【中國建筑材料聯(lián)合會】2024年中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望報告

報告中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望中國建筑材料聯(lián)合會是我國建材行業(yè)唯一的全國性、綜合性權(quán)威社團組織，是民政部授予的“全國先進社會組織”和“AAAAA級全國性社會團體”，現(xiàn)有會員1500多家，管理著9家國家級建材事業(yè)單位，領(lǐng)導著23家全國性建材產(chǎn)業(yè)協(xié)會、綜合協(xié)會/學會，聯(lián)系著26家省區(qū)市建材行業(yè)協(xié)會。中國建筑材料聯(lián)合會以“服務(wù)會員、服務(wù)行業(yè)、服務(wù)國家、服務(wù)社會”為己任，以“宜業(yè)尚品、造福人類”為建材行業(yè)發(fā)展目標，積極搭建政府與行業(yè)、企業(yè)之間的橋梁和紐帶，推動建材行業(yè)綠色低碳安全高質(zhì)量發(fā)展。課題編寫人員：周麗瑋中國建筑材料聯(lián)合會教授級高工曹元輝中國建筑材料聯(lián)合會高級工程師王勝杰中國建筑材料聯(lián)合會工程師中國建筑材料聯(lián)合會助理工程師中國建筑材料聯(lián)合會工程師沈玉露中國建筑材料聯(lián)合會工程師張瀚文中國建筑材料聯(lián)合會工程師王欣宇中國建筑材料聯(lián)合會教授級高工鄭云生中國建筑材料聯(lián)合會高級工程師中國建筑材料聯(lián)合會助理工程師中國建筑材料聯(lián)合會工程師感謝自然資源保護協(xié)會專家為報告提供的寶貴建議。所使用的方正字體由方正電子免費公益授權(quán) 宜業(yè)尚品造福人類——我國建筑材料行業(yè)發(fā)展目標詮釋 參考文獻 水泥行業(yè)是我國重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)品廣泛應用于土木建筑、水利工程等領(lǐng)域，在改善民生、推動國家經(jīng)濟建設(shè)方面發(fā)揮了重要作用。我國是全球最大的水泥生產(chǎn)和消費國，連續(xù)十余年保持世界首位。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2023年全國水泥產(chǎn)量達到20.23億噸，占全球總產(chǎn)量的49.68%。水泥生產(chǎn)消耗大量的煤炭、電力及石灰石原材料，是我國能源消耗和碳排放量較高的工業(yè)之一，也是建材行業(yè)中碳排放量最大的行業(yè)。根據(jù)《中國建筑材料工業(yè)碳排放報告（2020年度）》[1]數(shù)據(jù)顯示，2020年我國建材行業(yè)二氧化碳排放總量為14.8億噸，其中水泥行業(yè)的直接二氧化碳排放量為12.3億噸，占建材行業(yè)總碳排放的83.11%，占全國碳排放總量的12.4%。二氧化碳捕集利用與封存（CarbonCapture,UtilizationandStorage，CCUS）作為一項能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳深度減排并資源化利用的關(guān)鍵技術(shù)，在全球范圍內(nèi)備受關(guān)注。鑒于我國能源結(jié)構(gòu)以高碳為主，工業(yè)制造碳排放量較大，大力推動減污減碳和末端固碳的CCUS技術(shù)，將為我國生態(tài)文明建設(shè)以及實現(xiàn)碳達峰碳中和目標提供有力支撐。水泥燒成碳排放量大，CCUS既是水泥行業(yè)實現(xiàn)碳中和目標的必然選擇，也是亟需發(fā)展的對象。近年來，在雙碳目標的推動下，國家加大了對CCUS的系統(tǒng)性支持，從政策、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、標準、金融等多個角度推動CCUS發(fā)展。水泥行業(yè)也積極推進CCUS項目建設(shè)并取得了一系列重要進展和成果。但是，由于水泥窯煙氣成分復雜、粉塵量大且二氧化碳濃度低等技術(shù)特點，導致CCUS在水泥行業(yè)的項目應用案例較少，并存在生產(chǎn)運營成本高、技術(shù)推廣難等問題。本報告通過調(diào)研國內(nèi)外水泥行業(yè)CCUS技術(shù)現(xiàn)狀，采用環(huán)比法對影響技術(shù)應用的主要因素進行了權(quán)重評價。結(jié)果表明，技術(shù)成熟度、政策支持和項目利潤是目前水泥行業(yè)最關(guān)心的三個方面。報告參考國外已有的技術(shù)成熟度評價體系，建立了我國水泥行業(yè)技術(shù)成熟度評價體系，并對捕集、運輸、利用和封存環(huán)節(jié)現(xiàn)有的不同技術(shù)進行了成熟度評價，分析提出了各環(huán)節(jié)需要重點攻克的技術(shù)難題。報告預測，在2060年碳中和情景下，單位水泥碳排放仍有約270kgCO2/t需要依靠CCUS實現(xiàn)碳中和，水泥行業(yè)CCUS布局需要加快。為了更好地服務(wù)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，報告系統(tǒng)編制了我國水泥行業(yè)的標準體系，明確了亟需制定的相關(guān)標準，提出了加速推動我國水泥行業(yè)CCUS技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的建議。1|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望第一章二氧化碳（CO2）捕集利用與封存（CCUS）是用或大氣中分離出來，直接加以利用或注入地層以實現(xiàn)CO2永久減排的過程[2]。