广东省CCUS发展规划研究（决策者摘要）.pdf

2022年9月 广东省二氧化碳捕集利用运输与封存 规划研究报告（决策者摘要） 征求意见稿 广东南方碳捕集与封存产业中心 广东工业大学碳中和与绿色发展协同创新研究院 中国能建广东省电力设计研究院 01 02 03 04 05 06 摘要 1 广东省CCUS发展现状 3 1.1 项目背景 1.2 广东省CCUS示范项目主要进展 3 1.2.1 广东碳捕集测试平台 3 1.2.2 中国海油恩平15-1油田群二氧化碳回注示范工程 4 1.2.3 深圳妈湾电厂50万吨级CCUS全链条大型示范项目可行性研究 5 1.3 广东省CCUS支持政策 5 广东省重点排控企业碳捕集技术应用潜力与经济可行性 9 2.1 广东省主要排放源CCUS改造可行性分析 9 广东省二氧化碳利用途径初探 11 3.1 碳利用技术进展 11 3.2 广东省二氧化碳利用市场现状 12 3.3 广东省二氧化碳利用途径初探 12 广东省二氧化碳地质封存潜力 16 4.2 珠江口盆地CO 2 封存适宜性和潜力 16 4.2 北部湾盆地CO 2 封存适宜性和潜力 18 4.3 雷州半岛玄武岩矿化封存CO 2 潜力 19 广东省CCUS集群规划 20 5.1 源汇匹配基本概念 20 5.2 广东省CCUS源汇匹配与产业集群规划 20 5.3 广东省CCUS集群减排经济性分析 22 5.3.1 碳捕集成本 22 5.3.2 CCUS成本学习曲线 23 5.3.3 广东省典型排放源开展碳捕集项目经济性分析 24 广东省发展CCUS政策建议 29 6.1 广东省CCUS发展基本原则建议 29 6.2 中短期发展目标 29 6.3 广东省CCUS发展建议与策略 30 摘要 CCUS是实现碳达峰、碳中和目标的托底技术，能够 为电力、钢铁、水泥、化工等行业提供近零排放技术方 案。在广东省生态环境厅应对气候变化与交流合作处的 指导下，广东南方碳捕集与封存产业中心、广东工业大 学碳中和与绿色发展协同创新研究院、中国能建广东省 电力设计研究院合作开展广东省 CCUS中长期发展规划 研究工作。 广东省 CCUS发展起步较早，早在 2005年前后中国 科学院南海海洋研究所就已着手开展二氧化碳地质封存 相关研究， 2013年设立了中英（广东） CCUS中 心 ，成 为 中国首个 CCUS产学研平台， 2019年建成广东碳捕集测 试平台，是亚洲首个多技术开放国际碳捕集技术测试平 台。在双碳目标宣布后，广东省内企业高度关注 CCUS技 术，广东省能源集团、华润集团、深圳能源、腾讯集团、 招商局工业集团、中集集团等大型企业正积极组建项目 团队，开展技术攻关，规划布局 CCUS项目。 本课题对广东省内电力、钢铁、水泥、石化行业重 点排放企业开展碳捕集改造初步可行性分析，认为 47 电力企业、 32钢铁企业、 91水泥企业和 50石化企业 的 CCUS改造潜力较大。针对广东省二氧化碳市场的研 究表明，广东全省市场对于液体二氧化碳和干冰的总需 求量在 70-200万吨 CO 2 /年。二氧化碳强化采油、制甲醇、 制汽油和钢渣矿化等碳利用技术未来在广东省应用的减 排潜力较大。 依据省内主要排放源与封存场地空间分布关系，融 合广东省国土空间规划，提出规划建设 4个 CCUS工业集 群 ，分 别 是 广佛肇- 深莞惠 集 群 、珠 江口西 岸（珠中江 ） 集群、粤东（汕揭潮）集群和粤西（湛茂阳）集群。 广佛 肇 -深莞惠集群是排放最大的 CCUS集群，每年碳排放超 过 1.2亿吨；其次是粤西集群，碳排放约 7000万吨 /年；粤 东集群与珠江口西岸集群的规模相当，碳排规模分别在 5000万吨 /年、 4000万吨 /年。 针对 4个 CCUS集群，假设每家可开展 CCUS项目的 大型排放源以实际排放量的 50为设计捕集容量，广佛 肇 -深莞惠集群、珠江口西岸集群、粤东集群和粤西集群 的 CCUS年减排量将分别为 5333万吨 CO 2 /年、 2616万吨 CO 2 /年、 3596万吨 CO 2 /年和 4980万吨 CO 2 /年，碳捕集加离 岸封存全流程平均减排成本分别为 381元 /吨 CO 2 、 410 元 /吨 CO 2 、 451元 /吨 CO 2 和 396元 /吨 CO 2 。相较于各个集 群内部各企业分别开展全流程项目的平均成本，集群化 可以使各集群的成本分别降低 31、 26、 23、 25。 