中国水泥行业是全球二氧化碳排放的重要来源,其深度减排面临挑战。碳捕集、利用与封存(CCUS)技术被视为实现水泥行业碳中和的关键路径,目前中国水泥行业CCUS发展进入示范项目和早期商业化阶段。
现状与挑战:
- 中国水泥行业CCUS技术涵盖燃烧前捕集、燃烧后捕集和液体化学吸收等多种技术,其中液体化学吸收技术因适用性高且技术成熟,成为商业应用阶段的主流。
- 中国主要拥有深部盐水层、油气田及可改造的天然气管网三类优势封存与利用资源,但水泥工业等高排放行业空间分布分散,与封存资源存在错配。
- 目前中国水泥行业在运营中的碳捕集设备共有5条,年捕集能力合计约51万吨,但面临商业模式可持续性、技术成本高、下游消纳瓶颈等挑战。
案例分析:
- 金隅北水环保科技发展有限公司CCUS示范项目采用燃烧后化学吸收法,年捕集能力约10万吨二氧化碳,主要用于生产食品级液体二氧化碳、干冰,但面临商业模式可持续性、技术成本高、下游消纳瓶颈等挑战。
- 青州中联水泥有限公司全氧燃烧碳捕集示范项目采用“全氧燃烧耦合低能耗碳捕集”技术路线,年捕集能力达20万吨高纯度二氧化碳,产品线涵盖工业级、食品级二氧化碳及干冰,但面临市场竞争与下游消纳瓶颈等挑战。
经济性与投融资分析:
- 水泥行业应用CCUS的成本较高,吨CO2捕集成本浮动范围较大,但随着技术迭代和产业规模扩大,成本将呈现阶梯式下降趋势。
- 据RMI预测,在迈向2060碳中和的进程中,中国水泥行业CCUS相关累计投资总额约为5200亿元,占全行业减排总投资比例高达64%。
- CCUS项目的经济可行性高度依赖于下游消纳场景,食品级CO2与矿化混凝土情景在模型中表现出更强的财务指标,但并不意味着其在现实落地中的实施难度最低。
技术应用展望:
- 水泥行业CCUS的应用应遵循“分期部署、先示范后推广”的总体路径,至2030年实现先进碳捕集技术的商业级应用并形成产业化能力,至2040年部分成熟的碳捕集技术将实现大规模工业应用。
- 较适合水泥行业部署的CCS技术包括LEILAC技术、全氧燃烧技术和集成式钙循环技术,各有特点,需根据实际情况选择。
- 政策层面应加大对适用于水泥行业的CCUS技术研发与示范应用的支持力度,构建CCUS全产业链,推进区域差异化发展。
- 金融层面应发挥多元金融工具的协同发力作用,弥合绿色溢价缺口,支持CCUS项目落地。
- 可持续商业模式层面,企业应注重绿色水泥价值链重塑,打造零碳水泥品牌,融入区域性碳中和集群,探索碳资产金融化路径。