国际能源署（IEA）净零碳排放路线图：CCUS贡献几何

2021年5月18日，国际能源署（IEA）发布了一份特别报告《2050年净零碳排放：全球能源领域路线图》（Net Zero by 2050: a Roadmap for Global Energy Sector）。

IEA的这份重磅报告，是为配合将于2021年11月在英国格拉斯哥（Glasgow）召开的全球气候大会（COP26）而编制的。

该报告描述了全球净零碳排放目标和国家自主贡献的有关现状，提出了全球能源领域到2050年实现净零碳排放的总体路径，阐述了能源领域各主要行业实现净零碳排放的具体路径，并分析了实现净零碳排放对经济社会等方面的广泛影响。

该报告论述了能源领域实现净零碳排放的方方面面。本文重点关注其中涉及的碳捕集利用与封存（CCUS）的内容，主要回答以下四个问题：CCUS能够发挥什么作用、CCUS主要用在哪些领域、CCUS为什么是必要的，以及CCUS如何去推进。

第一个问题：作用有多大

IEA预测，2020年全球能源及相关工业过程的碳排放总量约为339亿吨，全球CCUS实现碳封存的规模约为0.4亿吨，约占碳排放总量的0.1%。

IEA编制的这份净零碳排放路线图认为，全球依靠CCUS实现碳封存的规模将在2030年达到16亿吨，约占2020年全球碳排放总量的4.7%；2035年达到40亿吨，约占2020年全球碳排放总量的11.8%；2050年达到76亿吨，约占2020年全球碳排放总量的22.4%。

第二个问题：领域有哪些

IEA认为，CCUS在净零碳排放场景下主要发挥四个作用：一是直接消除现存排放设施的碳排放，二是为那些最难实现技术减的行业提供一个控制碳排放的手段，三是为低碳氢气的生产提供一条可快速放大的低成本途径，四是可以借助生物质能碳捕集封存（BECCS）和直接空气碳捕集封存（DACCS）工艺从空气中实现碳的净移除。

IEA预测，2050年全球76亿吨规模的CCUS应用中，碳捕集总量的95%将会实施地质封存，5%用于生产合成燃料。

工业领域CCUS的规模占比约40%。工业碳捕集总量达到28亿吨，其中水泥行业约占一半，达到13.6亿吨，钢铁行业为6.7亿吨，化工行业为5.4亿吨。

燃料变换行业CCUS的规模占比约30%。其中天然气制氢过程的碳捕集规模达到18.0亿吨，生物燃料生产过程的碳捕集规模达到6.3亿吨。

电力行业CCUS的规模占比约20%。电力碳捕集中45%来自煤电，40%来自生物质发电，15%来自天然气发电。2050年全球煤电总装机为3.80亿千瓦，其中装备CCUS的煤电装机为2.22亿千瓦，占比58.4%，年发电量6630亿千瓦时。全球生物质发电总装机为6.4亿千瓦，其中装备CCUS的生物质发电装机为1.52亿千瓦，占比23.8%，年发电量8420亿千瓦时。全球天然气发电总装机为6.66亿千瓦，其中装备CCUS的天然气发电装机为1.71亿千瓦，占比25.7%，年发电量6690亿千瓦时。

直接空气捕集的规模占比约10%。DACCS的规模达到6.3亿吨。

第三个问题：必要性如何

IEA承认，该报告有关CCUS的假设是其三个最具不确定性的假设之一。另外两个高度不确定的假设分别是关于人的行为变化的假设和关于生物质能的假设。

IEA认为，如果对CCUS采用更悲观的假设，将会显著增加2050年实现净零碳排放的成本和困难程度。

具体来说，如果工业领域不采用CCUS，意味着需要更多直接用于生产工艺的可再生能源电力，以及更多来自可再生能源电力的燃料氢。而这将引起全球可再生能源发电装机规模增加约30%。

如果电力行业不采用CCUS，一方面会引起大量化石能源发电资产搁浅，IEA预计2030年全球资产搁浅规模达到900亿美元，2050年达到4000亿美元；另一方面也会大幅增加电力系统达到同等可靠性所需的储能系统成本。

IEA综合分析表明，如果不采用CCUS，除可能引起大规模资产搁浅外，全球2050年实现净零碳排放需要额外增加15万亿美元的投资，同时还会大大延迟BECCS和DACCS的应用，全球实现净零碳排放的难度又将大大增加。

第四个问题：怎样去推进

IEA从不同侧面提出了推进CCUS的建议，归纳以下几条。

一是加快技术研发。IEA认为，CCUS（特别是DACCS）与先进电池和高效电解制氢装备一起，将在2030-2050年间为实现全球净零碳排放目标做出主要贡献，需要加大研发投资。

二是投资基础设施。大规模CCUS的应用需要配套建设二氧化碳运输管道等基础设施，以连接排放源和集中封存场所。

三是推行合理碳价。IEA提出发达国家的指导碳价为：2025年75美元、2030年130美元、2040年205美元、2050年250美元；而包括中国在内的金砖四国的指导碳价则为：2025年45美元、2030年90美元、2040年160美元、2050年200美元。

四是促进国际合作。IEA认为，包括BECCS和DACCS的空气碳移除应该在全球范围内选取合适的地点实施。而这意味着打通国际碳排放贸易是十分必要的。

最后，几点简单讨论。

第一，IEA这个最新报告对CCUS规模的假设，实际要比2018年IPCC的1.5℃特别报告更为保守。IPCC特别报告中十八种2050年净零碳排放模式中CCUS规模的中位值是150亿吨，约为IEA假设的76亿吨的2倍。同时，IPCC假设的BECCS和DACCS的规模在35-160亿吨，也远高于IEA的19亿吨。

第二，如果IEA报告预测可靠，那么2050年全球煤电CCUS的规模约为7亿吨，不足CCUS总规模的10%，远不及工业领域的碳捕集规模，几乎只与DACCS的规模相当。相关信息为CCUS技术研发和布局提供了一定的参考依据。

第三，鉴于目前国内CCUS技术研发和示范的主体为大型能源企业，建议水泥、钢铁、化工等行业龙头企业加强与能源企业的技术合作，共同推动CCUS技术进步。

原标题：碳中和笔记丨IEA净零碳排放路线图：CCUS贡献几何