当前广东省燃煤电厂、钢铁厂、水泥厂和石化厂每 吨 CO 2 的捕集成本分别为 276-394元 ,、 299-422元、 342-489 元、 212-242元。石化行业的综合碳捕集成本最低，其次 是电力、钢铁和水泥行业。如果具备利用二氧化碳提高 石油采收率的条件，当碳价或政策补贴水平为 100元 /吨 CO 2 时，石化企业可以率先开展全流程 CCUS商业化项目 示范，包括惠州大亚湾石化区的企业、湛江中科炼化、茂 名石化等；在碳价或政策补贴水平达到 150元 /吨 CO 2 时， 电力企业，如大唐雷州电厂，具备开展全流程 CCUS商业 化项目；当碳价上升至 170-200元 /吨 CO 2 时，部分钢铁企业 可以开展全流程 CCUS商业化项目，包括宝武湛江钢铁。 针对广东省未来 CCUS发展目标，研究提出在碳价 达到200 元 /吨时（预计 2030年前后），力争全省建成投运 的 CCUS项目碳捕集能力达到 300万吨 /年，二氧化碳封存 量突破 200万吨 /年，形成大型高浓度排放源解决方案； 碳市场价格达到 400元 /吨时（预计 2035年 前 后 ），全 省 形 成完整的 CCUS产业链，建成投运的 CCUS项目碳捕集能 力达到 2000万吨 /年，二氧化碳封存量突破 1800万吨 /年。 当国内外气候政策发生重大变化，国内配额或自愿减排 量价格达到 500元 /吨二氧化碳时， CCUS成为广东省国民 经济支柱产业，创造超过 10万个就业机会，电力、钢铁、 水泥等高排放行业广泛采用 CCUS技术开展温室气体减 排， CCUS每年为广东省减排超过 5000万吨二氧化碳。 / 1 主编单位 广东南方碳捕集与封存产业中心 广东工业大学碳中和与绿色发展协同创新研究院 中国能建广东省电力设计研究院 参编单位 湛江湾实验室 中国科学院南海海洋研究所 华润环保科技有限公司 鸣 谢 感谢广东省生态环境厅应对气候变化与交流合作处支持本研究课题的开展，感谢广东省 发展和改革委员会对于课题研究工作的指导建议，感谢能源基金会对于课题研究工作的 支持。 感谢中国可持续发展研究会碳中和专委会秘书长、科技部21世纪议程管理中心处长张 贤，英国CCS中心主任、谢菲尔德大学教授Jon Gibbins，中国碳捕集利用与封存专业委 员会秘书长、北京师范大学中国绿色发展协同创新中心主任张九天，全球碳捕集与封存 研究院中国代表处首席代表杨晓亮，广州碳排放权交易所总经理孟萌，中国石油安全环 保技术研究院政策法规与标准研究所所长袁波，腾讯集团战略部总监黄新我，苏州大学 传媒学院教授、中国科技新闻学会副秘书长贾鹤鹏为研究工作提供专业的指导。 感谢以下企业单位对于本课题研究工作的大力支持深圳妈湾电力有限公司、佛山恒益 热电有限公司、深圳市广前电力有限公司、华润电力（深圳）有限公司、华润水泥（封开） 有限公司、广州市珠江水泥有限公司、宝钢湛江钢铁有限公司、广东大唐国际雷州发电有 限责任公司、中海油惠州石化有限公司、中海石油（中国）有限公司湛江分公司、国家石 油天然气管网集团有限公司华南分公司、广东润碳科技有限公司。 广东省二氧化碳捕集利用运输与封存 规划研究报告 / 2 01 广东省CCUS发展现状 1.1 项目背景 气候变化关系经济社会发展全局，控制温室气体 排放对维护城市生命线系统运行、保证人居环境质量、 保障居民生命财产安全和生态安全至关重要。 2020年 以来，习近平总书记在多个国际场合宣示中国将力争于 2030年前实现二氧化碳排放达到峰值、 2060年前实现碳 中和。广东是中国的经济强省、用能大省，也是受气候 变化影响较为严重的省份。当前，广东仍处于工业化、 城镇化深入发展的历史阶段，传统行业所占比重依然较 高，战略性新兴产业、高技术产业尚未成为经济增长的 主导力量；能源消费结构仍以化石能源为主，煤炭、石 油约占六成，清洁低碳、安全高效的能源体系尚未完全 建立，碳达峰、碳中和时间窗口偏紧。在此形势下，广东 按时完成碳达峰、碳中和目标任务艰巨，需要做好顶层设 计，顺应当代科技革命和产业变革趋势，大力推进经济、 能源、产业结构转型升级，才能够确保目标如期实现。 二氧化碳捕集、利用与封存技术（ Carbon Capture, Utilization and Storage, 简称 CCUS）是实现碳达峰、碳中 和目标的托底技术。该技术能够实现发电厂、化工厂、 钢铁厂和水泥厂等大型工业设施的近零排放。