当前位置: 网站首页 >> 新闻中心 >> 行业动态 >> 正文

CCUS产业链 CCUS整产业链,主要由排放源、捕集、输送、利用与封存和产品五个环节组成,捕集、输送、利用与封存这三个环节与阀门行业密切相关。下图为CCUS整产业链示意图。

发布者:刘介文 [来源]:阀门公众号 [浏览次数]:

在“双碳”战略推动下,许多行业已形成较为清晰的节能降碳路径。实现碳中和离不开CCUS技术等的应用,CCUS技术具体应用则包含碳捕获、碳利用和封存等,这一系列技术应用自然涉及到阀门配套,从相关行业及应用情况来看,未来发展前景很值得我们阀门行业关注。

01

CCUS概念及产业链

CCUS概念

CCUS对于许多人来讲,可能都不太了解甚至很陌生。所以,我们在了解CCUS对阀门行业影响之前,先一起学习一下CCUS的有关知识。CCUS是对英文(Carbon Capture,Utilization and Storage)的缩写,翻译成中文就是:二氧化碳捕集、利用与封存。

CCUS技术是常见的人工固碳技术手段,由CCS发展而来。CCS来源于20世纪70年代在美国兴起的利用二氧化碳驱油以提高石油采收率的技术。我国结合本国实际情况,在CCS基础上增加“利用”环节,形成了CCUS概念,CCUS与CCS理念一脉相承,目标都是减少碳排放总量,目前CCUS概念在世界范围内已获普遍认可。

CCUS产业链

CCUS整产业链,主要由排放源、捕集、输送、利用与封存和产品五个环节组成,捕集、输送、利用与封存这三个环节与阀门行业密切相关。下图为CCUS整产业链示意图。

从上图我们看出,整个CCUS产业链涉及的煤化工、制氢、燃煤燃气、发电、冶金、石化化工、水泥、天然气、化学品等多个领域,与我们阀门行业现有的用户单位是高度重合的。

碳捕获

碳捕获可以从工业废气流(点源碳捕获)以及从大气(直接空气捕获)捕获。技术上来说,从二氧化碳浓度较高的点源捕获二氧化碳比较容易,目前大部分工业规模的二氧化碳捕获项目都是基于点源碳捕获;由于直接空气捕获技术成本更高、技术还不够成熟,有待进行进一步的技术攻关。

碳存储

目前捕获的二氧化碳都一般多储存于地下深处,封存在储油层、盐层和不可开采的煤层等地下层。由于二氧化碳的排放量远远超过了目前的二氧化碳利用能力,因此,碳储存很可能仍将在未来的减排计划中发挥重要作用。目前,大多数碳捕获和储存项目都将捕获的二氧化碳注入枯竭的油井以帮助提高石油产出,涉及到储存和运输,在这些过程阀门是必不可少的。未来随着管道运输等的大规模投入使用,对阀门需求必然大幅增长。

碳利用

不为人们所知的是,二氧化碳还是广泛工业应用的原料。做为多用途分子的二氧化碳,通过化学方法转化为燃料、化学品、建筑材料以及聚合物等多种产品。

02

CCUS现状及趋势


目前,在沪深主板上市的阀门企业(与阀门行业关联度较高)的企业共计10家,聚集了我们行业大部分龙头企业。

目前属于商业化早期

碳捕捉与封存技术发展已40余年,就整个CCUS产业而言,受限于经济成本的制约,目前仍处于商业化的早期阶段。但从技术角度看,按照CCUS产业链各环节的组合关系,可将国内外CCUS产业模式分为3类:

(1)捕集-利用型(CU型),将捕集CO2直接应用,主要为化工利用和生物利用;

(2)捕集-运输-埋存型(CTS型),将捕集的CO2通过罐车或管道等方式输送至目的地,并进行地质封存,例如神华在内蒙古开展的咸水层封存示范工程;

(3)捕集-运输-利用-埋存型(CTUS型),利用方式主要为CO2驱油。目前,在全球大规模综合性项目中,美国、加拿大及中东地区以CTUS型为主,欧洲、澳大利亚则以CTS型居多。

