田猛，鄭誠立

(中海福建天然氣有限責(zé)任公司，福建 福州 350001)

0 引言

中國“雙碳”目標對實現(xiàn)全球氣候目標至關(guān)重要，在國際社會得到廣泛認可。許多國家、地區(qū)和企業(yè)都已制定了相應(yīng)目標，并采取了具體的行動來減少碳排放，促進可再生能源利用和推動技術(shù)創(chuàng)新?！半p碳”目標的實現(xiàn)不單是技術(shù)層面的問題，還涉及經(jīng)濟、政策和社會等多個方面的挑戰(zhàn)。

社會正積極推動碳中和發(fā)展，旨在應(yīng)對氣候變化問題。當(dāng)前，世界各國已陸續(xù)提出一系列思路和目標，通過設(shè)立碳市場、加強合作與經(jīng)驗共享等途徑，加快全球碳中和進程，減少全球氣候變暖的風(fēng)險。

綠水青山既是自然財富，又是經(jīng)濟財富。為促進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，中國確定了力爭2030 年前實現(xiàn)碳達峰，2060 年前實現(xiàn)碳中和的目標。

中國正堅持綠色低碳轉(zhuǎn)型道路，深度參與構(gòu)建碳中和全球治理體系，“雙碳”目標在中國各地迅速實施推進，新興碳市場和合作機制等有效促進了技術(shù)創(chuàng)新，推動了可持續(xù)發(fā)展和綠色經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型。然而，減碳機制的運作和互聯(lián)仍面臨一些挑戰(zhàn)，如碳市場價格波動、技術(shù)研發(fā)和運維成本高昂等。因此，要進一步加強碳減排技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，完善碳交易市場和合作機制，優(yōu)化相關(guān)法規(guī)和政策，加快相關(guān)產(chǎn)業(yè)零碳化轉(zhuǎn)型，以實現(xiàn)歷史性跨越式的低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。

天然氣作為一種過渡能源，在能源轉(zhuǎn)型過程中具有多項優(yōu)勢，有助于加快達成“雙碳”目標?，F(xiàn)階段，LNG 接收站作為海運液化天然氣的接收、存儲、氣化、分銷、外輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)施，具有產(chǎn)業(yè)鏈完備、設(shè)施環(huán)節(jié)集中、綜合協(xié)調(diào)性強、上下游配合度高等特點。除了可以在適當(dāng)?shù)脑O(shè)施創(chuàng)新應(yīng)用CCUS 技術(shù)，還可以通過合作協(xié)同的方式，將CCUS 技術(shù)應(yīng)用在上游采氣方、下游用氣方，從而以點帶面推動碳中和能源轉(zhuǎn)型[1]。本文研究了CCUS 技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢與當(dāng)前的應(yīng)用展望，分析思考并提出建設(shè)碳中和LNG 接收站的不同路徑，為國家碳中和戰(zhàn)略的實施提供新選擇。

1 碳減排CCUS 技術(shù)概論

1.1 CCUS 技術(shù)基本情況

CCUS(carbon capture, utilization, and storage)是一項新興技術(shù)，致力于減少碳排放。該技術(shù)通過采用特定措施，在工業(yè)和能源生產(chǎn)過程中捕集產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)，然后進行利用或儲存，以降低大氣中的二氧化碳排放量。在全球追求碳中和的背景下，CCUS技術(shù)被廣泛認可為應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)凈零排放的關(guān)鍵核心手段，其重要性日益凸顯。面對運營成本的挑戰(zhàn)，加速CCUS 技術(shù)的研發(fā)和商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用，對我國實現(xiàn)“雙碳”目標具備戰(zhàn)略重要性。

1.2 CCUS 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

CCUS 技術(shù)的進展正逐漸嶄露頭角，成為迎接氣候變化挑戰(zhàn)、實現(xiàn)碳中和目標的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會IPCC 指出，超過80% 提交長期低排放發(fā)展戰(zhàn)略的國家正考慮使用CCUS 技術(shù)。以下所述是目前階段有關(guān)CCUS 技術(shù)的基本概況。

1.2.1 碳捕集技術(shù)