CCUS是在二氧化碳捕集與封存（CarbonCaptureandStorage，CCS）的基礎(chǔ)上增加了“利用”（Utilization，UCCUS按技術(shù)流程主要分為捕集、輸送、利用與封存環(huán)節(jié)（見圖1-1[3]）。——CO2捕集技術(shù)是指將CO2從工業(yè)生產(chǎn)、能源利用或大氣中分離出來并捕集的過程，是CCUS技術(shù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時也是耗能和成本較大的部分。碳捕集方式主要包括燃燒前捕集、燃燒中捕集和燃燒后捕集[3][4]。其中，燃燒后捕集的常用方法有化學吸收法、物理吸附法、吸附分離法（變溫吸附法和變壓吸附法）、膜分離法、鈣循環(huán)法和低溫蒸餾法等[5]。中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|2——CO2運輸是指將捕集或純化后的CO2通過公路/鐵路、船舶、管道等方式運輸?shù)娇衫没蚍獯鎴龅氐戎付ǖ攸c的過程，是CCUS技術(shù)系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。鑒于不同運輸方式的優(yōu)缺點，CCUS項目的運輸需要從運輸容量、運輸距離、運輸成本、市場因素以及運輸沿線交通布局等方面綜合考慮。——CO2利用是指通過工程技術(shù)手段將捕集的CO2實現(xiàn)資源化利用的過程，（1）物理利用，主要應用于食品、制冷、發(fā)泡材料、焊接等行業(yè)。例如，在食品行業(yè)中，CO2被用作碳酸飲料、啤酒的添加劑，以及在食品冷鏈運輸過程中作為制冷劑（干冰）；在發(fā)泡材料領(lǐng)域，CO2被用作發(fā)泡劑以生產(chǎn)擠塑板保溫材料；在金屬加工領(lǐng)域，CO2被用作惰性氣體用于焊接。其特點是利用后的CO2最終仍會排放到大氣中。（2）化工利用，是指以CO2為原料，與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應，產(chǎn)出附加值較高的化工產(chǎn)品。目前CO2作為化工原料被廣泛應用于多種生產(chǎn)過程中。如通過加氫合成甲烷、醇類（如甲醇、乙醇等）、醚類（如二甲醚）、有機酸（如甲酸）及低碳烷烴等工業(yè)合成氣。此外，CO2還用于生產(chǎn)純堿、小蘇打、白炭黑、硼砂及各種金屬碳酸鹽等大宗無機化工產(chǎn)品。然而，部分化工產(chǎn)品在之后的應用過程中，仍可能因化學反應再次釋放CO2。（3）礦化利用，是指利用富含鈣、鎂的大宗固體廢棄物（如煉鋼廢渣、水泥窯灰、粉煤灰、磷石膏等）將CO2化學吸收轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的無機碳酸鹽的過程，在實現(xiàn)CO2減排的同時得到具有一定價值的無機建筑材料產(chǎn)品，以提高CO2和固體廢棄物資源化利用的經(jīng)濟性。（4）生物利用，主要是指生物固碳，利用生態(tài)系統(tǒng)中植物的光合作用吸收CO2。目前研究主要集中在微藻固碳和農(nóng)作物CO2氣肥使用上。目前微藻固碳技術(shù)主要通過微藻將CO2固定后轉(zhuǎn)化為液體燃料、化學品、生物肥料、食品和飼料添加劑等，通過微藻的固碳實現(xiàn)人工碳循環(huán)。農(nóng)作物CO2氣肥技術(shù)是將來自能源和工業(yè)生產(chǎn)過程中捕集的CO2調(diào)節(jié)到一定濃度注入溫室，來提升作物光合作用速率，以提高作物產(chǎn)量。（5）地質(zhì)利用，主要是用CO2來驅(qū)油/氣（石油/煤層氣、天然氣、頁巖氣等）。CO2驅(qū)油/氣是一種把CO2注入油層（或煤層）中以提高油氣采收率的技術(shù)，其主要目的是最大限度地提高油氣采收率，而不是儲存CO2，雖然在實現(xiàn)驅(qū)油/氣后有一部分CO2被永久儲存在以前含有碳氫化合物的孔隙空間中，但是CO2封存量少、封存時間短，且可能會從鉆井中泄漏出來。因此，CO2驅(qū)油/氣只能看作是部分消納CO2的過程。3|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望——CO2封存，是通過一定技術(shù)手段將捕集的CO2注入深部地質(zhì)儲層，使其與大氣長期或永久隔絕，從而實現(xiàn)碳減排的過程，封存方式主要包括地質(zhì)封存和（1）地質(zhì)封存是將捕捉到的CO2壓縮（不小于CO2的臨界壓力74bar，通常為100bar或更高，以提供適當?shù)陌踩６炔⒖紤]管道中的壓降）儲存在至少800m深度的地質(zhì)構(gòu)造當中（目前主要有咸水層、油氣層、煤層和頁巖氣層四種），實現(xiàn)與大氣長期或永久隔絕。目前主要采用油氣層封存方式。（2）海洋封存主要有兩種封存方式：“溶解型”海洋封存和“湖泊型”海洋封存?！叭芙庑汀焙Ｑ蠓獯媸菍O2通過固定管道或移動船只注入海洋深層（水深1000米以下較為常見）并使其溶解到水體中；“湖泊型”海洋封存是將CO2通過固定管道或者安裝在海床深度3000米以下的沿海平臺注入海底，使其沉降。初始狀態(tài)下，CO2以液體形式沉積在海床上，由于其密度高于水，因此會形成一個“湖”，從而延緩CO2向周圍環(huán)境的分解和擴散（見圖1-2）[6]。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）歷次評估報告中對CCUS技術(shù)定位演變大致可以分為三個階段（見表1-1）[7]，從最初的“可行方案”到“關(guān)鍵技術(shù)”，再到如今的“不可或缺”，逐步明確了CCUS技術(shù)在各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和目標進程中的關(guān)鍵性和重要性。