CCUS系列9---中國 CCUS 成本評估
昨天和大家分享了CCUS系列的第八部分:基于源匯匹配的中國 CCUS 減排潛力
今天和大家分享第九部分:中國 CCUS 成本評估
1、經(jīng)濟成本
2、環(huán)境成本
中國 CCUS 示范項目整體規(guī)模較小,成本較高。CCUS 的成本主要包括經(jīng)濟成本和環(huán)境成本。經(jīng)濟成本包括固定成本和運行成本,環(huán)境成本包括環(huán)境風險與能耗排放。
1、經(jīng)濟成本
經(jīng)濟成本首要構(gòu)成是運行成本,是 CCUS 技術(shù)在實際操作的全流程過程中,各個環(huán)節(jié)所需要的成本投入。運行成本主要涉及捕集、運輸、封存、利用這四個主要環(huán)節(jié)。
預(yù)計至 2030 年,CO2 捕集成本為 90~390 元 / 噸,2060 年為 20~130 元 / 噸 ;CO2 管道運輸是未來大規(guī)模示范項目的主要輸送方式,預(yù)計 2030 和 2060 年管道運輸成本分別為 0.7 和 0.4 元 /( 噸 · km)。2030 年 CO2 封存成本為 40~50 元 / 噸,2060 年封存成本為 20~25 元 / 噸。
以火電為例,安裝碳捕集裝置導(dǎo)致的成本增加為 0.26~0.4 元 / kWh??傮w而言,裝機容量大的電廠每度電成本、加裝捕集裝置后增加的發(fā)電成本、CO2 凈減排成本和捕集成本更低。
按冷卻裝置來分,對比空冷電廠,濕冷電廠 CO2 凈減排成本和捕集成本更低,但是耗水量更大,電廠安裝捕集裝置后冷卻系統(tǒng)總水耗量增加近 49.6%,給當?shù)赜绕涫侨彼貐^(qū)造成更嚴重的水資源壓力。
在石化和化工行業(yè)中,CCUS 運行成本主要來自捕集和壓縮環(huán)節(jié),更高的 CO2 產(chǎn)生濃度通常意味著更低的 CO2 捕集和壓縮成本,因此,提高 CO2 產(chǎn)生濃度是降低 CCUS 運行總成本有效方式。
采用 CCS 和 CCU 工藝后,煤氣化成本分別增加 10% 和 38%,但當碳稅高于 15 美元 / 噸 CO2 時,采用 CCS 和 CCU 的煤氣化工藝在生產(chǎn)成本上更具有優(yōu)勢。
在延長石油 CCUS 綜合項目中,其 CO2 來自于煤制氣中的預(yù)燃燒過程 ( 即煤制氣中合成氣的生產(chǎn)過程)。因此,具有較高的純度和濃度,相較于其 他 CO2 捕獲和運輸項目,延長石油 CCUS 綜合項目的捕集和運行成本下降了約 26.4%,僅為 26.5 美元 / 噸 CO2,其中,捕集成本為 17.52 美元 / 噸 CO2,運輸成本為 9.03 美 元 / 噸 CO2。
經(jīng)濟成本的另一個構(gòu)成要素是固定成本。固定成本是 CCUS 技術(shù)的前期投資,如設(shè)備安裝、占地投資等。
一家鋼鐵廠安裝年產(chǎn)能為 10 萬噸的 CO2 捕集和封存設(shè)施的成本約為 2700 萬美元。在寶鋼 ( 湛江 ) 工廠啟動一個 CCUS 項目, CO2 年捕集能力為 50 萬噸 ( 封存場地在北部灣盆地,距離工廠 100 km 以內(nèi) ),需要投資 5200 萬美元。寶鋼(湛江)工廠進行的經(jīng)濟評估顯示,綜合固定成本和運行成本,總減排成本為 65 美元 / 噸 CO2,與 日本 54 美元 / 噸 CO2 和澳大利亞 60-193 美元 / 噸 CO2 的成本相似。
2、環(huán)境成本
環(huán)境成本主要由 CCUS 可能產(chǎn)生的環(huán)境影響和環(huán)境風險所致。
一是 CCUS 技術(shù)的環(huán)境風險,CO2 在捕集、運輸、利用與封存等環(huán)節(jié)都可能會有泄漏發(fā)生,會給附近的 生態(tài)環(huán)境、人身安全等造成一定的 影響。
二是 CCUS 技術(shù)額外增加能耗帶來的環(huán)境污染問題,大部分 CCUS 技術(shù)有額外增加能耗的特點,增加能耗就必然帶來污染物的排放問題。
從封存的規(guī)模、環(huán)境風險和監(jiān)管考慮,國外一般要求 CO2 地質(zhì)封存的安全期不低于 200 年。
能耗主要集中在捕集階段,對成本以及環(huán)境的影響十分顯著。如醇胺吸收劑是目前從燃煤煙氣中捕集 CO2 應(yīng)用最廣泛的吸收劑,但是基于醇胺吸收劑的化學吸收法在商業(yè)大規(guī)模推廣應(yīng)用中仍存在明顯的限制,其中最主要的原因之一是運行能耗過高,可達 4.0~6.0 MJ/ kgCO2。
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