國際上已經(jīng)有多種碳捕集技術(shù)得到了商業(yè)化或示范化應(yīng)用，例如吸附劑法、化學(xué)吸收劑法以及膜分離法等。一些大型碳捕集項目已經(jīng)在實施，主要針對高排放的行業(yè)，如燃煤電廠、鋼鐵和化工。

1.2.2 碳利用技術(shù)

碳利用是指包括將從化學(xué)或物理捕集中獲取的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有益的燃料、化學(xué)品和建材等。目前，在碳利用領(lǐng)域，國際已涌現(xiàn)出一批的創(chuàng)新技術(shù)和商業(yè)化項目。

1.2.3 碳封存技術(shù)

國際上已經(jīng)有一些大型碳封存項目在進行中，基本上可分為地質(zhì)封存和海洋封存兩種途徑：地質(zhì)封存涉及將經(jīng)過壓縮處理的二氧化碳重新注入地下儲層中；海洋封存則是要向海洋中注入二氧化碳，利用溶解和化學(xué)過程將其封存。

1.3 CCUS 技術(shù)示范項目

在國際舞臺上，CCUS 技術(shù)正迎來迅速的發(fā)展階段。據(jù)統(tǒng)計，截至2022 年，全球CCUS 技術(shù)已成功捕集和封存了大約4 250×104t 二氧化碳。盡管CCUS項目部署逐步擴大，但距離實現(xiàn)凈零排放所需的規(guī)模還有相當(dāng)距離。預(yù)測到2050 年，為達到綠色氣候目標，CCUS 的捕集容量需要增加100 倍以上，這凸顯了CCUS 項目巨大的增長潛力。與國外情況相比，國內(nèi)的CCUS 項目起步較晚，但在各技術(shù)環(huán)節(jié)上已取得階段性成就。一些技術(shù)已具備商業(yè)化應(yīng)用的潛力，同時也涌現(xiàn)出一些具有代表性的示范項目。這些示范項目在不同領(lǐng)域展示了國內(nèi)CCUS 技術(shù)的應(yīng)用實踐，為CCUS 技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用提供了可貴的經(jīng)驗和借鑒，證明了其廣闊的前景。隨著CCUS 技術(shù)運營成本進一步降低，預(yù)計未來將在全球范圍內(nèi)發(fā)揮更大作用，為實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展提供重要的技術(shù)支持。

2 碳中和 LNG 接收站建設(shè)的必要性

2.1 天然氣作為過渡能源是碳中和轉(zhuǎn)型必經(jīng)之路

天然氣的特性有助于實現(xiàn)能源的低碳化和可持續(xù)發(fā)展，是全球公認的過渡能源，在全球能源變革的廣闊背景下具有關(guān)鍵性影響[2]。因此，在以天然氣為過渡能源的幾十年間，如何通過CCUS 等技術(shù)手段加快實現(xiàn)天然氣產(chǎn)業(yè)碳中和轉(zhuǎn)型，將成為“雙碳”目標實現(xiàn)的核心課題和必經(jīng)之路[3]。

2.2 碳中和 LNG 接收站建設(shè)是天然氣產(chǎn)業(yè)碳中和核心環(huán)節(jié)

液化天然氣(LNG)是我國天然氣資源的主要來源之一，而LNG 接收站是我國東南沿海省份的天然氣供應(yīng)主要通道。LNG 資源供應(yīng)鏈較長，包括采氣、輸送、儲存、分銷等多個供應(yīng)環(huán)節(jié)，在LNG 供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)同時應(yīng)用碳減排技術(shù)難度較大、成本較高，面臨諸多嚴峻挑戰(zhàn)。因此，LNG 接收站作為LNG 供應(yīng)鏈承上啟下的樞紐環(huán)節(jié)，推動實現(xiàn)LNG 接收站的碳中和轉(zhuǎn)型是加快中國實現(xiàn)“雙碳”目標的核心環(huán)節(jié)，同時也是滿足沿海區(qū)域用戶清潔能源需求的重要手段。