如果与生 物质能、直接空气碳捕集等技术结合， CCUS技术甚至能 够实现全社会二氧化碳的负排放。作为工业大省，广东 省有超过 180家重点排放企业（年排放 2万吨 CO 2 或能源 消费量 1万 吨 标 准 煤以 上 的 企 业 ），对 采 用 CCUS技术进 行减排的需求强烈。因此，本项目从解决广东省 CCUS实 际发展问题出发，开展 CCUS产业发展中长期规划研究， 加强顶层设计和统筹规划，系统引导 CCUS关键技术研 发，科学规划 CCUS项目空间布局，营造 CCUS技术创新 发展环境。 1.2 广东省CCUS示范项目主要进展 广东省CCUS发展起步较早，早在2005年前后中国 科学院南海海洋研究所就已着手开展二氧化碳地质封 存相关研究。2013年，在广东省发展和改革委员会的 指导和大力推动下，中国能源建设集团广东省电力设计 研究院联合英国碳捕集与封存研究中心、苏格兰碳捕 集与封存中心共同设立了中英（广东）CCUS中心（即 “广东南方碳捕集与封存产业中心”），成为中国首个 CCUS产学研平台（并于2015年在广东省民政厅完成注 册）。 广东南方碳捕集与封存产业中心在设立后积极参 与国内外的CCUS研究项目，同时积极推动项目示范，主 持完成了生态环境部应对气候变化司我国CCUS标准 体系建设研究、广东省发改委CCUS示范项目可行性 研究、必和必拓和北京大学钢铁工业碳捕集研究项 目、亚洲开发银行CCS卓越（广州）中心等研究项 目，推动广东省碳捕集测试平台项目落地，为广东省和 国家CCUS示范试点和工程技术进步做出了巨大贡献。 在国家宣布碳达峰、碳中和目标后，广东省内电 力、钢铁、石油石化、化工等行业企业积极响应，纷纷将 CCUS技术列为实现碳中和目标的重要抓手。广东省能 源集团、华润集团、深圳能源集团、中国海洋石油集团、 腾讯集团、招商局工业集团等大型企业正积极组建项目团 队，开展技术攻关，规划布局大型CCUS项目。本节对广 东省内处于运行或规划阶段的CCUS项目作简要介绍。 1.2.1 广东碳捕集测试平台 在广东省发改委和生态环境厅的支持下， 2018年华 润电力海丰 CCUS项目一期开工建设， 2019年 建 成 ，是 亚 / 3 洲首个投入运行的碳捕集技术测试平台，年捕集二氧化 碳总量达到2 万吨。项目采用目前已经成熟的胺溶液吸 收法，并为二代胺溶液技术进行兼容性设计。碳捕集测 试平台目前已经开展胺法、膜法等二氧化碳捕集技术测 试，膜分离技术捕集规模 16.4吨 /天，胺法捕集技术捕集 规模 50吨 /天。 2022年，海丰电厂联合浙江大学在广东碳捕集测试 平台基础上，开展了二氧化碳产品利用技术的创新研究 和 产 业 化 开 发 ，建 设 300平米规模的微藻固碳示范项目。 1.2.2 中国海油恩平15-1油田群二氧化碳回注示范 工程 2021年 8月 30日，我国首个海上二氧化碳封存示范工 程在南海珠江口盆地正式启动，距香港东南约 190公里， 所在海域平均水深 80多 米 ，是 恩 平 15-1油田群开发的环 保配套项目。项目计划将海上油田开发伴生二氧化碳永 久封存于 800米的深海底储层，每年封存量约 30万吨 、总 计超 146万吨。截至目前，中国海油已开展适应海上二氧 化碳封存的地质油藏、钻完井和工程一体化关键技术研 究，成功研发了海上平台二氧化碳捕集、处理、注入、封 存和监测的全套技术和装备体系，填补了我国海上二氧 图 1 华润海丰电厂 图2 计划开展离岸CO 2 封存示范项目的中国海油恩平15-1 油田群海上平台 广东省二氧化碳捕集利用运输与封存 规划研究报告 / 4 化碳封存技术的空白。 1.2.3 深圳妈湾电厂50万吨级CCUS全链条大型示 范项目可行性研究 深圳妈湾电力有限公司是深圳市最主要的基础电 源、深圳重点碳排放单位。妈湾电厂建有 6台 300 MW等 级燃煤发电机组，现总装机容量为 1960 MW。妈湾电厂 已完成煤电 50万吨级 CCUS项目可行性研究，正在探索 高标准建设 50万吨碳捕集利用与封存全链条大型示范项 目，同时为全容量改造进行场地预留。项目的碳捕集模 块将采用最新高兼容性设计的二代胺液捕集技术（同时 考虑对一代胺液的兼容性）， CO 2 捕集率不低于 90，年 运行 4500小 时 ，捕 集 获 得 的 CO 2 产品气浓度为大于 95。 