CCUS行业跟踪报告:碳中和背景下CCUS赛道优势显著 我国已具备大规模CCUS工程能力

类别:行业 机构:光大证券股份有限公司 研究员:吴裕/赵乃迪 日期:2021-07-27

  事件:

      2021 年7 月23 日,生态环境部环境规划院组织召开了《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)――中国CCUS 路径研究》发布会。

      点评:

      1、全球和主要国家CCUS 封存潜力

      全球陆上理论封存CO2 容量为6-42 万亿吨,海底理论封存CO2 容量为2-13万亿吨。在所有封存类型中,深部咸水层封存占据主导位置,其封存容量占比约98%,且分布广泛,是较为理想的CO2 封存场所;油气藏由于存在完整的构造、详细的地质勘探基础等条件,是适合CO2 封存的早期地质场所。

      地质封存CO2 主要可以通过地下驱油、驱气以及注入深层咸水层等方式进行,据《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)――中国CCUS 路径研究》

      显示,中国地质封存CO2 潜力约为1.21-4.13 万亿吨。中国油田主要集中于松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地和准噶尔盆地,通过CO2 强化石油开采技术(CO2-EOR)可以封存约51 亿吨CO2。中国气藏主要分布于鄂尔多斯盆地、四川盆地、渤海湾盆地和塔里木盆地,利用枯竭气藏可以封存约153 亿吨CO2,通过CO2强化天然气开采技术(CO2-EGR)可以封存约90 亿吨CO2。中国深部咸水层的CO2封存容量约为24200亿吨,其分布与含油气盆地分布基本相同。其中,松辽盆地(6945亿吨)、塔里木盆地(5528 亿吨)和渤海湾盆地(4906 亿吨)是最大的3 个陆上封存区域,约占总封存量的一半。除此之外,苏北盆地(4357 亿吨)和鄂尔多斯盆地(3356亿吨)的深部咸水层也具有较大的CO2 封存潜力。

      亚洲除中国以外的国家地质封存CO2 潜力约为4900-5500 亿吨。日本的CO2地质封存潜力约为1400 亿吨。韩国深部咸水层的CO2 封存潜力约为9.4 亿吨,其中北平盆地的封存潜力约为9 亿吨、浦项盆地的封存潜力约为0.4 亿吨;韩国含油气盆地主要为油藏,其中乌龙盆地油藏的CO2 封存潜力约为30 亿吨、济州盆地约为235 亿吨、群山盆地约为3 亿吨。印度尼西亚、泰国、菲律宾和越南总封存潜力约为540 亿吨。北美地质封存潜力约为2.3-21.53 万亿吨。欧洲地质封存潜力约为5000 亿吨。根据欧盟GeoCapacity 项目评估结果,欧洲含油气盆地的CO2 封存潜力为300 亿吨,深部咸水层的封存潜力为3250 亿吨。澳大利亚地质封存潜力约为2200-4100 亿吨。

      2、国际机构对CCUS 贡献的评估

      不同研究对CCUS 在不同情景中的减排贡献评估结果差异较大。2030 年,CCUS 在不同情景中的全球减排量为1-16.7 亿吨/年,平均为4.9 亿吨/年;2050年为27.9-76 亿吨/年,平均为46.6 亿吨/年。

      联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在《IPCC 全球升温1.5℃特别报告》中指出,2030 年不同路径CCUS 的减排量为1-4 亿吨/年,2050 年不同路径CCUS 的减排量为30-68 亿吨/年。国际能源署(IEA)可持续发展情景(Sustainable Development Scenario)的目标是全球于2070 年实现净零排放,CCUS 是第四大贡献技术,占累积减排量的15%。IEA 2050 年全球能源系统净零排放情景(Net-Zero Emissions,NZE)下,2030 年全球CO2 捕集量为16.7亿吨/年,2050 年为76 亿吨/年。在国际可再生能源机构(IRENA)深度脱碳情景下,2050 年CCUS 将贡献约6%年减排量,即27.9 亿吨/年。

      3、中国CCUS 现状

      中国已投运或建设中的CCUS 示范项目约为40 个,捕集能力300 万吨/年。

      多以石油、煤化工、电力行业小规模的捕集驱油示范为主,缺乏大规模的多种技术组合的全流程工业化示范。2019 年以来,主要进展如下:1)捕集:国家能源集团国华锦界电厂新建15 万吨/年燃烧后CO2 捕集项目;中海油丽水36-1 气田开展CO2 分离、液化及制取干冰项目,捕集规模5 万吨/年,产能25 万吨/年。

