，从而替代现有发电厂的煤炭使用[7]。此外，生物质可以制成生物乙醇和生物柴油等生物燃料，作为汽油和柴油的可再生替代品。生物乙醇的生产过程涉及利用酵母发酵植物材料中的糖分，从而产生乙醇和二氧化碳[8]。生物柴油是通过植物油、动物脂肪或回收的烹饪油脂进行酯化反应制成的，用于柴油发动机和供暖系统，并提供相似的环境效益[9]。 2. 碳捕获 在BECCS中，碳捕获主要是一种燃烧后工艺，其中溶剂提取CO2从生物质燃烧产生的烟道气中。当气体被压缩时，它占据的体积会减小，并且当它被液化、固化或水化时，体积还会更小。因此，捕获的CO2在运输到储存地点之前，通常会被压缩和液化，转变为超临界流体。在生物乙醇生产中，CO2在发酵过程中产生，形成近乎纯净的CO气流。2在存储前需要最少处理的过程[7]。 3. 碳存储 一旦被捕获，CO2被注入——通常以超临界流体状态——到多孔地质构造中，例如枯竭的天然气储层、煤层或盐渍含水层。这意味着它在温度和压力下表现出液体和气体的特性，意味着它像液体一样密度大，但能像气体一样流动[10]。储存过程允许对CO进行永久封存2.随着时间的推移，CO 2可能与周围矿物发生化学反应，通过矿物储存确保长期稳定性[7]。 BECCS在全球气候战略中 应对气候变化需要立即采取果断行动，以符合《巴黎协定》要求将全球气温升高限制在可控范围内。《巴黎协定》设定了明确目标：将全球变暖控制在远低于2摄氏度的水平，并努力将其限制在1.5摄氏度。 多元化发展以及从农业到先进生物能源生产的各行业发展创造就业机会。然而，BECCS的实施必须得到谨慎管理，以防止潜在权衡，例如土地、水和粮食资源的竞争，这些竞争可能损害其可持续性和社会可接受性。 However, pathways outlined by the 政府间气候变化专门委员会（IPCC）表明，仅靠减排是不够的。 不足以实现这些目标。这项挑战在难以减排的行业中尤为突出，例如重工业、航空和航运业，其中脱碳仍然复杂。与此同时，全球碳预算——为限制变暖所允许的最大排放量——正在迅速缩小。在这种情况下，BECCS（生物质能结合碳捕获与封存）成为一项关键技术。通过实现二氧化碳移除（CDR），BECCS在实现国际协议中提出的雄心勃勃的气候目标中发挥着至关重要的作用[11]。 在情景中，全球温度变化超过1.5o C, BECCS提供了一条务实的途径，以逆转过量排放并稳定气候。[14].IPCC始终在其限制变暖的路径中将BECCS纳入其中 ，承认其在应对温升超支风险中的核心作用，同时支持长期气候稳定。通过实现大規模的大氣CO₂移除，BECCS可以作为一种安全網，为社會提供時間以加速向净零排放的轉型。 BECCS 在负排放技术中因其潜在的可扩展性和与现有工业和能源系统的兼容性而脱颖而出。 系统。通过将碳捕获与生物能源生产相结合，BECCS可以利用发电和生物乙醇生产等领域的现有基础设施，使其成为广泛采用的可行方案[12]。其兼具生产可再生能源和碳封存双重能力，使其成为寻求平衡经济增长与环境保护承诺的国家所青睐的解决方案。 虽然BECCS具有巨大潜力，但其在大规模实施方面面临诸多挑战。 确保生物燃料供应链的可持续性、最大