2009年第12
期
全球碳捕集与封存（CCS ）技术的最新进展
韩文科杨玉峰
苗
韧陈子佳
安
琪
2009年10月13日，英国伦敦举行第三届碳捕集与
封存（Carbon Capture and Storage ，简称CCS ）领导人论坛部长级会议的同一天，国际能源署（IEA ）
公布了其最新有关CCS 技术商业化研究成果，预计全球从2010年到2050年CO 2的实际潜在储存能力至少将达到16800亿吨，2050年的储存量为1447亿吨，其中中国和美国分别为259.44亿吨和261.14亿吨，占全部储存量的36%。报告认为，CCS 实现的关键是技术转让，没有CCS 技术，到2050年全球实现CO 2减排一半的成本将增长70%，即国际社会需要多付至少2.5—3万亿美元的额外投资。在这
次碳捕集与储存领导人论坛部长级会议上，与会官员普遍呼吁重视发展和商业化利用这一技术。当前，全球已经掀起了CCS 热潮，需要及时跟踪有关最新进展。一、全球总体进展情况
（一）碳捕集与封存被视为是未来主要碳减排技术作为应对全球气候变化的技术途径之一，碳捕集与封存在全球各地受到了广泛重视。国际能源署研究表明，到2050年将温室气体浓度限制在450ppm 的所有减排技术中，仅CCS 就需贡献20%。当前，包括国际能源署（IEA ）、国际能源论坛秘书处（IEF ）、石油输出国组织（OPEC ）等在内的全球主要能源研究机构和主要碳减排积极倡导组织和国家已经一致将CCS 技术作为未来的主要碳减排技术。
（二）发电和油气生产是CCS应用的两个主要领域发电和油气生产是CCS 应用的两个主要领域。发电领域应用CCS 的技术途径主要有三类：一是燃烧前捕集CO 2，二是燃烧后捕集CO 2，三是富氧燃烧过程中捕集CO 2。在天然气生产过程中分离CO 2不仅十分必要，还可以回注到地下来提高石油与天然气的产量。另外在许多工业领域，如炼油、煤化工、钢铁与水泥生产过程中也有大量浓度很高的CO
2（三）全球大多数CCS项目目前还在规划研究阶段按照澳大利亚全球CCS 研究所的统计，目前世界上有270个CCS 项目，其中70个达到每年封存超过100万吨二氧化碳的商业级规模。然而，大多数项目目前还在规划研究阶段，真正运行的商业化项目不超过10个，并且主要集中在油气生产领域，原因是油气领域的CCS 项目因可以提高油气采收率而较其它领域的CCS 项目更具经济性。
（四）全球对CCS项目的示范与规划正在不断升温欧盟希望在2015年前建成12个CCS 示范项目，而
G8集团则希望在2020年建成20个商业化项目。为此，美国、日本、加拿大、英国、德国、法国、意大利等主要发达国家都在研究建设CCS 示范项目。
欧盟和G8集团之外的许多国家，如澳大利亚、印尼、墨西哥、沙特阿拉伯，都在考虑建设CCS 示范项目。石油输出国组织（欧佩克）也十分支持CCS 工作，并希望能将成员国枯竭的油气田作为碳封存基地，同时在油气田利用二氧化碳提高油气采收率。国际能源论坛秘书处（简称IEF ）研究表明，到2030年，将CO 2注入油田封存可以每天增加600万桶的石油产量。英国、挪威、荷兰与沙特阿拉伯在2008年发起了“四王国倡议”（Four Kingdom Initiative ）来推进CCS 工作，英国还设立了碳封存领导论坛（Carbon Sequestration Leadership Forum ）。澳大利亚于2009年成立了全球CCS 研究所（Global CCS Institute ）以跟踪分析CCS 在全球的发展，并为主要相关机构提供政策建议。研究表明，如果CCS 技术在全球能够得到商业化推广，其商业规模将不亚于目前油气领域的勘探开发业务。为此，BP 、壳牌等许多大型国际石油公司都成立了专门的业务机构。
我国华能、中石油、神华、中国绿色煤电、新奥等公司都在开展CCS 项目研究工作，华能年捕集3000吨CO 2的高碑店项目已于2008年投产。目前，国内最大的两个项目是神华集团马家塔煤碳直接液化项目年捕集与封存
产业发展
