構建以新能源為主體的新型電力系統是實現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中發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，需著力發展碳捕捉封存技術（CCS），構建“煤電+CCS”發展模式為新疆新型電力系統提供重要調節與支撐。本文重點圍繞CCS技術發展趨勢、成本預測以及產業發展等問題分析新疆“煤電+CCS”發展模式的適用性。
（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”發展背景
煤電是新疆新型電力系統的重要調節和支撐電源。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建設示范區。但是新能源波動性、間歇性、隨機性較強，需要大量調節資源維持系統穩定運行。預計“十四五”期間，新疆區域并網新能源規模將翻倍增長，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模應用難度大、成本高等因素，煤電仍是重要的調節電源。新能源利用小時數低，僅為1500~2000小時左右，僅能滿足全年1/8~1/5用電需求，還需煤電發揮一定基礎支撐作用。
“雙碳”背景下發揮煤電關鍵作用的保障是清潔化利用技術。2020年電力行業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，捕集二氧化碳后節省的碳排放權指標產生較高收益，“煤電+CCS”發展模式具備一定經濟效益和可推廣發展前景。
二、“煤電+CCS”發展模式分析
（一）產業潛力預測
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，火力發電碳排放量為2.54億噸，按此估算至2060年全區碳排放累計量約為200億噸，火力發電碳排放量約為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〕，以上環節成本合計約為510～990元/噸。
二是目前“煤電+CCS”經濟性最優應用場景為強化煤層氣開采。利用CCS技術節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，全環節成本〔4〕為517～997元/噸；強化石油開采場景封存可從石油開采企業獲得收入160元/噸，全環節成本為450～830元/噸；強化煤層氣開采場景封存可從煤層氣開采企業獲得收入180元/噸，全環節成本為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產業全環節成本將降至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展布局考量因素。依據“煤電+CCS”發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”發展模式納入全區未來煤電發展規劃。
二是在南疆新型電力系統示范區建設先行先試“煤電+CCS”發展模式。在南疆新建或已有大型煤電項目開展CCS示范應用工程，與塔里木油田企業探索二氧化碳驅油等合作模式，為CCS大規模商業推廣應用奠定基礎，以“煤電+CCS”為重要調節支撐促進南疆光伏資源開發利用，保障南疆經濟社會快速發展。
三是利用“煤電+CCS”應用需求促進CCS技術相關產業鏈在疆發展。依托“煤電+CCS”工程應用需求，充分發揮政策、市場、資源、人工成本等方面優勢形成CCS本土化發展，一方面快速降低CCS技術應用成本，另一方面培育新發展動能。
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全環節成本=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。
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