捕集的 50万吨二氧化碳中， 45万吨二氧化碳将用于离 岸运输、封存和监测示范；剩余 5万吨二氧化碳将使用 CCUS技术孵化中心筛选的二氧化碳资源化利用技术， 开展技术示范。 除了50 万吨级 CCUS项目外，妈湾电厂正积极筹 划建设全球首个“多技术、开放式” CCUS技术孵化中 心，先行探索碳捕集产业化发展及下游应用前景。 1.3 广东省CCUS支持政策 近 年 来 ，广 东 省 政 府 高 度 重 视 气 候 变 化 问 题 ，通 过 多项政策鼓励、支持和引导 CCUS关键技术的研发工作 和项目示范。在省内， CCUS最早于“十二五”期间纳入 政策支持范围。 2012年发布的广东省“十二五”控制温 室气体排放工作实施方案首次提出在火电、水泥和钢 铁等行业中开展碳捕集试验项目，建设二氧化碳捕集、 驱油、封存一体化示范工程，推动碳捕集、利用与封存 等新技术的研究和应用。 “十三五”时期，广东省应对气候变化“十三五” 规划对于全省 CCUS示范工程方面作了明确战略部署， 提出在已完成碳捕集测试平台可行性研究的工作基础 上，进一步深入推进 CCUS示范与技术研发工作（具体内 容见表 1）。在政策推动下，“十三五”时期广东省碳捕 图3 妈湾电厂未来低碳厂区改造方案效果图 / 5 集测试平台项目顺利建成并投入运行，湛江宝武钢铁、 佛山恒益热电有限公司完成 CCUS示范项目可行性研究， 中科院南海海洋研究与中英（广东） CCUS中心所完成珠 江口盆地、北部湾盆地、三水盆地二氧化碳地质封存潜 力评估。 “十四五”时期，在双碳目标指引下， CCUS技术在 广东省受到空前高度重视。广东省国民经济和社会发 展第十四个五年规划和 2035年远景目标纲要明确提出 要高水平建设广东碳捕集测试平台，积极推动碳捕集、 利 用、封 存 技 术的 研 究 、测 试 及 商 业 化 应 用。另外，在 广东省发展和改革委员会、广东省生态环境厅、广东省 科技厅和广东省自然资源厅等部门发布的多项规划文 件 中 ，均 提 及 要 支 持 CCUS技术和示范项目的发展（表 1）。在以一系列政策的推动下， 全省 CCUS行业正在加 速进展，广东省能源集团、深圳能源、宝武钢铁、中国海 油、中集集团、腾讯等大型企业均已开展CCUS 项目或业 务布局，预计“十四五”“十五五”时期广东省 CCUS技 术能力和示范项目数量将显著提升。 表1 20102021年广东省发布的CCUS有关政策及主要内容 序号 发布单位 发布 时间 名称 主要内容 1 广东省发展和改革 委员会 2012 “十二五”控制温 室气体排放工作实施 方案 在火电、水泥和钢铁等行业中开展碳捕集试验项目，建设二 氧化碳捕集、驱油、封存一体化示范工程。推动碳捕集、利 用与封存等新技术的研究和应用。 2 广东省发展和改革 委员会 2014 广东省 2014 2015 年节能减排低碳发展 行动方案 实施碳捕集、利用与封存试验示范工程，推动部分电力、水 泥新建项目开展预留碳装置示范。 3 广东省发展和改 革委员会 2017 广东省应对气候变 化“十三五”规划 在已完成碳捕集测试平台可行性研究的工作基础上，进一步 深入推进广东海丰电厂示范项目开展封存示范场地筛选、驱 油和封存潜力研究、设备再利用总体方案等相关工作。在火 电、化工、水泥、钢铁等行业，选择若干重点企业根据自身 实际情况，选用合适的碳捕集技术开展碳捕集试验示范项 目，合理评估捕集能耗、物料消耗及投资价值。在具备条件 的地区开展封存试验项目，探索建设二氧化碳捕集、驱油、 封存一体化示范工程，加强二氧化碳捕集点与封存地的匹 配和衔接，提高试验示范项目经济效益。积极探索二氧化碳 资源化利用的途径、技术和方法。探索建立相关政策激励机 制。 4 广东省发展和改革 委员会 2017 2017年广东国家低 碳省试点工作要点 加强低碳科技创新，筛选二氧化碳捕集利用与封存技术、高 效太阳能利用技术、大型风电技术等适合我省实际的技术进 行重点研发和推广应用。 广东省二氧化碳捕集利用运输与封存 规划研究报告 / 6 序号 发布单位 发布 时间 名称 主要内容 5 广东省发展和改革 委员会 2017 广东省“十三五” 控制温室气体排放工 作实施方案 推进工业领域碳捕集、利用与封存试点示范，并做好环境风 险评价。依据国家战略方向和要求，筛选二氧化碳捕集利用 与封存技术、高效太阳能利用技术、大型风电技术等适合我 省情的技术进行重点研发创新。