大气治理

环保行业研究:碳中和背景下的环保展望

2021-04-09 08:13:06 中国银河证券 作者:严明

一、碳中和改变人类发展模式

全球温室效应日趋严重。工业革命以来,人类生产和生活排放的各类温室气体,特别是 二氧化碳,使得大气层中的温室气体浓度发生了显著变化,这导致地球温度升高,进而打破了固有的地球内在平衡,有可能对人类赖以生存的地球生态系统造成难以挽回的损害。为了保护地球家园,必须控制温室气体排放,由此形成了《联合国应对气候变化框架公约》《京都议定 书》和《巴黎协定》等法律文件,对全球碳排放进行约束。

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世界各国达成协议,明确温度控制目标。《巴黎协定》(The Paris Agreement)是 2015 年 12 月 12 日在巴黎气候变化大会上通过、2016 年 4 月 22 日在纽约签署的气候变化协定,该 协定为 2020 年后全球应对气候变化行动作出安排。《巴黎协定》长期目标是将全球平均气温 较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内,并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。 根据联合国的评估,如果平均气温上升幅度控制在 2℃时,全球需要在本世纪下半叶实现碳中 和;如果平均气温上升幅度控制在 1.5℃时,碳中和实现时间需要提前至本世纪中叶。

我国一直提倡可持续发展,追求经济发展与生态环境保护的平衡。近年来,我国不仅持 续推进环境污染治理和生态保护工作,还积极推动经济转型升级,降低碳排放,实现绿色发展。 这既是可持续发展的要求,又是我国承担大国责任的表现。“十三五”期间,我国在环保工作上取得了令人瞩目的成就,而今年作为“十四五”规划的开端,在绿色发展方面上有了更大的 目标。

为了实现温控目标,我国提出碳中和愿景。所谓碳中和,就是人类活动排放的温室气体 (主要是二氧化碳)与大自然吸收的温室气体相平衡,或称“净零排放”,目的是维持大气层 中温室气体的浓度相对平衡,平均气温不再发生变化。碳中和并不是指零排放,可以排放一部 分,只不过排放量与大自然能够吸收的温室气体相当。首先是减少碳排放,主要是发展非化石 能源,逐步减少对化石能源的依赖,其次是发展可以实现净零排放的工艺过程和技术,取代传 统的工业过程,把温室气体排放减少到最低限度,实在无法减排的部分通过碳汇、碳捕集和封 存加以中和。

中国在国际场合多次表态,努力实现碳中和愿景。在 2020 年 10 月末发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二 〇三五年远景目标的建议》一文中,也提出要持续改善环境质量。增强全社会生态环保意识, 深入打好污染防治攻坚战。强化多污染物协同控制和区域协同治理,加强细颗粒物和臭氧协同 控制,基本消除重污染天气。降低碳排放强度,支持有条件的地方率先达到碳排放峰值,制定 2030 年前碳排放达峰行动方案。

2020 年第七十五届联合国大会一般性辩论上,宣布“中国将提高国家自 主贡献力度,采取更加有利的政策和措施,二氧化碳排放力争于 2030 年达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和”。随后,在第三届巴黎和平论坛、金砖国家领导人第十 二次会晤、二十国集团领导人利雅得峰会以及气候雄心峰会等场合发表的重要讲话中,多次重 申中国将提高国家自主贡献力度,采取更有力的政策和举措,努力实现碳达峰目标及碳中和远景,并进一步提出了到 2030 年,中国单位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 65%以上的目标。 面对中国未来 40 年的低碳发展趋势和要求,生态环境部提出,“十四五”期间要达里推进绿 色低碳经济,进一步加快碳排放交易市场建设,加快把钢铁、水泥、化工、电解铝、造纸等重 点行业企业纳入全国碳市场。

碳中和改变人类发展模式。在工业化时代,社会发展以化石能源为主,到可持续发展的 时代,社会发展以非化石能源为主,以非化石能源为主的绿色低碳发展路线是大势所趋。当前 全球绿色低碳转型主要体现在三方面:一是增长方式的转型,不再以牺牲环境为代价,走向绿 色低碳的增长方式;二是能源系统的转型,构建清洁、低碳、安全的新能源体系逐步取代传统 高污染大排放的化石能源体系;三是生活方式的转变,倡导和构建绿色低碳的生活方式,提倡 可持续发展。这些变化都将为全球经济增长、工业发展、城市进步甚至每一个人的生活带来深 刻改变。