中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|4IPCC報告封存》候變化2023》隨著CCS技術(shù)的發(fā)展以及認識的不斷深化，我國于2006年在北京香山會議首次提出CO2捕獲、利用與封存技術(shù)（CCUS引入了CO2資源化利用技術(shù)。在雙碳目標的驅(qū)動下，隨著新的應用場景不斷涌現(xiàn)和深度減排需求的增加，CCUS技術(shù)的內(nèi)涵和外延得到了豐富與拓展，我國對CCUS技術(shù)的定位也在不斷被重新審視和調(diào)整，已經(jīng)從碳減排儲備技術(shù)變成了碳中和關(guān)鍵碳減排技術(shù)。為推動CCUS技術(shù)研發(fā)和項目建設(shè)，美國、歐盟、加拿大在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)研發(fā)、標準規(guī)范以及資金稅收等方面建立了“四位一體”的CCUS支持政策體系（見圖1-3有效促進了CCUS技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新和建設(shè)應用。其中，稅收抵免、直接資金支持以及碳稅等資金支持政策在CCUS項目的前期建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。5|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望標準支持政策產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持政策統(tǒng)一規(guī)范、規(guī)避風險資金支持政策技術(shù)支持政策美國在CCUS領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位，這主要得益于美國在財政和稅收方面對CCUS技術(shù)研發(fā)和應用的大力支持。自2008年起，美國通過《國內(nèi)稅收法》第45Q條款為二氧化碳封存提供稅收抵免（45Q稅收抵免）。2018年，美國政府加大了對CCUS項目的支持力度，實施了更高的45Q稅收抵免，對實施CO2驅(qū)油的項目提供每噸35美元的稅收抵免，對咸水層封存的項目提供每噸50美元的稅收抵免。2022年8月，美國頒布了《通貨膨脹削減法案》（IRA進一步增強了45Q條款的稅收抵免政策：將工業(yè)用途CCS的稅收抵免從每噸35美元提高到每噸60美元，將用于地質(zhì)存儲CCS的稅收抵免從每噸50美元提高到每噸85美元；并為直接空氣捕捉（DAC）項目提供高額補貼，將直接從大氣中捕獲并封存的CCS的稅收抵免從每噸50美元提高到每噸180美元。45Q稅收抵免政策加速了CCUS項目歐盟在CCUS制度化和規(guī)范化方面走在全球前列。2009年歐盟制定了“二氧化碳捕捉和儲存指令”（2009/31/EC），是世界第一部關(guān)于CCS的法律，對CO2的運輸、封存場地選址、勘探和封存許可證發(fā)放、CO2監(jiān)測以及信息公開等方面的要求作出了明確規(guī)定。歐盟的碳排放交易體系（EU-ETS）是全球首個區(qū)域性、強制性的碳排放交易體系。在第三階段（2013-2020）期間，歐盟將捕獲、中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|6管道輸送和CO2的地質(zhì)儲存項目納入了該體系，并將其作為聯(lián)合履行機制（JI）項目的減排量（ERU）來處理。歐盟還通過多項研發(fā)資助計劃來支持CCUS的研發(fā)和部署：一方面，通過“創(chuàng)新基金”為CCUS項目提供資金支持。2022年11月，歐盟委員會將“創(chuàng)新基金”規(guī)模提升至30億歐元。另一方面，通過科研資助計劃“地平線歐洲”推進CCUS技術(shù)的發(fā)展，該計劃在2021年和2022年分別為CCUS技術(shù)研發(fā)提供了3200萬歐元和5800萬歐元的資金支持。為了鼓勵私人投資CCUS項目，加拿大通過碳排放定價、投資稅收抵免以及要求降低燃料排放強度的清潔燃料法規(guī)（CFR）等措施大力推動CCUS的發(fā)展。2020年11月，加拿大政府宣布了一項為期10年、總額約1.5億美元的低碳和零排放燃料基金，用于支持CCUS等清潔能源技術(shù)的發(fā)展。此外，加拿大政府還宣布，到2030年CO2捕集項目設(shè)備成本最高可獲得50%的稅收抵免。2021年，加拿大最高法院通過了《2018年溫室氣體污染定價法》，將碳稅從2021年的每噸40加元提高到2030年的每噸170加元，高昂的碳稅和嚴苛的環(huán)保政策驅(qū)動企業(yè)（尤其是油氣企業(yè)）積極發(fā)展CCUS項目。在碳市場方面，加拿大阿爾伯塔碳市場也是國際上納入CCUS項目最多的碳市場，CCUS項目可通過阿爾伯塔排放抵消體系（AEOS）進行認證，簽發(fā)核證減排量，在阿爾伯塔碳市場進行碳排放抵消。在我國“雙碳”目標提出后，各部委和地方圍繞碳達峰碳中和目標，陸續(xù)出臺了一系列政策，構(gòu)建了“1+N”政策體系，從科技研發(fā)、示范應用、財政補貼、綠色金融、標準規(guī)范等多方面對CCUS技術(shù)進行系統(tǒng)性支持（見附表）。雖然全國范圍內(nèi)尚未有稅收減免政策，但一些省市率先推出了補貼措施。例如，深圳市對CCUS示范項目可提供最高達1000萬元的資助，投產(chǎn)后每噸二氧化碳補貼20元。中國人民銀行創(chuàng)設(shè)了“碳減排支持工具”，商業(yè)銀行可以從人民銀行獲批資金，為符合條件的CCUS示范項目提供綠色金融支持，如中石化齊魯石化-勝利油田百萬噸CCUS項目獲得了中國建設(shè)銀行的綠色貸款服務(wù)。