2.3 碳中和 LNG 接收站建設(shè)具有諸多優(yōu)勢條件

LNG 接收站的生產(chǎn)特性決定其必須建設(shè)在沿海區(qū)域，擁有良好的陽光、風(fēng)力、海洋等自然條件，LNG 接卸、存儲、外輸?shù)认嚓P(guān)基礎(chǔ)設(shè)施齊備，用能集中且相對自主。LNG 接收站不僅能夠穩(wěn)定存儲并供應(yīng)天然氣，還能夠向周邊區(qū)域提供LNG 冷能，因此LNG 接收站周邊往往會形成包括燃氣電廠、冷能利用、直供工業(yè)等在內(nèi)的大型天然氣產(chǎn)業(yè)集群。此類天然氣產(chǎn)業(yè)集群集中度較高、上下游協(xié)同度較好、容易構(gòu)建優(yōu)勢互補，有利于CCUS 等一系列減碳技術(shù)的整合與應(yīng)用。因此，建設(shè)碳中和LNG 接收站具備諸多有利條件。

3 建設(shè)碳中和 LNG 接收站的路徑探析

為踐行天然氣產(chǎn)業(yè)碳中和轉(zhuǎn)型思路，探索創(chuàng)立一種可持續(xù)發(fā)展的碳中和商業(yè)模式，以實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境保護的雙重目標，將通過深入分析LNG 供應(yīng)鏈節(jié)能降碳思路以及CCUS 技術(shù)的應(yīng)用場景，梳理若干建設(shè)碳中和LNG 接收站的可能路徑，希望為后續(xù)碳中和LNG 接收站建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。

3.1 LNG 接收站新建光伏發(fā)電項目自產(chǎn)綠電

LNG 接收站擁有大面積、平整的廠房和儲罐設(shè)施，在LNG 接收站廠房屋頂和儲罐頂部投資新建光伏發(fā)電項目利用沿海光能資源，通過“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的方式，將自產(chǎn)綠電作為LNG 接收站工業(yè)生產(chǎn)用電的補充，從而實現(xiàn)可再生能源充分利用和不可再生化石資源節(jié)約利用的目的。該模式將優(yōu)化接收站電能的多元化供應(yīng)，同時降低LNG 接收站的碳排放量。

3.2 LNG 接收站新建海底能源子系統(tǒng)自產(chǎn)綠電

LNG 接收站可利用海洋優(yōu)勢，使用中國海油前沿的海底科技，投資新建配套的海底能源子系統(tǒng)自產(chǎn)綠電，降低接收站的碳排量。該能源系統(tǒng)包括能源工廠、儲能器、擴展塢、海底電纜系統(tǒng)、海底能源管理等。其中，能源工廠可以從環(huán)境中(海洋洋流、壓差、濃度差、潮汐、波浪、太陽能、風(fēng)能等)轉(zhuǎn)化能量，采用各種技術(shù)來轉(zhuǎn)換自然環(huán)境的能量，包括但不限于將動能從海流轉(zhuǎn)換為電能。

3.3 LNG 接收站與周邊海上風(fēng)電項目融合發(fā)展

LNG 接收站通常位于優(yōu)越的港灣地理位置，周圍環(huán)繞著豐富的風(fēng)力資源與海上風(fēng)電項目。未來，海上風(fēng)電將成為沿海地區(qū)實現(xiàn)電力能源的安全、清潔、高效轉(zhuǎn)型的重要支撐[4]。海上綠電可以直接供應(yīng)給LNG 接收站，另外借助將LNG 接收站與海上風(fēng)電項目融合發(fā)展的方法，可以有效降低LNG 接收站的碳排放。

3.4 探索發(fā)展LNG 接收站冷能綠電項目

LNG 接收站可以進一步擴展冷能的利用范圍(每噸LNG 氣化能夠提供約240 kW·h 的冷能)[5]，將LNG 冷能用于發(fā)電方面，存在幾個優(yōu)勢：首先，LNG 冷能發(fā)電技術(shù)相對成熟，具備較高的可行性；其次，若在LNG 接收站引入冷能發(fā)電項目，相對于其他產(chǎn)業(yè)鏈，項目的整體流程更加簡短，受市場波動的影響較?。蛔詈?，LNG 冷能發(fā)電是零碳排放過程，其產(chǎn)生的綠色電力有助于有效降低碳排放水平。因此，利用LNG 低溫能量進行發(fā)電易于實施，且經(jīng)濟價值不可低估。