我国运行及在建项目多为CU型,完整产业链的CTUS型相对较少,未来随着产业的发展,产业模式将进一步丰富。

CCUS技术应用情况

从CO2排放源类型及规模来看,世界各国对CCUS技术应用主要集中于电厂、天然气处理、合成气、炼油及化工等行业。其中电厂捕集量最大,占52%。从单个项目CO2捕集量来看,天然气处理、合成气、煤液化及电力行业的CO2捕集量平均为200万~370万吨/年,化肥、制氢、钢铁、炼油及化工行业捕集量平均为90万~120万吨/年。

未来20年呈指数级增长态势

受益于CCUS技术的应用推广,2020年全球二氧化碳捕获能力已达4000万吨,虽然这一量级已经让人瞩目,但是具体对全球气候变化的积极影响仍是微乎其微,如果产生实质影响则需全球碳捕获能力达到每年10亿吨。这一巨大需求对于早期布局参与相关行动的企业来讲,将意味着重大的发展机遇。下图是麦姆斯咨询对于2021-2040年对于世界碳捕获市场增长预测图,从预测图我们可以看到碳捕获的相关市场在未来的增长几乎是指数级增长,前景非常广阔。

我国CCUS发展情况

我国的碳排放量约占全球碳排放总量的1/4,减排和应对气候变化的压力日益增大。根据IEA(国际数据能源基金会)数据,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。CCUS技术对于实现我国实现碳中和目标具有重要意义和作用。科技部社会发展科技司数据显示:到2050年,我国CCUS产值将超过3300亿元/年。

中国碳捕集技术主要应用于煤电行业,地质封存则集中于石油行业。从CO2排放源类型来看,以电厂、水泥、钢铁和煤化工为主,其排放量占总量的92%;从CCUS示范项目的碳捕集源来看,主要集中在煤电和煤化工领域,CO2运输方式以罐车为主,管道运输项目较少,但是随着CCUS技术向更广泛领域的推进,以及管道运输的经济性特点,未来管道运输CO2的需求将大增,行业企业须关注。

03

CCUS对阀门行业影响

在碳中和驱动之下,阀门行业下游的石化、火电、钢铁、水泥、印刷等行业的碳捕获、碳存储等实施将逐步增长,并呈现出不同的特点,最终将实现快速放量,对阀门行业的利好将逐步释放,须密切关注相关动态。下面五个行业对于阀门的需求将明显增长。

石化行业需求最先凸显

预计2030年的我国石油化工减排需求约为5000万吨,到2040年逐渐降低至0。由于石化和化工行业是二氧化碳的主要利用领域,并且捕集能耗低、投资成本与运行维护成本低,CUSS技术应用在这一领域得到最先的推广。2021年,中石化开启中国首个百万吨级CCUS项目建设——齐鲁石化-胜利油田CCUS项目,项目建成后将成为国内最大CCUS全产业链示范基地。中石化提供的数据显示:其2020年捕集二氧化碳量已达130万吨左右,其中用于油田驱油的达到30万吨,在提高原油采收率和降碳减排上取得了较好成效。

火电行业需求将放量

当前的情况来看,电力行业尤其是火电行业对阀门的需求并不是很大,但是在“双碳”战略的压力下,燃煤电厂的碳中和任务日益艰巨。据有关机构预测:我国电力需求到2050年预计增长到12-15万亿度,有4.3-16.4亿吨二氧化碳需通过CCUS技术减排才能实现电力系统的净零排放。燃煤电厂如加装CCUS可捕获90%的碳排放量,使其变成一种低碳的发电技术,CCUS 应用是实现电力系统灵活性的主要技术手段。这种情况下,因加装CCUS而带来的阀门需求将大量增加,电力市场尤其是火电市场的阀门需求将呈现新的增长,这一点很值得阀门行业企业予以重点关注。

钢铁冶金行业需求将增长

预计2030年减排需求为0.02亿吨-0.05亿吨/年。值得注意的是,钢铁行业的二氧化碳除了进行利用与封存外,还可以直接用于炼钢过程。充分利用这些技术,能够减排5%-10%。从这个角度而言,钢铁行业的相关阀门需求将发生新的变化,需求将呈现明显增长态势。