目前，我國相關(guān)政策大多集中在CCUS相關(guān)技術(shù)的研發(fā)、試點應用以及加快標準研制方面，在支持CCUS項目基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面相對薄弱。這主要是因為我國CCUS產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，與發(fā)達國家相比，技術(shù)發(fā)展時間較短，整體技術(shù)水平相對較低。7|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望第二章在全球?qū)用妫刂?024年3月，全球共有564個處于不同階段的CCS/CCUS項目，其中，已投運項目43個，年捕集能力5039萬噸；開工建設(shè)中的項目33個，年捕集能力3452萬噸；在開發(fā)項目488個，年捕集規(guī)模3.4億噸；合計年捕集能力4.2億噸，較2022年增加75%。從項目碳源看，在運行項目碳源以油氣生產(chǎn)等能源行業(yè)為主，約占60%；在建與規(guī)劃的項目碳源以工業(yè)、發(fā)電為主，約占70%。從項目碳匯看，在運行項目的碳匯主要以采用CO2提高采收率的油氣藏為主，約占70%；在建與規(guī)劃項目的碳匯以CO2地質(zhì)封存為主，接近80%。從地區(qū)分布來看，最多的是美洲，其次是歐洲。在國家層面，美國目前是全球開展CCUS項目最多的國家。CCUS項目涉及水泥制造、燃煤發(fā)電、燃氣發(fā)電、垃圾發(fā)電及化學工業(yè)等多個行業(yè)，總計有154個項目，處于不同發(fā)展階段，其中在運營的項目數(shù)量占全球一半。這主要得益于美國對CCUS技術(shù)的政策支持，并獲得了商界、學術(shù)界和政府的廣泛支持，形成了一定規(guī)模的CCUS產(chǎn)業(yè)鏈。歐盟各成員國大力推動CCS項目產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，積極建設(shè)工業(yè)集群和運輸設(shè)施，推進CCS產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、商業(yè)化發(fā)展。同時，歐盟在CCUS相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)方面具有顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢。目前，德國、法國等是全球CCUS專利的主要來源國。CCUS專利申請主要集中在CO2捕集領(lǐng)域，其次是CO2轉(zhuǎn)化利用和CO2地質(zhì)利用與封存，而CO2輸送領(lǐng)域的專利申請則相對較少。我國的CCUS項目涵蓋電力、油氣、化工、水泥和鋼鐵等多個行業(yè)，其中電力行業(yè)示范項目數(shù)量最多，超過20個。自2022年以來，水泥、鋼鐵等難減排行業(yè)中的CCUS示范項目數(shù)量逐步增多。截至2024年8月，我國已投運CCUS項目67個，包括61個投運中項目和6個間歇運行項目。CO2捕集能力約700萬噸/年，驅(qū)油封存能力約420萬噸/年，碳利用產(chǎn)能約190萬噸/年。碳利用或封存方式主要包括提高石油采收率（EOR）、礦化利用、化學品制備等[9]。EOR是最主要、也是技術(shù)最成熟的碳利用方式。中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|8我國是最早在水泥行業(yè)開展CCUS項目示范的國家。在雙碳目標的推動下，我國水泥行業(yè)的產(chǎn)、學、研各方正圍繞一系列CCUS技術(shù)加快研發(fā)攻關(guān)，重點聚焦在碳捕集和碳利用領(lǐng)域，并已取得了積極成效，見表2-1。（科技示范項目）（非乙醇胺）+吸附精餾法/項目）////項目專欄項目專欄（1）海螺集團白馬山水泥廠水泥窯尾煙氣碳捕集項目。該項目于2018年投產(chǎn)，是全球水泥行業(yè)首個煙氣二氧化碳捕集純化示范項目（見圖2-1采用化學吸收法，設(shè)計年產(chǎn)5萬噸液態(tài)二氧化碳，其中食品級3萬噸，工業(yè)級2萬噸。項目總投資5775萬元，在建設(shè)過程中獲得了400萬元的重大科技專項補貼資金。2021年，海螺集團研究開發(fā)了新一代水泥窯低耗高效CO2捕集化學吸收劑，進一步降低了捕集能耗，降低至2.1GJ/t.CO2。9|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望（2）青州中聯(lián)水泥二氧化碳全氧燃燒富集提純示范項目。該項目于2024年投產(chǎn)，年產(chǎn)二氧化碳20萬噸，是目前我國水泥行業(yè)規(guī)模最大的碳捕集利用項目，其中15萬噸工業(yè)級、4.5萬噸食品級和0.5萬噸干冰（見圖2-2）。項目總投資約2.6億元，采用“全氧燃燒+變壓吸附濃縮+變溫變壓吸附凈化+低溫精餾提純”技術(shù)，可大幅提高煙氣中二氧化碳的濃度，捕集綜合能耗降至1.6GJ/t.CO2以下，顯著降低運行成本。（3）金隅北水環(huán)保科技二氧化碳捕集示范項目。該項目是國內(nèi)首個水泥窯協(xié)同處置復雜煙氣環(huán)境下碳捕集及資源化利用研究示范項目，年產(chǎn)二氧化碳10萬噸，項目總投資約1.8億元，其中約10%資金來自政府和科技項目中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|10第三章ISO/TC265國際標準化組織二氧化碳捕集、運輸與地質(zhì)封存技術(shù)委員會（Carbondioxidecapture,transportation,andgeologicalstorage）負責制定CCS領(lǐng)域的國際標準，涵蓋設(shè)計、施工、運營、環(huán)境規(guī)劃與管理、風險管理、量化、監(jiān)測和驗證等相關(guān)活動。