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100万吨CO 2计划和中国绿色煤电有限公司准备在天津建设的250MW IGCC 加CCS 项目。
二、目前面临的主要问题
（一）仍缺少一体化的商业性示范项目
目前在CO 2捕集、净化、运输和封存各方面的技术都
已具备并在各单个环节有示范运行项目，但除了在油气领域将CO 2从天然气中分离用来驱油并在枯竭
的油气田中永久封存之外，尚无专门从排放源（如电厂或钢铁厂）到封存地的一体化商业运行项目。德国目前正在尝试一个规模较小（30MW ）的富氧燃烧热电厂CO 2捕集、净化、
运输、封存一体化项目，但因封存地选址受到当地政府的反对，目前尚未建成。
（二）难以接受CCS所引起的高昂成本
不同行业的CCS 成本各异。对油气行业来说，CO 2驱油一般能使一个老油田的产量增加5%，但目前尚缺少对
CO 2捕集与在油田里永久封存的总体成本评估。对于燃煤电厂来说，CCS 会增加成本40—80%。在IGCC 电厂加装CCS 会增加成本40—60%，而在常规超临界燃煤电厂上
加CCS 会使发电成本增加60-80%。按照现有项目估算，CCS 项目的商业化运行成本是每吨CO 2约70美元左右。在高昂的成本面前，普遍难以接受。
（三）CCS将降低发电效率并增加能耗
按照现有技术，CO 2捕集过程会消耗大量的能源。在
常规电厂上加装CCS 会降低发电效率20%—30%左右。因此，生产同一度电需要多消耗能源约20—25%左右。目前世界各国都希望通过研发示范来降低成本，同时也希望通过对CO 2的利用（如提高石油采收率）和清洁发展机制收益来弥补高成本，但进展缓慢。
（四）还未找到可行的独立运营商务模式
大规模推广CCS 需要一个能使各环节参与方都能获
利的商务模式，使电厂在捕集CO 2方面赚钱，使封存机构在长期封存CO 2上获利。CCS 不同于油气资源的勘探开发，在封存端没有稳定的市场与回报，有效的CCS 融资模
式尚不存在。
（五）封存涉及一系列复杂的具体问题
碳封存非常重要，没有封存就没有CCS 。许多人假设地球上有很大的封存能力，但实际上封存方面存在许多问题。封存工作需要在地质和地球物理方面进行大量的研究，找到最适合封存二氧化碳的地质构造，研究它的封存能力，确定打井数量，探讨降低封存成本的途径。在美国，大规模地下封存为获得地面土地拥有者的准许需要旷日持久的沟通与协商过程。
（六）CO 2驱油不是CO 2永久封存技术
许多人将CO 2驱油认为是封存的一种，但驱油和封
存存在巨大差异。驱油是一个短期过程，往往是几年，最长也不过40年，而封存的时间维度是几百年、几千年。驱
油项目所用的CO 2大约有2/3会回到地表，但封存项目要求将100%的CO 2永久地封存在地下。
（七）将CCS纳入CDM机制存在难度
CDM 机制可以为发展中国家实行CCS 项目提供激
励，联合国目前也正在讨论将CCS 列入CDM 范围的可能性。反对CCS 加入CDM 机制的一个主要原因是不能长期保障CO 2不发生泄漏，无法保证CCS 项目的CO 2属于净减
排。
（八）缺少一个明确的政策与法律框架
明确的政府政策与法律框架对于CCS 项目的运作来说非常重要。目前许多国家围绕CCS 的政策非常含糊，法律框架也不明确，与政府希望的大规模商业化要求存在很大距离。CCS 涉及的时间维度超过任何私有企业所能承担的责任范围。目前只有澳大利亚和挪威通过立法让政府承担长期法律责任。
（九）全球公众当前对CCS技术难以接受
公共的接受程度非常重要。然而目前由于各国宣传普及不力，公众对于CCS 项目的安全性存在偏见，有报纸还刊登CO 2大爆炸的漫画，造成公众心理恐慌。另外，高昂的成本和能效的下降本身使CCS 技术失去了诱惑力。
三、对我国的启示
（一）CCS技术对我国的影响最大，必须高度重视我国以煤为主的能源供应结构决定了CCS 技术对我国影响巨大，当前的CCS 技术将极大地增加我国能源利用成本，尤其是火力发电成本，这对我国的经济持续发展将是抑制性的影响，必须高度重视。