二、MRV 是实现碳中和的基础

(一)MRV 制度是碳交易体系的实施基础

MRV 制度是碳交易体系对数据控制的关键环节,是配额分配、交易的基础。温室气体排放 的监测(Monitoring)、报告(Report)、核查(Verfication)制度简称 MRV,MRV 是国际社 会对温室气体排放监测的基本要求,是《联合国气候变化框架公约》下国家温室气体排放清单 和《巴黎协定》中国家自主贡献的实施基础。

从市场角度来看,一个完整的 MRV 监管体系,可以实现利益相关方对数据的认可,从而增 强整个碳交易体系的可信度,是碳市场平稳运行的基石,也是企业低碳转型、区域低碳宏观决 策的重要依据。对于控排企业、新能源企业、地方政府和核查机构等碳市场的各个重要参与方 来讲,掌握基本工作流程和正确的量化及核算方法,制定合理的监测计划,建设规范的 MRV 体系,是确保自身碳排放数据准确性和更有效的参与全国碳市场的重要保障。

MRV 体系中,碳排放统计监测系统尤为重要。与环境监测相比,碳排放监测系统更为复杂, 其核心是二氧化碳的核算,包括二氧化碳的直接排放和间接排放。直接排放即排放源直接排放 出二氧化碳,而间接排放则指使用外购的电力和热力等所导致的温室气体排放。二氧化碳的核 算有基于计算的方法和基于测量的方法。直接排放产生的二氧化碳可以通过相关仪器设备对温 室气体的浓度或体积等进行连续测量,也可以利用公式计算,而间接排放的碳排放量则只能通 过计算得到。

基于测量的方法通过监测设备进行监测。不同的场合使用的仪器设备也有所区别,一般 可以利用连续排放监测系统(CEMS)监测碳排放,在欧盟已经得到广泛应用。目前我国虽然已经 大规模应用连续排放监测系统监测大气污染物,但是在 CO2监测方面的应用依然不多。随着我国碳中和工作的开始,CEMS 的需求也将快速扩大,相关标准也亟待制定。此外 CO2分析仪、颗 粒物分析仪等也可以在碳排放监测中发挥重要作用。

基于计算的方法也需要仪器仪表的配合。监测排放主体的活动水平数据和相关参数。活 动水平数据包括能源消耗量、原材料消耗量、产品或半成品产出量的监测等,相关参数有低位 热值、单位热值含碳量、氧化率和过程排放因子等。例如交通运输业的碳排放监测通常需要监 测燃油的消耗量。

由清华大学、法国 LSCE 实验室、中科院、全球碳项目(Global Carbon Project,GCP)等数 十家科研机构的研究小组建立的全球实时碳数据组织(Carbon Monitor),提供了以国家为单 位的碳排放数据体系。该组织披露的数据统计范围涵盖中国、印度、美国、欧洲(欧盟 27国和英国)、俄罗斯、日本、巴西等,具体统计的碳排放项目包括电力和热力、工业、交通运输(地 面、航空、船运)和居民消费。定期更新的碳监测数据可以充分反映政策、经济、能源价格、 假期和天气等因素与 CO2排放量的相关性,为实现碳中和愿景提供技术支持。

(二)欧盟 MRV 体系运行情况

欧洲 MRV 体系相对成熟。早在 2005 年,欧盟委员会就启动了欧盟碳排放交易系统(EUETS), 正式开展监测二氧化碳排放量。监测范围覆盖欧盟 28 个成员国和冰岛、挪威、列支敦士登 3 个欧洲国家总计超过 1 万家的能源企业,覆盖了欧盟二氧化碳排放总量的 50%。其中,火电企 业中规模超过 20MW 的机组在 2005-2007 年的 EUETS 第 1 阶段就已纳入管控范围。采用的监测 方法包括核算法和利用 CEMS 的直接法,目前 22 个欧洲国家中大约有 140 台机组采用直接法对 碳排放进行监测。

为保证 EUETS 的正式运行,欧盟形成了一套“指令–规范–标准”的系统性管理模式。2003 年颁布的《2003/87 号指令》(Directive 2003/87)对温室气体进行全面管理,该指令 包括监测方法的说明、质量控制总体原则。在总体原则基础上,制定了专门的指南、条例,具 体指导 CO2监测质量保证的实施。质量保证体系的所有环节使用的方法统一依据欧盟标准、国 际标准化组织(ISO)标准和行业最佳实用导则。