目前，該委員會已發(fā)布13項國際標準（見表3-1）、另有8項在研國際標準（見表3-2）。這些標準主要包括技術(shù)指導標準、量化驗證標準、安全標準、運行設(shè)計標準、監(jiān)測和事故處理標準、管理和責任標準等。211|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望222中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|12目前，我國CCUS領(lǐng)域現(xiàn)有國家標準18項（現(xiàn)行3項、在研15項）、行業(yè)標準12項（現(xiàn)行8項、在研3項），涵蓋項目設(shè)計規(guī)劃、捕集、運輸、利用、封存以及碳排放評價等多個方面（見表3-3）。標準號/計劃號體減排量和核查技術(shù)規(guī)范13|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望標準號/計劃號化部/國防中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|14標準號/計劃號15|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望本報告結(jié)合國家碳達峰碳中和標準體系，研究編制了我國水泥行業(yè)CCUS的標準體系（見圖3-1），主要包括基礎(chǔ)通用、捕集、運輸、利用、封存、管理與評價等六類標準，并提出了水泥行業(yè)擬制定的11項CCUS相關(guān)標準（見表3-4）。（檢）測中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|1617|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望第四章影響我國水泥行業(yè)CCUS技術(shù)發(fā)展的主要因素有技術(shù)成熟度、政策支持、項目建設(shè)成本、項目運行利潤、下游市場需求以及CCUS產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)等6個因素。目前，由于我國水泥行業(yè)上規(guī)模且在運行的CCUS項目較少，所以本報告采用環(huán)比評分法來確定我國水泥行業(yè)CCUS技術(shù)應用影響因素權(quán)重，并通過調(diào)研計算權(quán)CCUS產(chǎn)業(yè)331/931W/%38.9523.3617.7113.834.611.54100評價結(jié)果表明，技術(shù)成熟度、政策支持和項目建設(shè)成本是目前水泥行業(yè)最關(guān)心的三個方面。盡管下游市場需求、CCUS產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)也對CCUS項目的經(jīng)濟效益產(chǎn)生直接影響，但其評分相對較低，主要是因為目前我國水泥行業(yè)的CCUS項目仍處于建設(shè)應用的初期階段，運營模式尚在探索和優(yōu)化中，因此，水泥企業(yè)在捕集碳的利用方面效果不理想，且暫時未優(yōu)先考慮CCUS產(chǎn)業(yè)集群的建設(shè)。然而，下游市場需求和CCUS產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)是CCUS項目持續(xù)穩(wěn)定運行的重要動力，未來該兩項因素的影響力將會逐漸提升。中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|18技術(shù)成熟度（TRL）用于衡量技術(shù)研發(fā)的成熟程度。本報告在現(xiàn)有的技術(shù)成熟度評價體系[10][11]基礎(chǔ)上，結(jié)合我國CCUS發(fā)展和應用現(xiàn)狀，構(gòu)建了我國水泥行業(yè)CCUS技術(shù)成熟度（CTR）評價體系（如表4-2所示）并進行了評價（評價結(jié)果如圖4-1所示）。123456789），19|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望碳捕集技術(shù)碳運輸技術(shù)碳利用技術(shù)碳封存技術(shù)crR7研究與開發(fā)示范與驗證商業(yè)化應用化學吸收法化學吸收法物理吸附法 鈣循環(huán)法公路鐵路管道船舶化工利用生物利用礦化利用食品利用電化學利用鹽層枯竭油氣田綜上分析，我國水泥行業(yè)的CCUS捕集、運輸、利用技術(shù)已初步實現(xiàn)商業(yè)化應用。關(guān)鍵問題在于如何降低成本，從而實現(xiàn)技術(shù)的大規(guī)模推廣。針對現(xiàn)有的三種碳捕集技術(shù)的應用分析，首先應加快推進物理吸附法的標準化，促進技術(shù)的規(guī)范應用；其次，應推動化學吸收法標準的外文版翻譯，促進我國CCUS技術(shù)與國際交流，提高國際間的相互合作；此外，還需加大對鈣循環(huán)技術(shù)的研發(fā)力度，爭取更多的國際合作，共同推進低碳節(jié)能技術(shù)的應用。在碳運輸技術(shù)方面，由于生產(chǎn)企業(yè)布局的原因，公路運輸在當前及未來一段時間內(nèi)仍將是水泥行業(yè)的主要運輸方式；而在沿?；蛩\條件比較好的地區(qū)，船舶運輸將成為重要的補充手段。