構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)碳達峰碳中和的必然選擇，是推動能源低碳轉型的必經之路。新疆能源資源豐富，是國家重要的“三基地一通道”，其中煤電在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮著兜底與保障作用。然而煤電的碳排放量約占全疆總排放量一半以上，需著力發(fā)展碳捕捉封存技術（CCS），構建“煤電+CCS”發(fā)展模式為新疆新型電力系統(tǒng)提供重要調節(jié)與支撐。本文重點圍繞CCS技術發(fā)展趨勢、成本預測以及產業(yè)發(fā)展等問題分析新疆“煤電+CCS”發(fā)展模式的適用性。

（來源：微信公眾號“能源研究俱樂部”ID：nyqbyj 作者：翟旭京 賈浩 袁博 王曉晨）

一、新疆“煤電+CCS”發(fā)展背景

煤電是新疆新型電力系統(tǒng)的重要調節(jié)和支撐電源。新疆煤炭預測儲量2.19萬億噸，占全國煤炭預測儲量的40.5%，排名全國第一；風能、太陽能蘊藏資源均排名全國第二，擁有準東等四大千萬千瓦級清潔能源開發(fā)基地。得益于豐富資源儲備，新疆南疆被確立為新型電力系統(tǒng)建設示范區(qū)。但是新能源波動性、間歇性、隨機性較強，需要大量調節(jié)資源維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行。預計“十四五”期間，新疆區(qū)域并網新能源規(guī)模將翻倍增長，調峰需求將進一步擴大，鑒于抽水蓄能建設周期長和電化學儲能大規(guī)模應用難度大、成本高等因素，煤電仍是重要的調節(jié)電源。新能源利用小時數(shù)低，僅為1500~2000小時左右，僅能滿足全年1/8~1/5用電需求，還需煤電發(fā)揮一定基礎支撐作用。

“雙碳”背景下發(fā)揮煤電關鍵作用的保障是清潔化利用技術。2020年電力行業(yè)碳排放量約為全疆碳排放量的一半，因此在新疆落實“雙碳”目標的關鍵之一是煤電的清潔化利用。有研究表明，煤電加裝CCS設備后可降低90%的溫室氣體排放，是促進煤電清潔化利用的關鍵措施。但是，受捕集主體、捕集方式、捕集效率、運輸距離等因素的影響，現(xiàn)階段“煤電+CCS”應用成本較高，多為示范工程，未來隨著碳市場價格升高，捕集二氧化碳后節(jié)省的碳排放權指標產生較高收益，“煤電+CCS”發(fā)展模式具備一定經濟效益和可推廣發(fā)展前景。

二、“煤電+CCS”發(fā)展模式分析

（一）產業(yè)潛力預測

新疆碳永久封存潛力達1110億噸。碳永久封存潛力主要指深部咸水層、強化石油開采和強化煤氣層開采封存方式的封存量，分別為1065億、10億、35億噸〔1〕。深部咸水層封存潛力最大，占總封存潛力的96%。

深部咸水層將是二氧化碳主要封存場所。主要分布在塔里木盆地、準噶爾盆地，二氧化碳理論封存量為1940億噸，可利用封存量為1065億噸。其中塔里木盆地二氧化碳理論封存量為980億噸，可利用封存量為582億噸；準噶爾盆地二氧化碳理論封存量為960億噸，可利用封存量為483億噸。

新疆地質封存潛力遠高于碳排放總量。新疆2017年碳排放量為4.03億噸，火力發(fā)電碳排放量為2.54億噸，按此估算至2060年全區(qū)碳排放累計量約為200億噸，火力發(fā)電碳排放量約為80億噸，遠小于新疆地質封存資源潛力。

（二）CCS產業(yè)成本分析

一是碳捕集、壓縮液化和運輸成本合計約為510～990元/噸。按目前技術發(fā)展水平，二氧化碳捕集成本為300元/噸〔2〕，壓縮液化成本為90元/噸，運輸成本為120～600元/噸〔3〕，以上環(huán)節(jié)成本合計約為510～990元/噸。

二是目前“煤電+CCS”經濟性最優(yōu)應用場景為強化煤層氣開采。利用CCS技術節(jié)省碳排放權的交易價格按52元/噸計，不同CCS技術路線的成本分析如下：深部咸水層二氧化碳封存需額外增加封存成本為59元/噸，全環(huán)節(jié)成本〔4〕為517～997元/噸；強化石油開采場景封存可從石油開采企業(yè)獲得收入160元/噸，全環(huán)節(jié)成本為450～830元/噸；強化煤層氣開采場景封存可從煤層氣開采企業(yè)獲得收入180元/噸，全環(huán)節(jié)成本為330～997元/噸。

2040年“煤電+CCS”應用成本與收益基本持平，具備經濟可行性。至2040年，CCS產業(yè)全環(huán)節(jié)成本將降至84元/噸，降幅最高超90%，其中捕集成本降至140元/噸，運輸成本降至200元/噸，封存成本降至32元/噸，總成本約為372元/噸，而碳交易收益有望提升至300元/噸左右，基本與CCS應用成本相當。因此，2040年“煤電+CCS”模式將具備商業(yè)化運行可能。

三、相關建議

一是促請有關部門將碳封存資源約束納入未來煤電發(fā)展布局考量因素。依據(jù)“煤電+CCS”發(fā)展模式的重大意義與可行性，促請有關部門綜合考慮煤、水、CCS封存資源等因素，將“煤電+CCS”發(fā)展模式納入全區(qū)未來煤電發(fā)展規(guī)劃。

二是在南疆新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設先行先試“煤電+CCS”發(fā)展模式。在南疆新建或已有大型煤電項目開展CCS示范應用工程，與塔里木油田企業(yè)探索二氧化碳驅油等合作模式，為CCS大規(guī)模商業(yè)推廣應用奠定基礎，以“煤電+CCS”為重要調節(jié)支撐促進南疆光伏資源開發(fā)利用，保障南疆經濟社會快速發(fā)展。

三是利用“煤電+CCS”應用需求促進CCS技術相關產業(yè)鏈在疆發(fā)展。依托“煤電+CCS”工程應用需求，充分發(fā)揮政策、市場、資源、人工成本等方面優(yōu)勢形成CCS本土化發(fā)展，一方面快速降低CCS技術應用成本，另一方面培育新發(fā)展動能。

參考文獻：

〔1〕李海兵.塔里木盆地二氧化碳地質儲存潛力與適宜性評價[D].中國地質大學.張曉娟.準噶爾盆地二氧化碳地質利用與儲存潛力研究[D].中國地質大學.

〔2〕二氧化碳捕集、壓縮液化、運輸和封存成本參考.許兆峰,麻林巍,李政等.中國二氧化碳捕集與封存成本估算[J].中國動力工程學會青年學會會議.2009.09：3-4.

〔3〕目前二氧化碳罐裝運費1.2元/噸?千米,新疆碳源與封存地的距離范圍為100～500千米。

〔4〕CCS全環(huán)節(jié)成本=碳捕集、壓縮、運輸成本（510～990元/噸）+碳封存成本（59元/噸）-碳交易價格（52元/噸）。其他CCS技術路線成本測算公式同上。