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CCUS(碳捕集、利用与封存)技术作为应对气候变化、推动绿色低碳转型、保障能源安全的核心技术路径之一,在实现碳中和战略目标中发挥着关键作用。经过多年发展,CCUS技术已经具备了一定成熟度,正处于规模化验证向大规模推广的关键阶段,因此,结合真实场景的CCUS技术评估至关重要,是支撑相关领域决策的关键支撑。然而,现有的CCUS技术评估较多采用文献调研、专家问卷等定性方法,相关结果主观性较强,量化程度不足。
针对上述问题,中国科学院上海高等研究院(以下简称“上海高研院”) “碳排放核算与碳捕集利用封存团队”提出了“模块化CCUS技术量化评估”框架,并建立了情景化CCUS技术经济性测算新方法。近期,团队针对典型的CO2转化利用技术(CO2加氢合成甲醇,CTM)和CO2非转化利用技术(CO2驱油,EOR),构建了全流程经济性测算模型,实现了不同情景和时间维度下两种技术的经济性直接对比和发展路径预测。相关研究成果以“To convert or not to convert: A comparative techno-economic analysis on CO2-to-methanol and CO2-EOR”为题,发表于能源领域权威期刊Applied Energy。
该研究基于技术经济性分析方法和技术学习曲线理论,对不同情景下CTM和EOR的经济效益进行了分析,并测算了全技术链条下各关键环节的成本演变趋势。研究表明,在低成本高售价情景下,CO2加氢制甲醇技术具有更高的经济效益,而CO2驱油利用技术在高电价情景下更具优势。技术学习曲线预测表明,至2060年CO2加氢制甲醇与CO2驱油利用成本降幅分别可达57.83%和61.75%,其中制氢技术进步将推动CO2加氢制甲醇在2040年前后实现盈利拐点。值得注意的是,CO2捕集成本下降对两类技术均具有关键作用。两种技术的经济性均高度依赖于技术进步与应用,特别是制氢技术和CO2捕集技术的发展。未来,随着技术的进步和成本的下降,CO2资源化利用的经济性将进一步提升。
图1 两种技术系统流程图
图2 两种技术盈利能力比较
研究结果为CCUS技术精准评估提供了新方法,能够为相关领域的政策制定、产业规划、科创布局、投资决策等提供有力支撑。论文第一作者为上海高研院助理工程师刘双,通讯作者为上海高研院宋学行高级工程师、魏伟研究员和孙楠楠研究员。该研究得到了国家重点研发计划(2022YFE0115800)的支持。(图/文:刘双、宋学行、孙楠楠)
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125698