依据国家战略方向和要 求，筛选二氧化碳捕集利用与封存技术、高效太阳能利用技 术、大型风电技术等适合我省情的技术进行重点研发创 新。研究制定重点行业、重点产品温室气体排放核算标准、 建筑低碳运行标准、碳捕集利用与封存标准等。推动与主要 发达国家在碳捕集、利用与封存及其他近零碳排放技术等 先进低碳能源技术方面的交流与合作。 6 广东省发展和改革 委员会 2017 广东省战略性新兴 产业发展“十三五” 规划 支持碳捕集、利用与封存技术研发与应用，发展碳循环产 业。 7 广东省人民政府 2021 广东省国民经济和 社会发展第十四个五 年规划和 2035年远景 目标纲要 高水平建设广东碳捕集测试平台，积极推动碳捕集、利用、 封存技术的研究、测试及商业化应用。 8 广东省科技厅 2021 广东省科技创新 “十四五”规划 重点开展低能耗、低成本、大规模碳捕集技术， CO 2 安全可 靠封存、监测及运输技术， CO 2 加氢转化制备液体燃料技 术， CO 2 光催化或电催化直接转化制备碳氢燃料和化学品技 术，高效低成本生物固碳技术、近零碳排放生产工艺与替代 产品等创新研究与应用示范，在低碳零碳负碳新技术、新材 料、新工艺、新装备等方面取得突破性进展。 9 广东省自然资源厅 2021 广东省自然资源保 护与开发“十四五” 积极推动蓝碳捕集、利用、封存技术的研究、测试和商业化 应用。 10 广东省生态环境厅 2021 广东省生态环境保 护“十四五”规划 推动煤电、水泥等行业开展二氧化碳捕集、利用与封存 （ CCUS）示范工程，依托华润（海丰）电厂二氧化碳捕集 测试平台，推动相关技术的研究、推广及商业化应用。在城 镇、建筑、交通、社区、园区和企业等领域实施近零碳排放 示范工程，在煤电、水泥等行业开展二氧化碳捕集、利用与 封存全流程示范工程。 / 7 序号 发布单位 发布 时间 名称 主要内容 11 广东省发展和改 革 委 员会 、生 态 环境厅 2021 广东省生态文明建 设“十四五”规划 加快能源节约、资源循环利用、新能源开发、清洁生产技术 等领域关键低碳技术创新攻关，大力发展二氧化碳捕集利 用与封存、高效太阳能利用、大型风电、风光能源利用互补 等技术。深入实施碳捕集、利用和封存示范工程、近零碳排 放区示范工程等重点工程，高水平建设广东碳捕集测试平 台。实施碳捕集、利用和封存示范建设和规模化应用。 12 广东省发展和改 革 委 员 会 、能 源 局 2022 广东省能源发展 “十四五”规划 实施能源创新示范工程。充分发挥我省市场规模优势，加 大资金和政策扶持力度，重点在海上风电、太阳能发电、氢 能、波浪能、天然气水合物、智能电网、储能、碳捕集利用与 封存、核能、生物质利用、地热能等领域，实施一批具有前 瞻性、战略性的科技示范项目。 13 广东省发展和改 革委员会 2022 中共广东省委 广东 省人民政府关于完整 准确全面贯彻新发展 理念推进碳达峰碳中 和工作的实施意见 加强核心技术攻关和前沿技术布局。采用“赛马制”、“揭 榜挂帅”等机制，研发低碳零碳负碳新材料、新技术、新装 备，加强新能源、工业节能降碳、绿色建筑、新能源汽车、 生态系统碳汇、资源循环利用等领域关键核心技术攻关。加 强气候变化成因及影响、非二氧化碳温室气体减排替代、可 控核聚变、碳捕集利用与封存等低碳前沿技术布局。 加快构建碳达峰、碳中和先进标准计量体系，研究制定重点 行业和产品温室气体排放、生态系统碳汇、碳捕集利用与封 存等地方标准。 14 广东省生态环境厅 2022 广东省应对气候变 化“十四五”专项规 划 开展碳捕集利用与封存（ CCUS）一体化示范工程及全产业 链布局建设。积极布局碳捕集利用与封存基础科学研究和 技术攻关攻坚，开展利用珠江口盆地海底地质结构封存二氧 化碳的研究，甄别筛选可开展高效、大规模地质封存场所， 支持大规模、低能耗、低成本的示范项目建设，积极推动电 力行业 CCUS技术的研究、测试及商业化应用，钢铁行业开 展非高炉炼铁、氢能冶炼、 CCUS 一体化等低碳冶金技术试 点示范，水泥行业探索水泥窑尾气 CCUS示 范 工 程 ，石 化 行 业开展绿色炼化和 CCUS一体化等示范工程。 广东省二氧化碳捕集利用运输与封存 规划研究报告 / 8 02 2.1 广东省主要排放源CCUS改造可行性 分析 本研究项目的研究对象主要包括广东省 2021年度 碳排放配额分配实施方案（不含深圳市）中的电力、水 泥、钢铁、石化行业相关企业，以及深圳市电力行业主 要排放企业，共计 192家 ，其 中电 力 企 业 75家 ，钢 铁 企 业 51家、水泥企业 58家 、石 化 企 业 8家。