3.5 LNG 接收站采購并對外供應(yīng)碳中和LNG

LNG 接收站可直接采購并向外提供碳中和LNG資源，以滿足不斷增長的碳中和天然氣需求，這是迅速建設(shè)碳中和LNG 接收站的關(guān)鍵途徑。一般情況下，LNG 的生產(chǎn)或供應(yīng)方會就其提供的某批次LNG 貨物提供一份書面聲明材料，列明該批次LNG 貨物從生產(chǎn)到交付全過程所產(chǎn)生的二氧化碳排放量，并列明采取何種措施產(chǎn)生的二氧化碳減排量抵消了上述排放量。該模式能夠快速實現(xiàn)LNG 接收站的碳中和LNG 的儲備與外輸。

3.6 LNG 接收站購買碳排放指標靈活匹配碳中和LNG

LNG 接收站可以通過自主購買國內(nèi)外的碳排放配額，靈活匹配碳中和LNG，以滿足下游用戶個性化的能源需求。由于碳中和LNG 需要購買生態(tài)碳匯或碳排放配額，其貿(mào)易價格通常高于傳統(tǒng)LNG 價格，這部分“綠色溢價”源于抵消項目的投資成本或碳市場交易價格。以一船貨LNG 為例(約6.5×104t)，LNG 從開采到最終使用的全生命周期排放量約為22×104～30×104t 二氧化碳當(dāng)量，抵消這些碳排放量的成本大約為7～10 美元/t，相當(dāng)于約0.12～0.24 元/m3的綠色溢價[6]。未來，隨著相關(guān)碳稅機制的健全，“綠色溢價”的碳中和LNG 有望通過電子交易平臺有效地傳遞至需求用戶手中，從而實現(xiàn)碳中和能源貿(mào)易的良性經(jīng)濟循環(huán)。

3.7 LNG 接收站與在產(chǎn)CCUS 項目合作匹配碳中和LNG

LNG 接收站可通過與在產(chǎn)CCUS 項目合作的方式，匹配產(chǎn)出碳中和LNG，雙方合作共享碳減排指標及經(jīng)濟效益。例如，中國海油恩平15-1 平臺CCUS 項目(中國海上首個二氧化碳封存示范工程)已于2023 年6 月正式投產(chǎn)，該項目預(yù)計每年可封存約30×104t 的二氧化碳。若通過LNG 接收站與該CCUS 項目合作共享碳回收指標的方式，可匹配形成碳中和LNG 資源約2.25×108m3/a，若按照碳減排“綠色溢價”0.2 元/m3進行測算[6]，可創(chuàng)造新增價值逾4 500×104元/a，從而構(gòu)建出CCUS 技術(shù)與LNG 貿(mào)易融合的新型業(yè)態(tài)和創(chuàng)新商業(yè)思路。

3.8 LNG 接收站投資新建CCUS 項目

LNG 接收站可以通過投資新建CCUS 項目獲得穩(wěn)定碳回收指標，將其與碳中和LNG 銷售相結(jié)合，構(gòu)建可持續(xù)的綠色循環(huán)經(jīng)濟體系。CCUS 作為新興產(chǎn)業(yè)，項目的經(jīng)濟回報率以及政策支持程度是CCUS發(fā)展的重要影響因素。在國家“雙碳”目標和能源改革的大環(huán)境下，LNG 接收站若通過創(chuàng)新的碳中和能源貿(mào)易商業(yè)模式，將CCUS 項目的投資轉(zhuǎn)化為具體的經(jīng)濟回報，可實現(xiàn)將CCUS 的成本轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟產(chǎn)出。并反向推動擴大CCUS 項目的規(guī)模應(yīng)用，從而實現(xiàn)綠色能源經(jīng)濟的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，形成良性循環(huán)的發(fā)展模式。

3.9 協(xié)調(diào)LNG 接收站周邊產(chǎn)業(yè)鏈新建CCUS 項目

LNG 接收站可依據(jù)下游用戶的實際需求，與周邊的天然氣產(chǎn)業(yè)集群協(xié)調(diào)，共同籌備新的CCUS 項目。通過產(chǎn)業(yè)集群的協(xié)同作用，實現(xiàn)項目投資與綠色收益的共擔(dān)，從而解決CCUS 項目運維經(jīng)濟性的問題。諸如燃氣電廠、冷能空分項目、大型工業(yè)用戶等都可以成為這種模式的潛在應(yīng)用場景[2]。