在碳利用和封存技術(shù)方面，水泥行業(yè)仍需密切關(guān)注下游企業(yè)的市場需求，不僅要解決技術(shù)成本問題，還需重點關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定性；在地質(zhì)封存方面，水泥行業(yè)應加強跨行業(yè)的交流與合作，在解決技術(shù)難點的同時，推進運輸?shù)然A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并重視封存效率和環(huán)境安全等問題。中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|20第五章根據(jù)水泥生產(chǎn)工藝的特點，本報告在預測過程中僅考慮直接碳排放，不包括電力的間接碳排放。在實現(xiàn)水泥行業(yè)碳中和目標的情景下，報告選擇2020年中國水泥行業(yè)平均直接碳排放517kgCO2/t[1]作為基準值。參考《水泥行業(yè)碳減排技術(shù)指南》[12]，分別對未來一段時期內(nèi)原燃料替代技術(shù)、低碳水泥技術(shù)、能效提升技術(shù)等減排舉措的貢獻度進行分析與預測，并評估CCUS技術(shù)作為支撐技術(shù)對行業(yè)實現(xiàn)碳中和目標的貢獻度。根據(jù)《中國水泥行業(yè)碳中和路徑研究》[13]預測顯示，到2060年，我國水泥行業(yè)石灰石原料替代率為10%（見表5-1預計原料替代技術(shù)可使水泥行業(yè)碳排放強度減少約31kgCO2/t（見圖5-1）。21|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望國際能源署（IEA，2018）預測，全球范圍內(nèi)替代化石燃料的應用會從2006年的3%提高到2050年的37%。考慮到我國水泥產(chǎn)量基數(shù)大、替代燃料資源量有限，參考歐盟替代燃料的發(fā)展歷程，報告預測了2025-2060年我國水泥行業(yè)化石燃料熱值替代率（見表5-2）（暫不考慮化石燃料替代對水泥熟料產(chǎn)量的影響），預計到2060年，化石燃料替代技術(shù)可使水泥行業(yè)碳排放強度減少約74kgCO2/t1（見圖5-2）。表5-2水泥行業(yè)化石燃料熱值替代率預測50%化石燃料熱值替代率碳排放強度55050045040020252030204020502060圖5-2水泥行業(yè)化石燃料替代技術(shù)貢獻度預測通過減少傳統(tǒng)硅酸鹽熟料的使用，可顯著降低水泥生產(chǎn)過程中的碳排放。本報告低碳水泥指減少傳統(tǒng)硅酸鹽熟料用量生產(chǎn)的水泥。隨著各類低碳水泥的逐漸開發(fā)和成熟應用，參考現(xiàn)有研究[14]，報告預測了2025-2060年我國水泥行業(yè)因低碳水泥應用而帶來硅酸鹽水泥熟料使用減少率（見表5-3預計到2060年，低1為鼓勵發(fā)展替代化石燃料，本報告暫不考慮替代燃料燃燒產(chǎn)生的碳排中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|22碳水泥的應用可使水泥行業(yè)碳排放強度減少約133kgCO2/t（見圖5-3）。表5-3低碳水泥貢獻度（硅酸鹽水泥熟料使用減少率）預測（硅酸鹽水泥熟料使用減少率）圖5-3水泥行業(yè)低碳水泥技術(shù)貢獻度預測根據(jù)國家發(fā)展改革委等部門《水泥行業(yè)節(jié)能降碳專項行動計劃》[15]要求，參考麥肯錫《“中國加速邁向碳中和”水泥篇：水泥行業(yè)碳減排路徑》[16]，本報告預測了2025-2060年我國水泥行業(yè)能效提升率（見表5-4預計2060年，能效提升可使水泥行業(yè)碳排放強度減少約10kgCO2/t（見圖5-4）。23|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望20%520))能效提升比率(碳排放強度()能效提升比率(碳排放強度()5%oz500圖5-4水泥行業(yè)能效提升技術(shù)貢獻度預測通過上述四種減碳技術(shù)措施的綜合作用，報告預測了2025-2060年我國水泥行業(yè)平均碳排放強度（見圖5-5）。預計到2060年水泥碳排放強度將下降至269kgCO2/t，下降約48%。因此，水泥行業(yè)要在2060年實現(xiàn)碳中和，剩余的碳排放量（約占52%）將需要CCUS技術(shù)作為兜底技術(shù)來實現(xiàn)碳中和。碳排放強度(碳排放強度()400300200o其他四種低碳技術(shù)疊加貢獻度48%CCUS技術(shù)其他四種低碳技術(shù)疊加貢獻度48%CCUS技術(shù)20252030204020502060年份年中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|24第六章一是制定我國CCUS頂層發(fā)展規(guī)劃。充分考慮碳中和目標下的各行業(yè)的碳排放特征和產(chǎn)業(yè)布局，全面系統(tǒng)地評估建材、鋼鐵、有色金屬、石化化工等重點碳排放行業(yè)對CCUS技術(shù)的減排需求，明確面向碳中和目標的CCUS發(fā)展方向。結(jié)合源匯匹配地理位置，統(tǒng)籌考慮全局最優(yōu)成本和封存經(jīng)濟性，在國家層面統(tǒng)一規(guī)劃布局CCUS基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加大投資力度與建設(shè)規(guī)模，建立基礎(chǔ)設(shè)施的合作共享機制，推動各行業(yè)CCUS商業(yè)模式的發(fā)展。建議專欄建議專欄碳運輸管網(wǎng)規(guī)劃可從封存匯點到碳捕集點源反向思考，統(tǒng)籌考慮全局最優(yōu)成本和封存經(jīng)濟性。