      2)地质利用与封存:国华锦界电厂拟将捕集的CO2 进行咸水层封存,部分CO2-EOR 项目规模扩大。3)化工、生物利用:20 万吨/年微藻固定煤化工烟气CO2 生物利用项目;1 万吨/年CO2 养护混凝土矿化利用项目;3000 吨/年碳化法钢渣化工利用项目。

      中国已具备大规模捕集利用与封存CO2 的工程能力,正在积极筹备全流程CCUS 产业集群。国家能源集团鄂尔多斯CCS 示范项目已成功开展了10 万吨/年规模的CCS 全流程示范。中石油吉林油田EOR 项目是全球正在运行的21 个大型CCUS 项目中唯一一个中国项目,也是亚洲最大的EOR 项目,累计已注入CO2 超过200 万吨。国家能源集团国华锦界电厂15 万吨/年燃烧后CO2 捕集与封存全流程示范项目已于2019 年开始建设,建成后将成为中国最大的燃煤电厂CCUS 示范项目。2021 年7 月,中石化正式启动建设我国首个百万吨级CCUS项目(齐鲁石化-胜利油田CCUS 项目)。此外,中国的CCUS 各技术环节均取得了显著进展,部分技术已经具备商业化应用潜力。

      4、碳中和目标下的中国CCUS 减排需求及中国CCUS 成本评估根据国内外的研究结果,碳中和目标下中国CCUS 减排需求为:2030 年0.2-4.08 亿吨,2050 年6-14.5 亿吨,2060 年10-18.2 亿吨。各机构情景设置中主要考虑了中国实现1.5℃目标、2℃目标、可持续发展目标、碳达峰碳中和目标,各行业CO2 排放路径,CCUS 技术发展,以及CCUS 可以使用或可能使用的情景。

      中国CCUS 示范项目整体规模较小,成本较高。CCUS 的成本主要包括经济成本和环境成本。经济成本包括固定成本和运行成本,环境成本包括环境风险与能耗排放。

      经济成本首要构成是运行成本,是CCUS 技术在实际操作的全流程中,各个环节所需要的成本投入。运行成本主要涉及捕集、运输、封存、利用这四个主要环节。预计至2030 年,CO2 捕集成本为90-390 元/吨,2060 年为20-130元/吨;CO2 管道运输是未来大规模示范项目的主要输送方式,预计2030 和2060年管道运输成本分别为0.7 和0.4 元/(吨·km)。2030 年CO2 封存成本为40-50元/吨,2060 年封存成本为20-25 元/吨。

      环境成本主要由CCUS 可能产生的环境影响和环境风险所致。一是CCUS技术的环境风险,CO2 在捕集、运输、利用与封存等环节都可能会有泄漏发生,会给附近的生态环境、人身安全等造成一定的影响;二是CCUS 技术额外增加能耗带来的环境污染问题,大部分CCUS 技术有额外增加能耗的特点,增加能耗就必然带来污染物的排放问题。从封存的规模、环境风险和监管考虑,国外一般要求CO2 地质封存的安全期不低于200 年。能耗主要集中在捕集阶段,对成本以及环境的影响十分显著。如醇胺吸收剂是目前从燃煤烟气中捕集CO2 应用最广泛的吸收剂,但是基于醇胺吸收剂的化学吸收法在商业大规模推广应用中仍存在明显的限制,其中最主要的原因之一是运行能耗过高,可达4.0-6.0MJ/kgCO2。

      5、投资建议

      碳中和背景下,CCUS 将成为我国实现碳中和目标不可或缺的关键性技术之一,发展空间广阔。近期中石化旗下子公司石化油服启动我国首个百万吨级CCUS 项目,公司有望成为A 股第一家投产CCUS 项目的上市公司,是当之无愧的A 股CCUS 布局排头兵,中石油07 年开始推进吉林油田CCS-EOR 项目,我们看好CCUS 赛道发展前景,推荐中国石化(A+H 股)、中国石油(A+H 股)、石化油服。

      6、风险提示

      国际原油价格下跌风险、技术创新风险、安全事故和自然灾害风险、碳价上涨不及预期风险、投资进度不及预期风险。