电力企业一般包括 燃煤、燃气发电企业；钢铁企业包括炼铁、炼钢和热冷 轧企业；石化企业包括石油加工和乙烯生产企业；水泥 企业包括矿石开采、熟料生产和粉磨企业。 通过卫星遥感图像研究、问卷调研分析两种方式， 项目组对省内主要排放源企业开展 CCUS技术改造的可 行性进行分析。由于排放源企业数量较多、调研工作量 大，项目组统一基于超高清卫星图像，逐一评估排放源 企业厂区土地利用现状（空地面积、紧凑程度）、厂区发 展规划（是否上新机组、新产线等）、周边建设用地、区 域发展定位，综合分析厂区开展 CCUS改造的初步可行 性。另外，深圳妈湾电力有限公司、佛山恒益热电有限公 司、深 圳市 广 前电 力有限 公 司、华 润电 力（深 圳）有限 公 司、宝钢湛江钢铁有限公司还以问卷调研的方式参与项 目的 CCUS改造可行性评估。 电力是广东省最大的温室气体排放行业，碳排放量 超过 2亿吨 CO 2 /年。项目组研究结果发现，全省 75家火电 企业中， 35家进行CCUS 技术改造潜力较大，约占全省火 电企业总数一半（ 47）；受厂区内保留的空地面积与周 边区域发展空间限制， 28家火电企业进行 CCUS技术改 造的潜力较小（ 37）；另 有 12家火电企业进行 CCUS技 术改造的潜力无法基于现有资料确定。 水泥是广东省第二大排放行业，排放规模接近 1亿 吨 CO 2 /年。水泥企业建厂要求靠近石灰石矿区，因此广 东省内水泥企业高度集中于清远（ 8家）、云浮（ 8家）、 梅 州（ 8家）等石灰石资源较为丰富的区域。由于石灰石 开采作业一般位于郊区，因此水泥企业主要位于郊外地 区，周边场地空间较大。研究发现，广东省内高达 91的 广东省重点排控企业碳捕集技术 应用潜力与经济可行性 图 4 广东省火电企业CCUS改造可行性分析结果 图 5 广东省水泥企业CCUS改造可行性分析结果 / 9 水泥企业（ 53家）可开展 CCUS技术改造。 纳入分析的全省钢铁企业共有 50家 ，其 中 河 源 市 的 钢铁企业最多（ 11家），清远市和揭阳市的钢铁企业数 量次之（各 6家），江门市和佛山市的大型钢铁企业也较 多（ 5家）。全省最大的钢铁企业是湛江宝武钢铁有限公 司，预计年排放量超过 2000万吨 CO 2 。另外，韶关钢铁的 年碳排放规模也在千万吨以上。经调研评估，全省 16家 的钢铁企业开展 CCUS技术改造潜力较大，占钢铁企业 总数 32； 21家钢铁企业开展 CCUS技术改造潜力较小， 占总数 42；另有 13家钢铁企业的 CCUS改造潜力无法基 于现有资料确定（ 26）。 广东石化行业企业的碳排放规模预计在 2500万吨 CO 2 /年左右。省内排放规模较大的石化企业在广州、惠 州、茂名和湛江。经调研评估，中海油惠州石化有限公 司、中海壳牌石油化工有限公司（惠州）、中海沥青（广 东）有限 公司（湛 江）、中科（广 东）炼 化 有限 公司（湛 江） 4家企业开展CCUS 技术改造的潜力较大；广东新华 粤石化集团股份公司、中海石油开氏石化有限责任公 司、中国石油化工股份有限公司茂名分公司 3家企业的 CCUS技术改造潜力需要进一步评估方可确定。 图6 广东省钢铁企业CCUS改造可行性分析结果 图7 广东省石化企业CCUS改造可行性分析结果 广东省二氧化碳捕集利用运输与封存 规划研究报告 / 10 03 3.1 碳利用技术进展 二氧化碳利用技术是指利用 CO 2 的物理、化学或生 物等作用，生产具有商业价值的商品，用于替代其他方 式生产的相同产品或者具有相同功效的工艺相比，可 实现 CO 2 减排效果的工农业利用技术 1 。据国际能源署 （ IEA）统计， 2019年全球 CO 2 利用总量约 2.5亿吨 /年 ，其 中 1.43亿吨 CO 2 用于生产尿素化肥、 0.85亿吨 CO 2 用于强化 石 油 开 采 ，另 有 750万吨 CO 2 用于生产各类碳酸饮料。随 着全球响应碳中和目标号召，新兴二氧化碳利用技术、 利用方式受到全球的广泛关注，政府、企业和投资者都 对各类碳利用技术产生浓厚兴趣。国际能源署统计结果 表 明 ，截 至 2019年，全球投给碳利用技术初创企业的资 金已经累计超过 10亿美元 2 。 