随着监测技术的不断进步,根据实施过程中遇到的状况,欧盟委员会及时调整、充实、完 善条例和法规。2004 年欧盟出台了《温室气体排放核算与报告指南》(MRG),并于 2007 进 行了修订;2012 年欧盟出台了《监测及报告条例》(MRR)和《认证及审核条例》,至此欧盟 28 国搭建起了完整的监测、报告、验证(MRV)体系。欧盟分别从提出概念、完善要求以及细 化管理三个角度完成了 MRV 体系建设。

(三)中国 MRV 体系现状

构建统一的 MRV 体系有助于更高效地建设与实施全国统一碳市场。我国在管理机制、数 据基础、政策实施背景与需求方面与欧盟、美国等存在差异,因此,我国在参考国际先进经验 的的同时需要考虑本国特殊国情。自 2011 年启动低碳试点以来,国内相继设立了 8 个省(市) 碳排放权交易试点地区,经过了 10 年以上的实践,各试点地区已建立各自相对完善的 MRV 体 系,为构建全国统一碳市场的 MRV 体系提供了丰富有益经验。

重点行业已有相关温室气体核算方法不报告指南。早在“十二五”期间,我国就提出了 建立完善温室气体统计核算制度,逐步建立碳排放交易市场,加快构建国家、地方、企业三级 温室气体排放核算工作体系,支持实施重点企业直接报送温室气体排放数据制度,确保完成建 立全国碳排放权交易市场等重点工作目标。2013 至 2015 年间,国家发改委分三批发布了 24 个重点行业企业温室气体排放核算方法与报告指南,为我国 MRV 体系建设提供初步的指引。

发电企业温室气体排放标准更新,碳排放管理纳入核心工作范畴。2020 年 12 月 3 日,生 态环境部发布了国家环境保护标准《企业温室气体排放核算方法与报告指南 发电设施(征求 意见稿)》。这份新指南的前身是 2013 年发改委发布的《中国发电企业和温室气体排放核算 方法与报告指南(试行)》,从政策规格上来看,2013 版的是国家发改委组织编写的参考性 文件,而 2020 版的新指南将成为正式的国家环境保护标准,在监测计划、数据报送等多个方 面也提出了细化要求,预计未来几年,发改委发布的 24 个行业的参考性指南也将逐步更替成 更系统、更正式的环境保护标准。

碳排放监测领域迎来发展良机。碳中和关系到产业链的方方面面,从原材料和能源的开 采到产品进入市场,每一个环节都需要控制碳排放,这也让碳排放监测仪器有了广阔的市场。 “十四五”规划提出了新的远景目标,对碳中和的重视也将让碳排放监测仪器获得前所未有的 发展时机。

三、碳交易市场是实现碳中和的有效路径

(一)全球碳市场建设情况

碳交易最早是由联合国为应对气候变化创建的一种贸易体系。在碳交易的基础上还派生 出各种与排放权相关的金融衍生产品,促成了碳金融市场的发展。碳交易市场的产生最早可以 追溯到 1992 年 6 月联合国环境与发展大会通过的《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)。在 这次大会上,150 多个国家将“把大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平,进而防止剧 烈的气候改变对人类造成伤害”确立为其未来的发展目标。1997 年,在《联合国气候变化框 架公约》的基础上形成了《京都协议书》,该协议书创新性地通过引入市场机制来解决“全球 气候“的优化配置问题。目前已有多国实施了碳交易,国际上欧盟和美国加州是建立碳交易机 制较早的地区,拥有完善的碳交易体制机制。

为实现低碳经济的长远发展目标,各国最终需要通过低碳技术的进步来降低温室气体的 排放。但要求发达国家近期内、在现有减排技术上再次实现突破还存在一定难度。因此,在技 术商业化尚不成熟而减排压力较大的形势下,《京都议定书》建立了三种补充性的“灵活机制”, 来帮助各国降低实现减排目标的成本,包括排放贸易机制(ET)、联合实施机制(JI)及清洁发展 机制(CDM)。这三种机制促成了包括供需、成本、价格等一系列影响因素在内的碳交易机制, 极大地促进了各经济主体通过创新的发展模式赢取竞争优势。