針對碳運輸管網(wǎng)問題，以往的研究主要從碳捕集點源到封存匯點的角度進行評估。然而，在碳中和視角下，需要在減排量、運輸距離的基礎(chǔ)上統(tǒng)籌考慮全局最優(yōu)成本，因此現(xiàn)在要反向思考，從匯點到點源進行規(guī)劃。250公里運輸距離是不需要對二氧化碳運輸再進行中轉(zhuǎn)增壓的最長距離，管道建設(shè)成本比較低，可作為源匯匹配分析中的最大距離限值。因此在進行管網(wǎng)規(guī)劃時，應統(tǒng)籌考慮不同點源和匯點之間的封存經(jīng)濟性。二是建立健全CCUS項目建設(shè)管理體系。CCUS涉及的行業(yè)范圍廣泛，項目建設(shè)審批通常需要多個政府主管部門的參與。例如，碳捕集涉及不同碳源的工業(yè)領(lǐng)域，碳利用則涉及化工、生物、建材、食品等多個行業(yè)，碳封存則涉及運輸以及地質(zhì)領(lǐng)域，因此建立全產(chǎn)業(yè)鏈的CCUS項目面臨復雜的審批要求和額外的管理難度。未來，在國家層面應建立健全適配的CCUS項目建設(shè)管理體系，能夠有效解決跨部門、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的協(xié)調(diào)問題，提高CCUS項目建設(shè)和運營的效率與質(zhì)量，推動CCUS項目的快速發(fā)展，并促成CCUS產(chǎn)業(yè)集群的形成。25|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望建議專欄建議專欄對CCUS項目開辟綠色通道。目前CCUS項目在《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》并沒有明確的分類，僅是在“工程和技術(shù)研究和試驗發(fā)展”中提及“碳捕集、利用與封存技術(shù)研發(fā)”，而且《危險化學品目錄》（2022調(diào)整版）將二氧化碳（壓縮的或液化的）列為危險化學品。在我國，新建、改建、擴建生產(chǎn)、儲存危險化學品的建設(shè)項目需要符合《危險化學品安全管理條例》，有嚴格的安全條件審查要求。國務(wù)院辦公廳《關(guān)于印發(fā)危險化學品安全綜合治理方案的通知》（國辦發(fā)〔2016〕88號）要求，督促地方嚴格執(zhí)行禁止在化工園區(qū)外新建或擴建危險化學品生產(chǎn)項目的規(guī)定。因此，水泥企業(yè)在規(guī)劃建設(shè)碳捕集項目時，在行政審批中存在程序復雜、流程較多、協(xié)調(diào)困難的情況。為此，建議在《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》中進一步明確CCUS項目行業(yè)類別，并推動落實工信部等六部門《關(guān)于“十四五”推動石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》（工信部原聯(lián)〔2022〕34號）關(guān)于新建危險化學品生產(chǎn)項目必須進入一般或較低安全風險的化工園區(qū)（與其他行業(yè)生產(chǎn)裝置配套建設(shè)的項目除外）的要求，即明確水泥企業(yè)規(guī)劃建設(shè)碳捕集項目無需進入化工園區(qū)。三是加強水泥CCUS標準頂層設(shè)計。建議組建CCUS標準化技術(shù)組織，統(tǒng)籌規(guī)范標準的編制，避免重復工作和多頭制定現(xiàn)象。進一步研究細化水泥領(lǐng)域的CCUS標準體系。在CCUS關(guān)鍵技術(shù)、碳捕集與封存的計量和監(jiān)測設(shè)備、工程建設(shè)等領(lǐng)域編制一批重點標準；積極跟蹤國際技術(shù)發(fā)展，參與國際標準化活動，開展標準外文版制定，推進中國標準和中國技術(shù)走出去。四是促進CCUS項目與碳市場的科學銜接。碳市場作為重要的市場化減排機制，通過碳交易可以實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置、引導資金流動和促進環(huán)境政策的制定，從而推動CCUS技術(shù)的發(fā)展。目前，亟需制定科學的水泥行業(yè)CCUS碳減排核算方法，明確CCUS產(chǎn)業(yè)鏈中各環(huán)節(jié)的碳轉(zhuǎn)移責任分配，并在利用和封存環(huán)節(jié)制定有效的碳減排量計算方法，確保數(shù)據(jù)的可溯性和可驗證性。完善優(yōu)化相關(guān)法律法規(guī)，制定科學合理的CCUS建設(shè)、運營、監(jiān)管及終止等管理制度。研究CCUS的優(yōu)先領(lǐng)域，分階段推動不同行業(yè)的CCUS項目納入碳市場。根據(jù)不同行業(yè)的碳排放特性、減排路徑以及CCUS減排的必要性，逐步分階段分行業(yè)引入碳交易市場。由于水泥產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中存在不可避免的工藝排放，且替代性較低，相較于其他行業(yè)，水泥行業(yè)有必要率先納入碳市場，通過碳市場的驅(qū)動，加速CCUS技術(shù)的發(fā)展和應用。五是提高CCUS建設(shè)各階段資金支持。進一步細化CCUS項目的資金支持模式和路徑：在項目建設(shè)階段，按照項目規(guī)模提供啟動資金支持，以激發(fā)社會資金中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|26對CCUS項目的投資；在運行階段，探索建立CCUS項目財稅支持政策，例如給予每噸CO2相應的稅收抵免；對利用CCUS實現(xiàn)減碳的產(chǎn)品提供相應的稅收優(yōu)惠，或在政府采購層面提高利用CCUS實現(xiàn)減碳的產(chǎn)品采購比例；建立CCUS基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)專項資金，引導上下游企業(yè)建設(shè)工業(yè)集群和運輸設(shè)施，推動CCUS產(chǎn)業(yè)集群化、規(guī)模化、商業(yè)化發(fā)展。