国家科技部 21世纪议程管理中心 2014年发布中国 二氧化碳利用技术评估报告，将 CO 2 利用技术主要分 广东省二氧化碳利用途径初探 图8 国内外CCUS各环节主要技术的发展水平 / 11 为地质利用、化工利用和生物利用三大类 20余项技术路 线，并对中国和全球碳利用技术的现状和发展潜力做预 测分析。报告研究提到，当时中国多数 CO 2 利用技术处于 基础研究阶段， 2014年 CO 2 利用技术的全国总减排贡献 仅 24万吨 CO 2 /年，创造工业年产值约 5亿元 /年。近十年 来 ，如图 8所示，我国在多项碳利用技术方面取得显著进 步，其中二氧化碳制备重整气、合成甲醇等关键碳利用 技术从基础研究进入工业示范阶段，强化采油技术示范 规模进一步扩大，建成兰州“液态阳光”全球首套规模 化 千吨级 合成绿色甲醇示范装置、山东邹城全球首套 1000吨 /年二氧化碳加氢制汽油中试装置、胜利油田百万 吨级利用二氧化碳提高石油采收率等标志性项目。 本章内容基于碳利用技术最新进展、广东省自然资 源禀赋和产业特征，针对广东省二氧化碳利用市场现状 和未来发展路径、减排潜力开展初步分析。 3.2 广东省二氧化碳利用市场现状 目前广东省 CO 2 应用主要集中在工业级（纯度 99.9） 和食品级（ 纯度 99.99）二氧化碳两个方向。 工业级应用包括（ 1）二氧化碳气体保护焊接；（ 2）制 冷 剂（ 汽车空调制冷剂， 干 冰 研 磨 清 洗 ）；（ 3）消防气 体 ；（ 4）超临界萃取和超临界清洗剂。食品级的主要应 用 行 业 有 （ 1） 饮 料 行 业 ；（ 2）食品保鲜。 现阶段关于广东省每年对于的二氧化碳需求规模， 不同渠道、不同统计口径的结果不一致。根据凯美特气 体的评估，广东二氧化碳总需求约为 150-200万 吨 ，其 中 工业级二氧化碳约 100-110万 吨 ，食 品 级 为 50-90万吨 3 。 2021年，润碳科技对广州广钢气体能源股份有限公司、 厦门和丰利干冰除污设备有限公司、深圳联德康干冰科 技有限公司、东莞市天卓干冰制品有限公司 4家企业开 展问卷调研工作；调研结果显示，整个珠三角地区目前 工业级液态二氧化碳需求量约为 20-50万吨 /年 ，平 均 33 万吨 /年，食品级液态二氧化碳各家需求预测差异较大， 分布在约 5万 -70万吨 /年 ，平 均 30万吨 /年，工业级干冰需 求量约 2-12万吨 /年 ，平 均 约 7万吨 /年 ，食 品 级 干 冰 需 求 量约 2.6-8万吨 /年 ，平 均 5.6万吨 /年 ，整 个 珠 三 角 地 区 的 二 氧化碳需求总量是 70-80万吨 /年。广东市场上目前工业 级液态二氧化碳的价格是 280-600元 /吨，食品级液态二 氧化碳是 320-720元 /吨，工业级干冰价格是 1100-1837元 / 吨 ，食 品 级 干 冰 价 格 是 1275-2012元 /吨。 广东省内主要的二氧化碳气体生产企业有惠州凯美 特气、金宏气体华南分公司、惠州华达通气体、茂名华 粤华源气体等公司，相关生产企业利用尾气回收装置回 收工业尾气中的二氧化碳，经提纯后灌装生产高纯二氧 化碳产品，各家企业的产能如表 2所示，全省液体二氧化 碳的总产能超过 170万吨 /年。 3.3 广东省二氧化碳利用途径初探 二氧化碳利用技术路径多，本节就关注度较高的主 流碳利用技术在广东省的发展和应用前景做出初步探讨 和建议。 二氧化碳驱油是指将 CO 2 注入油田，从而提高原油 采收率的一项技术，也是目前唯一能同时实现规模化碳 利用、碳封存和碳减排的关键技术。由于广东省油气资 源主要集中在珠江口盆地、北部湾盆地等海上区域，离 岸作业成本高、技术难度大，因此尚未开展 CO 2 强化采 油实践。位于粤西地区的大唐雷州电厂和中海油乌石油 田的距离仅 20公里， CO 2 运输成本低，是广东省率先开展 CO 2 离岸驱油的最理想的选择之一，中国海油、大唐集团 等已关注到相关项目机会，开展项目前期沟通和可行性 分析，建议广东省积极促成多方联合开展相关项目，努 力推动广东省和全国第一例 CO 2 离岸驱油项目落地。 二氧化碳加氢制甲醇的本质是将能量存储在燃料 甲醇中，使能量便于储存、运输和利用。甲醇在常态下 是液体，其存储、运输方式更接近于汽油，比氢能的存 储运输更便宜、更安全，因此受到广泛关注。不过，甲醇 燃烧时产生二氧化碳，不像氢能燃烧只产生水，因此反 对者认为甲醇路线“革命不彻底”。