碳排放权交易体系是指以控制温室气体排放为目的,以温室气体排放配额或温室气体减排信用为标的物所进行的市场交易。交易前,政府首先确定当地减排总量,然后再将排放权 以配额的方式发放给企业等市场主体,使得排放总量被控制在降低后的指标范围之内。

(二)中国碳市场运行情况

我国碳交易试点已经走过了 10 年的历程。在国际上,碳市场作为重要的市场化减排工具, 对助力碳减排、低碳发展发挥着重要的作用。自 2011 年以来,我国在北京、天津、上海、重 庆、湖北、广东及深圳开展了碳排放权交易试点工作,共覆盖电力、钢铁、水泥等 20 余个行 业近 3000 家重点排放单位。截至 2020 年底,碳交易试点累计成交量超过 4 亿吨,累计成交额 超过 90 亿元,为全国碳市场建设积累了宝贵经验。

碳中和愿景下,我国碳市场建设从试点先行过渡到全国统一市场的新阶段。2020 年 12 月, 生态环境部以部门规章形式出台《碳排放权交易管理办法(试行)》,同时公布了包括 2225 家发电企业和自备电厂在内的重点排放单位名单,至此我国全国碳市场第一个履约周期正式启 动。根据草案修改稿,全国碳排放权交易市场的交易产品主要是碳排放配额,经国务院批准可 以适时增加其他交易产品。本条例施行后,不再建设地方碳排放权交易市场。条例施行前已经 存在的地方碳排放权交易市场,应当逐步纳入全国碳排放权交易市场。

碳交易市场基础设施有序建成后,也将尽快增加纳入碳市场的行业及配额企业数量,最终 覆盖到电力、石油、化工、建材、钢铁、有色金属、造纸和国内民用航空等行业后,再延展至 更多行业。同时,强化与相关产业政策的对接融合,加快建立健全的全国碳排放交易相关标准 体系,吸引更多的参与主体,提高碳市场活跃度。

2020 年中国试点碳市场交易量受疫情影响有所下滑。2020 年中国八省市试点碳市场共成 交配额约 5683 万吨,相比去年下降近 20%;但总成交额约 15.62 亿元,与去年总成交额相差 甚微。造成这一结果的主要原因是各试点碳市场碳配额价格整体上相较于去年有一定幅度的上 升,从而弥补了交易量下跌造成的总成交额减少。2020 年北京碳市场的平均碳价位于八试点 高位,个别交易日的成交价格甚至超 100 元/吨。重庆碳市场 2020 年的碳价格上涨幅度较大, 成交均价从去年的不足 10 元/吨上涨至 20 元/吨以上,早在 2019 年年底,重庆碳市场配额价 格已经有抬头趋势,只是由于全年配额价格偏低且 2019 年交易量大部分集中在前三季度,造 成全年均价偏低。广东碳市场继续领跑试点碳市场交易量及交易额,试点交易规模差距仍存, 交易价格进一步拉开差距。各试点在体系设定和交易运行层面积累经验,通过实践比较验证不 同政策的适用性,为全国碳市场建设提供经验和基础。

广东碳市场配额交易量和交易额继续领跑试点碳市场。在配额成交量和成交额方面,广 东碳市场继去年领先其余试点碳市场后,2020 年继续占据领先地位。在成交量方面,广东碳市场 2020 年共约成交 3154.73 万吨配额,占试点总成交量约 56%;成交额方面,广东碳市场 2020 年共计完成 80377.74 万元成交额,占试点总额的半数以上。重庆碳市场虽在成交量和成 交额方面虽比去年均有了倍数级增长,但整体成交规模仍位于试点碳市场之末。

2020 年各试点碳价差距进一步拉大。2020 年北京碳市场平均碳价为 91.81 元/吨,仍处 试点价格最高;2020 年试点碳市场平均碳价最低为福建省,17.34 元/吨,而其余 6 省市的碳 价则落在 20-40 元/吨区间内。从试点碳市场 2020 年碳价走势看,各试点碳价的波动性较大, 如北京市场最高值可超百元每吨,而最低值也曾下探到 63.5 元/吨,而深圳碳市场价格也从年 初的个位数最高涨到 42.27 元/吨。较大的波动性给市场带来挑战和机遇,也对市场的有效性 带来挑战。