水泥行业需求将大幅增长

预计2030年的减排需求为0.1亿吨-1.52亿吨/年,2060年减排需求为1.9亿吨-2.1亿吨/年。水泥行业石灰石分解产生的二氧化碳约占总排放量的60%,因此CCUS是水泥行业脱碳的必要手段。

氢能行业需求将大量应用

从天然气中的甲烷中提取蓝色氢需要使用大量的阀门,因为能量是从CO2产生的过程中捕获的,因此碳捕获和储存 (CCS) 是必要的,输送及储存需要使用大量的阀门。

04

当前CCUS存在的问题

相对于中国在CO2排放量和减排的需求,当前CCUS在中国的减排贡献度较低,究其根本在于CCUS产业发展面临多个因素制约,有待突破。

项目成本普遍较高

以煤电行业为例,在现有技术条件下,煤安装碳捕集装置后,捕集每吨CO2将额外增加140-600元/吨的运行成本,发电成本将大幅增加,无法实现减排收益,积极性受到严重影响。

关键技术待突破

以第二代燃煤电厂碳捕集技术为例,如实现关键技术突破并实现商业化运营,则需加大增加政策扶持、融资力度以及资金投入。

商业模式尚未成熟

目前在电力、煤化工、钢铁、油气等多个行业推进的CCUS示范项目,面临收益分享、责任分担和风险分担等共性难题,尚未发展成为良好的产业生态环境。后续需对上述问题进行统筹处理,以建立有效的协调机制或行业规范。

05

对阀门行业的建议

CCUS将拥有广阔的发展空间

虽然面临种种困难,但是从长远来看,CCUS将拥有广阔的发展空间,这一点是不容置疑的,阀门行业对此应保持清醒的认识和充分的思想准备。

一方面,政策面的强大驱动力,势必推动CCUS走向商业化。《中国碳中和综合报告2020》指出:到2050年,电力行业实现零碳或负排放;建筑和工业行业必须实现90%减排;交通实现80%减排等等;停止新建未使用CCUS技术的常规燃煤电厂,识别并关停一小部分老旧、高污染且效率低下的现有燃煤电厂。这些刚性的指标指引下,必将加速CCUS产业关键技术的迭代发展并为最终实现商业化提供支撑。对于中国而言,到2050年,电力、工业领域通过CCUS技术实现CO2减排量将分别达8亿吨/年和6亿吨/年。这背后对阀门的市场需求不言而喻。

另一方面,长远来看CCUS技术能耗和成本将趋于下降。IEA预计,碳捕集成本在未来10~20年间将下降30%~50%,碳封存成本将下降20%~25%,同时随着CO2交易价格的不断上涨,CCUS将越来越具有经济性。

建议阀门行业积极布局CCUS产业相关领域

一是积极参与CCUS示范项目。对于国内正在实施的CCUS项目,阀门行业企业须积极参与,在技术和产品研发上支持项目的实施,在参与项目的实施过程中总结经验,为后续大规模的量产和阀门配套做好充足的技术、人才和产品储备。

二是围绕当下CCUS重点行业布局。重点围绕中国碳捕集技术主要应用的煤电行业,地质封存集中的石油行业布局CCUS项目阀门,在这些行业的所在的区域进行布局,如煤炭重要产区的鄂尔多斯盆地、准噶尔-吐哈盆地,油气重要产区的渤海湾盆地、珠江口盆地等,与相关企业建立密切的合作关系,抢占先机。

三是对于 CCUS项目阀门的技术和产品研发给予一定的资金支持力度。为了在未来CCUS项目阀门领域取得先机,建议行业企业在研发方面留出一定的资金,在技术研发等方面给予CCUS项目支持力度,为布局CCUS产业创造良好的环境。

总之,对于CCUS产业,建议阀门行业充分认识“双碳”战略下的新产业变化以及随之带来的发展新机会,与时俱进,实现行业新发展!