（二）应高度关注CCS融资、财务安排、风险分担CCS 项目不能采用以市场为基础的油气行业运作模
式，需要在封存端有足够的激励机制如CO 2价格来推动整个价值链的运转。因此，在关注CCS 技术问题的同时，更
应关注融资、财务安排与风险分担方面的解决方法。
（三）CCS技术是气候变化谈判焦点，必须据理力争
一旦未来CCS 在技术、成本、商务模式，政策监管、公共接受等方面有所突破并正式成为公约（下转第43页）
产业发展
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理论研究
（上接第23页）秘书处规定的全球碳减排技术，CCS 将变成一年一度COP 会议（缔约方大会）的焦点，我国必须在“如何分摊由于CCS 而带来的额外成本方面”据理力争。
（四）无论CCS技术生命力如何，必须积极跟踪应对按照目前情况看，大规模推广CCS 的条件尚不具备，不应该对CCS 抱有太大希望，在CCS 发展中存在着巨大的挑战与不确定性；但是，无论CCS 的是否有生命力，我国必须重视CCS 的技术研发和国际合作，不断跟踪最新CCS 技术进展，积极应对。
（作者单位：国家发展改革委能源研究所）
责任编辑夏飞
消费上升。就各变量对持久和暂时性政府购买变动的反应程度而言，大部分变量对持久性政府购买变动反应强烈。
（三）政府购买乘数
政府购买乘数的大小也是我们关心的问题，从政府购买乘数的计算公式
可知，该乘数
等于产出政府购买弹性除以政府购买占总产出的比例。中国1978—2007年政府购买支出占国内生产总值的平均比例为16%。观察表4，γ分别取0，1，3，产出政府购买弹性最大值分别为0.028、0.011、0.005，相应地产出政府购买乘数分别为0.18、0.07、0.03。综合看来，产出政府购买乘数在绝大多数情况下均小于1，从模型的预测结果看，比例税下，大部分情况下政府购买增加对产出的拉动效果不明显。
此处的结论与Baxter and King （1993）不同，该文中的政府购买乘数大部分情况下大于1，原因在于
该文模型中政府资本进入生产函数，政府消费进入效用函数，而本文模型中政府购买只改变资源约束，对于生产和效用均无贡献。
五、结论
本文在以中国1978—2007年宏观经济数据校准的
RBC 模型基础上，分析了比例税下外生政府购买变动对
经济运行的影响。本模型在引入比例税时，借鉴了Campbell （1994）的模型设置，并结合中国税收结构的实际情况对该文中的模型环境进行了调整，假定只对资本
收入征收比例税。该调整使得模型基本反映了中国波动事实。模型模拟结果表明在RBC 模型中进行中国财政政策分析有一定的可靠性。
本文通过冲击响应分析、模拟实验得到三个主要结论：一、暂时性政府购买增加导致产出和劳动水平（就业）上升及消费下降；持久性政府购买增加导致产出、投资和劳动水平下降及消费上升。二、从各变量的反应敏感度看，大部分变量对政府购买持久性变化反应强烈。三、模型预测产出政府购买乘数一般情况下小于1，从模型的定量结果看，大部分情况下政府购买增加对产出的拉动效果不明显。
本文的分析结果说明暂时性大规模政府购买增加，可以明显刺激经济增长及改善就业，但长期依赖政府购买拉动经济的增长模式具有不可持续的特征。
参考文献：
①卜永祥、靳炎：《中国实际经济周期：一个基本解释和理论扩展》，《世界经济》2002年第7期。
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and Cultural Change,15.
⑩Fatas,Antonio and Ilian Mihov,2000,“The Effects
of Fiscal Policy on Consumption and Employment:Therory and Evidence ”,INSEAD woking paper.
（作者单位：河南财经学院）责任编辑夏飞