六是提高CCUS項目融資能力。在國家層面建立CCUS綠色金融平臺或工作機制，進一步加強和促進金融界對CCUS技術(shù)產(chǎn)業(yè)界的了解與合作，不斷增強各金融機構(gòu)對CCUS項目投融資的信心，根據(jù)CCUS技術(shù)和項目特點，為水泥企業(yè)提供多元化的投融資支持方式，在貸款融資方面給予支持和優(yōu)惠。七是加強國際合作。深化國際交流，積極參與相關(guān)議題下的多邊機制，分享中國經(jīng)驗與實踐，主動搭建多邊合作平臺，推動技術(shù)交流與知識共享，加速CCUS技術(shù)的研發(fā)和規(guī)?；瘧?。加強資金、技術(shù)和人才的協(xié)作，通過聯(lián)合開展試點項目與技術(shù)示范，促進創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化與推廣，進一步降低技術(shù)應用成本。27|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望《關(guān)于統(tǒng)籌和加強應對氣關(guān)工作的指導意見》《加快建立健全綠色低碳意見》委與證監(jiān)會《綠色債券支持項目目錄《關(guān)于完整準確全面貫徹碳中和工作的意見》范和產(chǎn)業(yè)化應用……加大對碳捕集利用與封《國家標準化發(fā)展綱要》方案》《“十四五”推動高質(zhì)量規(guī)劃》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》《氣候投融資試點工作方案》《財政支持做好碳達峰碳中和工作的意見》部等九部門《科技支撐碳達峰碳中和中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|28《工業(yè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》《建立健全碳達峰碳中和標準計量體系實施方案》《建材行業(yè)碳達峰實施方案》《碳達峰碳中和標準體系建設(shè)指南》《工業(yè)領(lǐng)域碳達峰碳中和標準體系建設(shè)指南》29|中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望我國建筑材料行業(yè)發(fā)展目標詮釋中國建筑材料聯(lián)合會時代進步發(fā)展的客觀要求（提出背景）建筑材料行業(yè)是一個古老而又不斷創(chuàng)新發(fā)展的行業(yè)，伴隨著人類文明的產(chǎn)生而發(fā)展，伴隨著人類科技的進步而成長，為人類社會的進步發(fā)展作出了不可替代的貢獻，是人類文明史的重要組成部分。今天的建筑材料行業(yè)正面臨新的形勢和任務(wù)。一方面，具有資源能源依賴型天然屬性的建筑材料產(chǎn)業(yè)在獲得長足發(fā)展、取得巨大成就的同時，與人類社會進步、與環(huán)境相容的要求也在日益提升；另一方面，伴隨著技術(shù)創(chuàng)新步伐的不斷加快，新材料、新產(chǎn)品、新工藝的不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品功能性能的不斷優(yōu)化，建筑材料工業(yè)已經(jīng)并正在改變世人的傳統(tǒng)認知，向著科技型和環(huán)保型產(chǎn)業(yè)方向轉(zhuǎn)型，為更好地服務(wù)社會、更好地滿足人們對美好生活的向往提供了更多的可能。因此，無論從深入貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想，積極踐行“人類命運共同體”理念，落實建筑材料行業(yè)提前實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標，推進安全發(fā)展高質(zhì)量發(fā)展的高度出發(fā)，還是從成為對人類、對國家、對社會、對職工負責任行業(yè)的要求來看，建筑材料行業(yè)都必須樹立發(fā)展新目標、新理念，加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，踐行“宜業(yè)尚品、造福人類”行業(yè)發(fā)展目標，以適應時代進步發(fā)展的要求，為人類造福，為社會進步作貢獻。材料行業(yè)發(fā)展價值觀和發(fā)展理念的新變化（深刻內(nèi)涵）“宜業(yè)尚品、造福人類”目標，突出了建材人的價值追求，體現(xiàn)了天人合一觀念，彰顯了使命意識和責任擔當，深刻回答了建筑材料行業(yè)為什么發(fā)展、為誰發(fā)展、應該怎么發(fā)展的歷史之問、時代之問。這一目標植根于“人類命運共同中國水泥行業(yè)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀與展望|30體”構(gòu)想，萌生于發(fā)展理念的變革，建立在技術(shù)進步與創(chuàng)新驅(qū)動的基礎(chǔ)上，具有動態(tài)、發(fā)展、創(chuàng)新、人文的特征。“宜業(yè)尚品”是發(fā)展要求，“造福人類”是發(fā)展目的?！耙藰I(yè)”，界定的是建筑材料行業(yè)發(fā)展與環(huán)境、員工、社會、國家、時代等五個維度的關(guān)系。宜業(yè)，就是指建筑材料行業(yè)要成為環(huán)境友好的、員工滿意的、社會信賴的、國家需要的、與時俱進的行業(yè)。進一步講，宜業(yè)