(三)碳交易为垃圾焚烧发电企业带来环境与经济效益

垃圾焚烧是当前主流的生活垃圾无害化处理方式。和传统的堆肥、填埋等处理方式相比, 焚烧具有处理效率高、占地面积小、对环境影响相对较小等优点,更能满足城市生活垃圾处理 减量化、无害化的要求。并且焚烧处理的方式还能利用焚烧产生的热能,实现垃圾的资源化, 这些优势使得垃圾焚烧处理在近些年逐渐得到了较为广泛的应用与推广。焚烧垃圾场的数量、 处理量都有明显的增长。焚烧处理率也由 2005 年的 9.8%上升到 2018 年的 45.1%。

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垃圾焚烧发电行业仍处在产能扩张时期。根据国家发改委发布的《“十三五”全国城镇 生活垃圾无害化处理设施建设规划》,2020 年垃圾焚烧处理能力须达到 59.14 万吨/日,目前 已经达到预设处理能力,而根据部分省市的中长期垃圾焚烧项目建设规划,预计到 2030 年垃圾焚烧日处理能力将超过 120 万吨/日,企业产能有望加速投放,未来几年行业仍将维持高景 气度。

补贴退坡影响有限。2020 年以来垃圾焚烧处理出台新政策,明确了 1 月 20 日作为新增、 存量项目的划分节点,其中新增项目将由国家按照以收定支原则,通过可再生能源发展基金继 续予以支持。而国家发改委、财政部、国家能源局印发《完善生物质发电项目建设运行的实施 方案》进一步明确“以收定补、新老划段、有序建设、平稳发展”的总思路,指导未来几年内 并网发电的项目申报进入国补目录的工作。

利用生活垃圾焚烧产生的余热发电,可减少化石能源发电的二氧化碳的排放。据估算, 国内炉排炉生活垃圾焚烧发电厂发电量约为 305-420 度/吨,扣除垃圾焚烧发电过程中自身能 源消耗,上网电量约 250-350度/吨;根据我国的电力结构,70%以上是煤发电,垃圾焚烧发电 替代燃煤发电,焚烧 1 吨生活垃圾相当于减排二氧化碳量 208-283kg。

碳交易为垃圾焚烧发电企业带来环境与经济效益。2021 年 2 月 1 日,我国已经正式开放 全国统一碳交易市场,全国碳排放权交易市场交易中心落地上海,6 月底前将启动,碳配额登 记系统设在湖北武汉。经历了碳排放权交易试点、清洁发展机制项目(CDM)、中国自愿减排交 易(CCER)、森林业碳汇基金、碳金融债券期货等多种模式,碳交易涵盖的范围越来越广,经验 也越来越丰富,将更多企业纳入其中。碳交易在为垃圾焚烧企业带来额外收益的同时,也倒逼 加速技术创新提高环境治理能力。

四、CCUS 是保障碳中和愿景实现的重要手段

(一)二氧化碳的捕获

CCUS 是践行低碳发展战略的重要技术选择。国际能源署(IEA) 在 2016 年报告中提出的解 决全球气候变化的主要手段是:发展清洁能源、提高能效和碳捕集与封存。政府间气候变化专 门委员会(IPCC)指出,如果没有 CCUS,绝大多数气候模式运行都不能实现缓解气候变化的目 标。CCUS 作为重要的减排技术,是我国践行低碳发展战略的重要技术选择,实现绿色发展至 关重要。

从碳捕获的技术路径可分为三种:

1)燃烧前捕集,通过燃烧前将碳从燃料中脱除;

2) 燃烧后捕集,从燃烧生成的烟气中分离二氧化碳;

3)富氧燃烧,又称氧气、二氧化碳燃烧技 术或空气分离、烟气再循环技术。其中燃烧前捕集技术只能用于新建发电厂,另两种技术则可 同时应用于新建和已投产的发电厂、化工厂等。

从捕获方法来分,可分为生物法、物理法、化学法三大类。在化学法中,使用 MDEA 为主 体的混合胺溶液吸收 CO2 法仍然具有一定优越性。在 CCUS 中,吸收能力大、吸收速率快、腐蚀性低、再生能耗低等特点的 CO2 的吸收工艺备受关注,生物酶 CA,离子液体与 MDEA 混合胺 溶液等新型吸收体系的研发或将成为今后 CCUS 的发展方向。

