二氧化碳(CO2)捕集、利用與封存(Carbon Capture,Utilization And Storage,以下簡稱“CCUS”)是碳減排的重要手段。“雙碳”目標下中國CCUS減排需求至2050年將達6-14.5億噸/年,而截至2021年中國已投運或建設中的CCUS項目捕集能力僅為300萬噸/年。隨著監管制度完善、政策激勵出臺、碳排放權交易市場啟動、基礎設施配套並集群化,CCUS行業有著巨大的成長空間和國際合作機會。

本文將簡介CCUS產業鏈及流程,梳理我國和其他國傢的CCUS相關政策和實踐以及CCUS的主要商業模式,並對CCUS項目運營商應關註的主要風險進行提示。

什麼是CCUS項目?

CCUS是指將CO2從工業過程、能源利用或大氣中捕獲並分離,通過管道、船舶等運輸,將其作為產品或服務的原料,或將其註入地層永久儲存的過程。CCUS技術起源於上世紀70年代對CO2的驅油利用(指把CO2註入油層中以提高油田采油率的技術),美國是最早實踐CCUS技術的國傢。CCUS技術由CO2的捕集、運輸、利用和封存這4個環節構成,按各個環節之間不同排列組合,又包括CS(碳捕集與封存)、CU(碳捕集與利用)、CTS(碳捕集、運輸與封存)等不同子集。

一、碳捕集

在燃燒前、富氧燃燒或燃燒後不同階段,通過物理吸收、化學吸收、吸附法等方法捕獲並分離CO2的過程。碳捕集是CCUS最關鍵的技術,也是整個流程中成本和能耗最高的環節,是CCUS項目經濟性的主要制約。

二、碳運輸

將捕集的CO2運送至碳利用場所或封存地點的過程,一般通過管道、船舶或罐車(公路或鐵路)運輸,各個運輸方式的經濟性、安全性、靈活性各有利弊。

三、碳利用

通過工程技術手段將捕集的CO2資源化利用的過程,包括地質利用、化工利用、生物利用、電化學利用、物理利用、礦化利用等。碳利用技術是CCUS創新突破的難點,目前主要應用於提高石油或天然氣采收率(Enhanced Oil and Gas Recovery,以下簡稱“EOR/EGR”)或化肥生產。

四、碳封存

將捕集的CO2註入於特定地質構造中,從而進行封存、實現與大氣長期隔絕的技術過程,包括陸上或海上咸水層封存、枯竭油氣田封存等技術。碳封存技術不具備附帶經濟價值且成本較高,主要依賴碳減排政策激勵。

CCUS項目收益一是來源於CO2作為商品的價值,二是碳減排價值。早期CCUS商業化項目大多利用CO2的驅油特性應用於油氣EOR/EGR項目,項目經濟性對油價、氣價較為敏感。隨著各國碳中和政策、碳交易市場、碳稅制度的漸趨成熟,CCUS的碳減排價值將越發凸顯。未來CCUS項目的目標客戶也可能由傳統的油氣企業逐漸轉變為電力、鋼鐵、水泥等高耗能行業企業,甚至向廣義上所有CO2排放主體提供減排服務。

我國CCUS政策及實踐

2007年以來,國務院及相關部委牽頭發佈瞭一系列國傢政策和發展規劃,提出要鼓勵和支持發展CCUS產業,將CCUS列為國傢重點推廣的低碳技術和能源技術革命重點,提出加強CCUS戰略規劃和標準制定,積極開展CCUS技術研究和示范。環境評價方面,2016年原環境保護部(現生態環境部)發佈的《二氧化碳捕集、利用與封存環境風險評估技術指南(試行)》為CCUS項目環評提供瞭切實的規范和指導;技術標準方面,2018年住房和城鄉建設部發佈的《煙氣二氧化碳捕集純化工程設計標準》是目前我國僅有的技術標準文件。總體而言,目前我國針對CCUS發佈的文件絕大多數為指導性、鼓勵性政策文件,尚無專門立法對CCUS準入、建設、運營、監管、終止等環節進行詳細規制。