但现在有两种技术 路线可以实现甲醇燃料的零排放，一直通过直接空气碳 捕集、生物质碳捕集，回收空气的 CO 2 ，再结合可再生能 源，生产全生命周期零排放的甲醇；第二类方法是在运 输工具上安装碳捕集装置，将甲醇燃烧后的 CO 2 直接捕 集，再与氢气、可再生能源重新生产甲醇，实现燃料中碳 元素的闭环。当前广东省内对甲醇燃料关注较多的主要 广东省二氧化碳捕集利用运输与封存 规划研究报告 / 12 公司 许可经营项目 产能 上游企业 下游企业 惠州凯美特气 研发、生产加工各种工业 气体 食品级液体二氧化 碳 13万吨 /年 、优 质 干冰 2万吨 /年 特大型石化央企及 海外跨国公司 可口、百事可乐等众多知名 食 品 饮 料 客 户 、中国 船 舶 工 业集团广州中船黄埔造船有 限公司等特大型工业客户 金宏气体（华南 分公司） 研发、生产加工各种工业 气体，生产加工食品级干 冰和食品添加剂等 291200吨（ 2019年 总公司总量） 电子半导体、化工、食品、 低温运输等行业 广州市粤佳（谱 源）气体集团 标准气体和工业气体研 制 、开 发 、生 产 、销售 高纯气体（包含二 氧化碳等）产能 400 吨 /月。工业二氧 化 碳产能 4万吨 /月 惠州华达通气体 制造股份有限公 司 38万吨液态二氧化 碳、 4万吨 干 冰；募 资项目建成后将新 增 30万吨 /年食品添 加剂级液态二氧化 碳 广州石化、惠州中海 油以及中海壳牌等 液态二氧化碳领域主要客 户有可口可乐、百事可乐、 雪 花 啤 酒 、铭 基 食 品 、中 船 船舶、广东中烟、华特气 体、久策气体、香港工业气 体等；在干冰领域，主要客 户有京邦达、香港萧邦、比 亚迪等 茂名华粤华源气 体有限公司（广东 新华粤石化集团 股份公司子公司） 40万吨CO 2 /年 中石油等石化企业 排放的尾气 广东华特气体股 份有限公司 采购、生产和直销特种气 体、普通工业气体、气体 设备与工程（二氧化碳仅 占公司营收的 2左右） 总碳氧化合物产量 3213吨 /年（全国的 工厂） 空分气体企业、金 属冶炼企业、化工企 业、生产粗产品的气 体公司等 成中干冰有限公 司 年产35000吨液体二 氧化碳，8000吨干冰 东莞市天卓干冰 制品有限公司 天卓干冰使用的液态二氧 化碳均为外部采购，其在 生产经营过程中只需要办 理危险化学品安全使用许 可证，无需办理危险化学 品安全生产许可证。 干冰最大产能为 100 吨 /天 揭阳凯美特气体 有限 公司（筹 建 中） 30 万吨 /年高纯食 品级二氧化碳 项目利用揭阳大南海 石化 POX装置及炼油 厂产生的尾气和上游 氢气作为原料气 表2 广东省二氧化碳生产、销售等供应公司汇总 / 13 是海运和船舶企业，包括中国国际海运集装箱集团、招 商局工业集团有限公司。全球最大的海运企业马士基正 在推广甲醇船舶、大规模采购绿色甲醇，这类甲醇基本 上需要基于生物质进行生产。广东省粤西地区的生物质 资源丰富，粤电湛江生物质电厂是目前世界上最大的生 物质发电厂，具有开展碳捕集和生产绿色甲醇的潜力， 建议积极开展相关项目可行性研究和行业布局。另外， 广东省省内招商局工业集团和广东南方碳捕集与封存产 业中心正在开展船舶碳捕集和甲醇碳循环利用技术研 发。甲醇作为清洁燃料的应用前景较好，建议广东省支 持绿色甲醇生产和技术研发，利用广东省部分区域生物 质丰富的特点，探索基于绿色甲醇的航运业脱碳。 二氧化碳加氢制汽油已从基础研究进入中试阶段。 2022年，由中国科学院大连化物所物理研究开发的全球 首套 1000吨 /年二氧化碳加氢制汽油中试装置，在山东邹 城工业园区开车成功，生产出符合国 VI标准的清洁汽油 产品。除了解决碳排放问题，二氧化碳加氢制汽油还可 以利用弃风、弃光的可再生能源，是解决储能问题的一 条技术路径。目前二氧化碳加氢制汽油的生产成本约在 19-23元 /升汽油 4 ，与化石能源开采炼化后生产汽油的成 本相比，经济性仍有待提高。未来 CO 2 加氢生产汽油的转 化效率仍有进一步提升空间，是需要重点关注的二氧化 碳利用技术途径。 二氧化碳地面资源化矿化利用的方式包括与钢渣、 磷石膏、钾长石等物质反应，生成碳酸盐类矿物。钢渣 为钢铁企业产生的难处理固体废渣，富含 CaO，能 够 与 CO 2 反应生成碳酸钙；产品碳酸钙可代替部分石灰石用 于水泥生产。广东省钢渣年产量超过百万吨 5 ，按 照 每 吨 钢渣可固定 300-40