(二)二氧化碳封存和利用

大规模储存与固定仍然是 CO2减排的主要途径。目前大多数正在进行的 CCUS 项目都是将 CO2 注入沉积盆地或者深海层,但此方法捕集时间可能过长,存在二氧化碳泄露的风险,甚至 会破坏贮藏带的矿物质,改变地层结构;海洋储存运输成本高昂以及会对海洋生态系统带来影 响。另一种方式是,将捕集的碳注入活性岩石中来封存,激发 CO2的矿化作用,从而达到永久 固碳的目的,这样碳返回大气的风险可忽略不计。

在节能减排的国家发展策略下,发展高效有益的二氧化碳利用技术取代传统的工艺,在 节能减排的同时创造直接或间接的效益,将是 CCUS 发展的新方向。由于碳捕获和储存具有前 沿的技术体系和巨大的工程规模的两个特点,需要花费巨额资本和运营成本,以及额外的能耗。 因此,合理的利用捕获、储存的二氧化碳也十分关键。

当前 CCUS 技术的应用主要有矿化应用、化工应用和生物应用。矿化应用主要包括:在生产碳酸盐终得应用;在建筑材料中生成骨料和混凝土。化学应用主要包括:在啤酒、碳酸饮料 中的应用;石油三采的驱油剂;焊接工艺中的惰性气体保护焊;将液体、固体 CO2的冷量用于 食品蔬菜的冷藏、储运;在果蔬的自然降氧、气调保鲜剂,以及用于超临界 CO2萃取等行业中 等;无机和有机精细化学品、高分子 材料等的研究应用上。如以CO2 为原料合成尿素、生产 轻质纳米级超细活性碳酸盐;CO2催化加氢制取甲醇;以 CO2为原料的一系列有机原料的合成; CO2与环氧化物共聚生产的高聚物;通过 CO2转化发展一系列羟基化碳一化学品等。生物应用主 要以微藻固定 CO2转化为生物燃料和化学品,生物肥料、食品和饲料添加剂等。

整体来看,CCUS 减排潜力大,可能实现零排放甚至负排放,其通过 EOR、ECBM 等 CO2利 用方式促进其他相关行业发展,作为一种发展中的很有前途的新技术,CO2的工业利用也极具 前景。

(三)我国 CCUS 产业现状

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中国 CCUS 技术快速发展,研发与应用业处于不断的创新升级中。在政府的大力支持下,企 业积极开展 CCUS 技术研发与示范,已建成多套十万吨级以上 CO2捕集和万吨级 CO2利用示范装 置,并完成了 10 万吨/年的路上咸水层 CO2地质封存示范。根据《中国 CCUS 发展路线图(2019)》 截至 2018 年底,全球运营中、在建或正在严密论证的项目增至 43 个,新设施每年捕获 CO2达 1300 万吨。目前中国共开展了 9 个捕集示范项目、12 个地质利用与封存项目,其中包含 10 个全流程示范项目。除去传统化工利用,所有 CCUS 项目的累计二氧化碳封存量约 200 万吨。

国内 CCUS 示范项目从碳捕集源看,主要集中在燃煤发电和煤化工领域,CO2运输方式主要 以罐车为主,管道运输项目较少。从碳利用和封存方式看,燃煤电厂碳捕集后一般为食品或工 业所用,煤化工碳捕集较多用于驱油(EOR)以提高石油采收率,两类源碳捕集均有咸水层封 存案例,且封存潜力较大。

我国 CCUS 已具备一定基础,经济成本是制约规模化发展的关键。我国 CO2地质利用和封 存部分核心技术也取得了重大突破,驱油提高石油采收率等已进入商业化应用初期阶段,但经 济成本仍是制约我国 CCUS 规模化发展的关键。目前 CCUS 示范工程投资额都在数亿元人民币的 规模,投资主体基本是国内大型能源集团,全流程初始投资及维护成本之和每吨 CO2超千元, 其中捕集过程成本约 200-300 元/吨,低浓度二氧化碳捕集成本更高达近 900 元/吨。罐车运输 成本约 0.9-1.4 元/吨·公里。驱油封存技术成本差异较大,但因驱油封存可以提高石油采收 率,一定程度上补偿 CCUS 成本。