我國CCUS實踐起步較晚,2006年左右學術界和工業界首次提出“CCS+U”(即CCUS)的概念。目前我國CCUS技術仍處於研發與示范階段,已投運和建設中的CCUS示范項目約40個,多以石油、煤化工、電力行業小規模的捕集驅油示范為主,缺乏大規模或全流程工業化項目。我國試點示范項目的投資主要來源於重點國有企業,民營資本參與度較低。2022年6月27日,中國海油、廣東省發展改革委、殼牌集團、埃克森美孚簽署《大亞灣工業園區二氧化碳捕集利用及封存集群研究項目諒解備忘錄》,該項目將是我國首個千萬噸級海上CCUS集群項目。同年8月29日,中國石化宣佈,我國最大的碳捕集利用與封存全產業鏈示范基地、國內首個百萬噸級CCUS項目——“齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS項目”正式註氣運行,標志著我國CCUS產業開始進入技術示范中後段——成熟的商業化運營。

世界其他國傢CCUS政策及實踐

據Global CCS Institute 2021年度報告,截至2021年9月,全球共有135個正在運營、建設、開發或暫停的商業化CCUS項目,分佈於全球25個國傢,其中美國占70個、歐盟占35個、加拿大占8個,處於全球領先地位,我國有6個CCUS項目達到Global CCS Institute界定的商業化標準。

CCUS產業主要國傢/經濟體對CCUS的鼓勵政策主要包括2類,一類是直接資金支持,如美國在2020年12月出臺《2020能源法案》大幅提高CCUS研發支持力度,計劃在2021-2025年提供超60億美元的研發資金支持;2021年11月通過《基礎設施投資法案》,計劃提供近50億美元用於支持CO2運輸和儲存基礎設施和場地的開發和融資。其他CCUS產業領先的主要國傢也普遍對CCUS發展提供直接的資金支持。

第二類是與CCUS碳減排價值相關的激勵政策,主要包括碳中和政策、碳交易市場、碳稅反向激勵、稅收抵免等等,下面將主要國傢/經濟體與碳價值相關的激勵政策及實踐歸納如下。

一、美國

聯邦45Q稅收抵免政策:該政策是針對CCUS的企業所得稅優惠政策,按照捕獲與封存的CO 2數量計算抵免額,允許納稅人從企業所得稅應納稅額中進行抵免。45Q采用遞進式補貼價格,地質封存補貼價格由2018年的25.70美元/噸遞增至2026年的50.00美元/噸,EOR項目的補貼價格由2018年的15.29美元/噸遞增至2026年的35.00美元/噸。實現碳減排的企業在設施投入使用後12年有效期內直接獲得稅收抵免。

碳交易:1997年,美國成立瞭低碳項目減排量核證的碳註冊登記系統(American CarbonRegistry,ACR),核證的減排量可以用於美國加州低碳燃料標準體系(California Low Carbon Fuel Standard,LCFS)和華盛頓州清潔空氣法案。截至2020年初,ACR核證減排量中CCUS項目占43.2%。LCFS體系下碳信用交易價格約為200美元/噸,可與45Q稅收抵免疊加適用。

二、加拿大

碳交易:加拿大已建立包括阿爾伯塔省(主要油氣生產省份)在內的13個地方碳市場,阿爾伯塔碳市場是納入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(Albert Emission Offset System,AEOS)進行認證。截至2020年初,AEOS總計簽發核證減排量5600萬噸CO2當量,其中CCUS項目占9.2%。

交易量補貼機制:例如,加拿大阿爾伯塔省碳抵消機制規定,非EOR的CCUS項目每減排1噸CO2可獲得2噸的碳減排額。

碳稅反向激勵:2021年加拿大最高法院通過《2018年溫室氣體污染定價法》,將碳稅從2021年40加元/噸提高到2030年170加元/噸。高昂的碳稅和嚴苛的環保政策驅動企業(尤其是油氣企業)發展CCUS項目。

三、歐盟

碳交易:歐洲CCUS項目主要依靠歐盟碳交易市場(European Union Emissions Trading System,EU ETS)實現減排價值。不過歐洲碳交易價格較低,對CCUS項目的支持力度有限。總體而言,歐盟對CCUS的支持政策相對謹慎和保守。

四、挪威

碳稅反向激勵:挪威自1991年起對石油、天然氣、礦物油、焦炭企業征收碳稅,2021年宣佈將從當前590挪威克朗/噸進一步提高至2030年的2000挪威克朗/噸。挪威的CCUS項目受到瞭碳稅政策的間接激勵,企業通過碳捕集避免高昂的碳稅。