3.9.1 燃氣電廠

燃氣電廠具有高耗能、碳排放集中的特性，在既有電廠加裝CCUS 設(shè)施可減少空氣污染物，能夠高效率地捕集回收二氧化碳，例如富氧燃燒法等。若燃氣電廠產(chǎn)出綠電的上網(wǎng)電價不足以滿足CCUS 項目投資回收的要求，可根據(jù)市場和經(jīng)營需求，結(jié)合政策情況將回收的碳指標通過LNG 接收站形成碳中和LNG，并面向市場進行銷售，形成CCUS“氣電聯(lián)動”的典型案例。

3.9.2 冷能空分項目

LNG 接收站周邊冷能空分項目是利用接收站冷能生產(chǎn)空氣分離產(chǎn)品(主要產(chǎn)品為液氧、液氮)。后續(xù)通過技術(shù)改造的方式，實現(xiàn)二氧化碳的空氣分離與回收，從而獲取碳回收指標。在經(jīng)濟性方面，結(jié)合國內(nèi)其他項目的成功經(jīng)驗，產(chǎn)出的二氧化碳可用于制作干冰對外銷售。另外，根據(jù)市場和經(jīng)營需求，可將冷能空分項目從空氣中回收的碳指標，匹配形成LNG 接收站的碳中和LNG，將碳中和LNG 的產(chǎn)業(yè)鏈進一步擴大與延伸，同時為建設(shè)LNG 碳中和LNG 接收站提供了一種新的思路。

3.9.3 大工業(yè)用戶

為避免出口歐洲的產(chǎn)品繳納高額碳稅，保證產(chǎn)品在國際上的競爭力和市場占有率，一些針對歐洲市場的中國大型天然氣工業(yè)用戶對碳中和天然氣的需求日益強烈，正考慮改造應(yīng)用CCUS 技術(shù)捕集回收二氧化碳，以保持其產(chǎn)品的國際競爭力和市場份額。由于CCUS 技術(shù)的前期投入及運營成本較高，對無法傳導(dǎo)至歐洲市場的碳回收指標價值，可通過搭建LNG 接收站與大工業(yè)用戶CCUS 碳回收指標共享聯(lián)盟的方式，實現(xiàn)碳中和LNG 的匹配、存儲與銷售。通過該模式，LNG 接收站與提供CCUS 碳回收指標的大工業(yè)用戶將形成更加緊密的上下游合作關(guān)系，共享CCUS 技術(shù)的碳回收成果與經(jīng)濟效益。該商務(wù)模式有利于形成CCUS 產(chǎn)供儲銷的良性循環(huán)，加快CCUS 技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，助力國家“雙碳”目標的實現(xiàn)。

4 結(jié)語

目前，CCUS 技術(shù)正面臨成本居高不下、商業(yè)模式尚不明確以及政策支持不足等一系列挑戰(zhàn)。為了促進其商業(yè)化應(yīng)用，需通過多種途徑來降低成本、探索適宜的商業(yè)模式，并尋求政策支持。本文的研究分析聚焦于構(gòu)建碳中和LNG 接收站的不同路徑，為CCUS 技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用提供了新的思路。通過LNG接收站的碳中和轉(zhuǎn)型，將綠電融合、碳中和LNG 資源匹配以及碳中和能源貿(mào)易相結(jié)合，從而構(gòu)建一種新型、高效、合理的商業(yè)模式。在當(dāng)前國內(nèi)外市場競爭日益激烈的背景下，充分利用中國LNG 接收站資源優(yōu)勢和CCUS 技術(shù)發(fā)展?jié)摿?，緊密結(jié)合國內(nèi)外政策導(dǎo)向與下游市場需求，致力于打造創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢，通過構(gòu)建更加完善的產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈，推動CCUS 技術(shù)延伸與高附加值循環(huán)，促進天然氣產(chǎn)業(yè)的碳減排和可持續(xù)發(fā)展，為國家“雙碳”目標的實現(xiàn)提供了新的選擇與實操方案。