CCUS 技术将在中国 2030 年碳达峰后的去峰阶段发挥重要作用。CCUS 技术作为 CO2减排 重要措施之一,其发展潜力可期。从驱油封存角度考虑,我国约有 100 亿吨石油地质储存量适宜于 CO2驱油,预期可增采 7 亿~14 亿吨,全国的枯竭油气田、无商业价值的煤层和深部咸水 层的 CO2封存潜力超过 2300 亿吨,其中咸水层封存潜力最大。考虑我国“富煤、贫油、乏气” 的资源存储状况及全球能源低碳转型的不可逆趋势,CCUS 可以在避免能源结构过激调整、保 证能源安全的前提下完成减排,是支撑国家能源安全的必然选择。

五、森林碳汇是实现碳中和的重要补充

(一)森林绿地对于碳中和的贡献不容小觑

森林碳汇是指森林植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中,从而减少该气 体在大气中的浓度。土壤是陆地生态系统中最大的碳库,在降低大气中温室气体浓度、减缓全 球气候变暖中,具有十分重要的独特作用。

森林绿地对于碳中和的贡献不容小觑。森林面积虽然只占陆地总面积的 1/3,但森林植被 区的碳储量几乎占到了陆地碳库总量的一半。树木通过光合作用吸收了大气中大量的二氧化 碳,减缓了温室效应。二氧化碳是林木生长的重要营养物质。它把吸收的二氧化碳在光能作用 下转变为糖、氧气和有机物,为生物界提供枝叶、茎根、果实、种子,提供最基本的物质和能 量来源。这一转化过程,就形成了森林的固碳效果。森林是二氧化碳的吸收器、贮存库和缓冲 器。反之,森林一旦遭到破坏,则变成了二氧化碳的排放源。

1997 年通过的《京都议定书》承认森林碳汇对减缓气候变暖的贡献,并要求加强森林可 持续经营和植被恢复及保护,允许发达国家通过向发展中国家提供资金和技术,开展造林、再 造林碳汇项目,将项目产生的碳汇额度用于抵消其国内的减排指标。

(二)我国积极推进国土绿化,增加森林碳汇

我国已初步扭转碳排放快速增长的局面。有研究表明,一公顷阔叶林一天可以消耗 1000 千克的二氧化碳,释放 730 千克的氧气,森林每生长出一立方米的蓄积量,平均要吸收 1.83 吨二氧化碳,释放出 1.62 吨氧气,单位面积森林吸收固定二氧化碳的能力达到每公顷 150.5 吨。增大国土绿化面积,有助于加快碳中和实现进程。根据生态环境部发布的信息,2018 年 我国森林面积和森林蓄积量分别比 2005 年增加 4,509 万公顷和 51.0 亿立方米,成为同期全球 森林资源增长最多的国家,初步扭转了碳排放快速增长的局面。

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土壤环境对于森林碳汇至关重要。当 前碳吸收有几种常用的技术,包括造林与再造林、生物炭转换、改良农业种植方式、碳捕获和 储存、矿物碳化、海洋施肥、海洋碱化等七种。其中以前四种方式吸收来的二氧化碳最终存储 媒介都是土壤,以土壤为中心的碳循环、碳蓄积对于实现碳中和目标意义深远。

中国土壤修复尚处于起步阶段。我国土壤污染情况不容乐观,未来随着土壤污染问题不 断突出,将经历从修复技术、治理模式以及立法规范化的过程。同时,土壤修复要倡导国家主 导企业参与模式,建立社会资本参与的市场激励措施,通过所涉及土地的土地多权制度、经营 管理机制创新,打开土壤修复行业空间。

土壤修复的潜在市场巨大。根据首次全国土壤污染状况调查结果显示,全国土壤总的超 标率为 16.1%,污染分布方面,南方土壤污染重于北方,长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出。当前时间节点也面临着“土十条”2020 年“双 90% 安全利用率”的考核。

引导社会资本参与,提升土壤污染防治资金使用效率。在《土壤污染防治行动计划》、 《土壤污染防治法》等政策的推动下,土壤污染防治与修复工作正在紧锣密鼓进行中。政府投 资方面,2020 年中央土壤污染防治资金为 35 亿元,较 2019 年有所缩窄。但通过省级基金的 设立,对土壤污染防治的资金需求能有一定补充,通过多渠道引进资金,引导社会资本参与, 提升资金使用效率。

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