五、澳大利亞

碳交易:澳大利亞將CCUS項目納入減排基金(Emission Reduction Fund,ERF),允許符合條件的CCUS項目獲得澳大利亞碳信用單位(Australian Carbon Credit Units,ACCU),可按合同出售給政府或通過二級市場出售給私人實體。這是亞太地區第一個針對CCUS的CO2減排財政激勵計劃。

CCUS項目主要商業模式

傳統CCUS項目主要依賴油氣EOR/EGR手段實現收益,碳稅逐步走高、碳市場的建立和完善促使更多CCUS項目上馬,CCUS逐漸商業化的過程中不斷湧現和探索出新的可持續的商業盈利模式。目前CCUS領域主要的商業模式包括以下4類。

一、傳統模式

提高石油或天然氣采收率(EOR/EGR)。

二、碳交易

如第3部分介紹,美國、加拿大、歐洲、澳大利亞等國均將CCUS項目納入碳交易框架內,就CCUS項目簽發核證減排量並允許參與碳交易。

三、稅收抵免

如第3部分介紹,美國對CCUS的激勵措施還包括稅收抵免,實踐中,稅收抵免模式往往與其他商業模式結合使用。

四、差價合約

與電力行業差價合約類似,投資人與政府通過合約設定執行價作為碳市場背景下的價格保證機制。執行價可基於碳捕集設施投資運營成本或工業產品價格(可平價或一定溢價),為投資者提供瞭相對穩定的回報。

CCUS項目風險關註要點

一、與碳市場銜接和減排量核算風險

需要關註東道國碳市場相關政策與實踐是否與CCUS項目銜接。將CCUS納入碳市場、運營方通過核證碳減排量獲益對助推CCUS行業發展至關重要,在銜接的過程中需要明確減排量核算機制,以及核算減排量可能的雙重計算等問題。

二、封存後責任轉移風險

CCUS項目生命周期長,在運輸、註入和封存過程中存在泄漏風險,CO2長期地下封存也有較大的潛在環境風險,因此運營方應關註封存後的監測義務和責任轉移制度,涉及政府、運營方與第三方(如評估機構)的責任分攤。目前國際上CCUS項目關閉均未超過30年,尚無成熟的法律規范或監管框架,歐盟和加拿大提供瞭立法示范,均規定一定期限的“關閉保證期”,保證期內運營方仍有持續監測義務,須設立泄漏風險方案、定期向主管部門匯報,保證期滿並經主管部門審核後,監測責任轉移至政府主管部門。

三、產業鏈涉及的權屬風險

CCUS項目不僅時間跨度長而且涉及空間范圍廣,從運輸階段管道占地到封存階段廠址占有使用等都會涉及到所有權或使用權問題,尤其是地下存儲空間使用權、註入到存儲空間的CO2所有權等;海上CCUS項目還需考慮到用海相關問題。運營商應對CCUS產業鏈涉及的所有權或使用權權屬清晰界定,從而厘清自身應承擔的責任。

四、碳價或油價等價格風險

現有CCUS項目大多通過EOR/EGR實現收益,盈利性受油價、氣價的影響。未來CCUS項目將很大程度上依賴碳交易市場實現盈利,碳價或碳稅穩定性對收益有較大影響。運營商需關註原油、天然氣、碳價等價格風險。

五、項目融資渠道

目前國內項目基本為示范類項目,主要資金來源為企業自有資金,除個別項目有地方政府政策、資金支持或國內外研發贈款外,幾乎沒有金融機構參與。國外CCUS項目融資方式更為多樣,從企業自籌到政府資助、企業聯合投資或成立合資公司、綠色基金、多邊銀行或國際金融機構、商業貸款等。CCUS項目建設運營成本高、環境責任和風險較高,運營商需關註項目可融資性風險以及融資渠道問題。

結語

全球范圍內碳減排政策漸趨明確、各國碳交易市場的逐漸完善,為CCUS產業進一步發展帶來瞭良好契機。我國未來CCUS產業商業化,需要首先解決CCUS項目與碳交易市場的銜接問題,實現CCUS的碳減排價值。企業需要在政策框架下密切關註CCUS相關政策動向與技術進展,積極探索新商業模式,並在此過程中關註減排核算風險、封存後責任、產業鏈權屬、碳價價格等多重風險。我國CCUS實踐尚處於起步階段,國際CCUS實踐也處於動態變化中,尚無成熟的法律規范或監管框架,以上淺析謹供對CCUS產業有興趣者參考。