粵港澳大灣區岸碳入海發展策略探析

彭輝界，稅敏，彭攀

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司）

岸碳入海是指將陸地上能源利用、工業過程等排放源或空氣中捕集分離的二氧化碳，通過罐車、管道、船舶等輸送到海洋中加以利用或封存，最終實現二氧化碳減排的一種技術手段。岸碳入海屬于CCS/CCUS（碳捕集、利用與封存技術）技術應用場景之一，其封存的介質有海水和海底地質體兩種，本文所述的岸碳入海主要針對海底地質封存展開。岸碳入海選擇進行地質封存而不直接陸地封存，在于海底地質封存不僅僅不占用土地資源，同時具有顯著的安全優勢。例如，遠離居民區；除巖石蓋層外，表層更有海水的壓力和阻隔，系統風險性大大降低[1]；Haszeldine等也認為海底地質封存更易于長期監測[2]。

粵港澳大灣區是我國經濟活力最強、經濟最發達、土地利用率最高的區域之一，但其化石能源使用占比仍然較高（超過60%），碳排放總量與國際灣區相比也相對較高，存在較大的碳赤字[3]；且粵港澳大灣區仍處于社會經濟快速發展、產業規模和城市人口持續增加的階段，背負中國推進“雙碳”目標實現與綠色發展的先行地使命，未來碳減排壓力較大。發展岸碳入海是粵港澳大灣區進行規模減排、實現碳中和的最現實最有效的途徑，但岸碳入海國際可供參考案例少、國內尚無先例。

本文通過調研粵港澳大灣區岸碳入海發展的基礎，結合當前國內外CCUS案例，分析粵港澳大灣區發展岸碳入海所面臨的挑戰，并從政府層面提出未來粵港澳大灣區岸碳入海發展策略，以期為我國實現碳中和目標探出一條新路，并推動國內CCUS產業發展。

1 粵港澳大灣區發展岸碳入海的基礎

1.1 產業發展基礎較好

粵港澳大灣區經濟基礎較好。2021年粵港澳大灣區GDP總量約占全國的12%，人均GDP為153854元，地均GDP①即每平方千米土地創造的GDP，是衡量土地使用效率和經濟發達程度的一個重要指標。為22430元，是國內人均GDP最高、經濟密度最高的城市群；工業增加值達到了42628億元，超越俄羅斯[4]。岸碳入海是一項高投入高成本的系統工程，不僅需要大量的前期資本投入，而且需要大量的流動資金以確保項目的全面部署和運營支出，較高的經濟社會發展水平為粵港澳大灣區發展岸碳入海奠定了有利的經濟基礎[5]。

粵港澳大灣區具有政策優勢。作為與“一帶一路”、京津冀、長江經濟帶發展并列的第四大發展區域，中央鼓勵粵港澳大灣區在某些領域先行先試，探索建立部分領域規范制度體系。為促進CCUS技術快速發展和規?；?，粵港澳大灣區構筑了多層次的政策體系和行動方案，例如2022年發布的《深圳市關于促進綠色低碳產業高質量發展的若干措施（征求意見稿）》提出，對CCUS試點示范項目，按項目總投資的20%予以資助，最高資助可達1000萬元，項目投產后按照每噸二氧化碳20元予以補助。

粵港澳大灣區科技創新優勢明顯。2021年，粵港澳大灣區內11個城市的研發支出超過3800億元，整體研發投入強度超過3%；國家高新技術企業達到了5.7萬家，專利授權量達到78萬件，其中發明專利授權量超過10萬件[4]。CCUS方面，粵港澳大灣區已運行國內首個海上封存示范項目、國內首個印染行業示范項目、亞洲首個多線程碳捕集技術測試平臺，多領域探索將CCUS相關技術向縱深推進?；浉郯拇鬄硡^的強大科技創新實力可以持續有力地為岸碳入海所需技術進步提供支撐。

粵港澳大灣區低碳發展價值觀趨同度高?；浉郯拇鬄硡^低碳發展意識較強，2021年5月，粵港澳大灣區減碳聯盟成立，納入碳交易的各大行業號召一致致力于綠色發展、低碳行動，企業的降碳減排需求大。2022年，粵港澳大灣區各方攜手探索建設粵港澳大灣區碳排放權交易所，積極參與全國碳排放權交易體系建設與國際碳交易業務。埋碳核證交易需求量大，為粵港澳大灣區發展岸碳入海提供了廣闊市場前景。

1.2 碳源豐富且多沿海分布

根據中國碳核算數據庫（CEADs）數據，2017年粵港澳大灣區陸地植被固碳總量僅占排放量的47%[6]，同時單位面積碳排放強度高，主要集中于珠江口沿海人口密集區，例如廣州、東莞、深圳、珠海、香港等城市。

據統計，粵港澳大灣區9個城市2021年納入碳試點的197家碳排企業，其二氧化碳排放總量合計超3億噸，碳排放規模以30萬～100萬噸級別占多；碳排放行業以電力為主，其碳排放量占比達一半；碳排放濃度以低濃度（二氧化碳體積比占氣體總量的30%以下）為主。碳排放企業所在地理位置以東莞、廣州，江門、惠州數量居多，分別為48家、32家、27家、24家。因產業發展特殊需求，電力、鋼鐵企業多沿海沿珠江分布，水泥企業靠近郊外石灰石礦區，石化化工企業例如惠州的大亞灣石化基地、江門化工園區、廣州石化化工區等均沿海沿江集群分布。

1.3 海域封存選址范圍大

粵港澳大灣區毗鄰海域發育有珠江口盆地。珠江口盆地是中國近海最大的含油氣盆地之一，大致呈北東—南西向展布，盆地北部邊界與粵港澳大灣區海岸線呈平行狀態，盆地面積約24.97萬平方千米，圈閉發育，已鉆探各類圈閉500多個[7]。中國科學院南海海洋研究所于2006年開展廣東省近海區域二氧化碳封存可行性和封存潛力研究工作，結果表明，盆地7個一級構造單元地下深部咸水層均可進行二氧化碳地質封存，推定珠江口盆地深部咸水層二氧化碳地質儲存D級潛力總量為1368億噸（見表1）[8]。

表1 珠江口盆地7個一級構造單元D級推定潛力單位：億噸

1.4 有一定的技術儲備

岸碳入海屬于CCS/CCUS技術應用場景之一，粵港澳大灣區雖然無岸碳入海項目在運行，但在CCS/CCUS技術方面有一定的儲備和探索。

在碳捕集方面，2019年華潤電力建成亞洲首個投入運行的碳捕集技術測試平臺，年捕集二氧化碳總量達到2萬噸，具備胺法、膜法等二氧化碳捕集技術[7]。碳封存方面，中國海油將運行中國首個海上二氧化碳封存示范項目恩平15-1油田，該項目配備了海上平臺二氧化碳捕集、處理、注入、封存和監測的全套技術和裝備體系，填補了我國海上二氧化碳封存技術的空白[9]。其他例如媽灣電廠已完成煤電50萬噸級CCUS項目可行性研究，正在探索高標準建設50萬噸碳捕集利用與封存全鏈條大型示范項目[8]；粵西地區正開展二氧化碳礦化封存試點示范項目。

2 粵港澳大灣區發展岸碳入海的挑戰

2.1 項目周期長

一是岸碳入海工程龐大，技術復雜。岸碳入海包括捕集、運輸、封存、監測等多環節，每一環節的完成都需要經過前期研究、設計、建造、測試等工序，每道工序的順利完成都需要數年的持續推動。整個岸碳入海項目從項目提出、到落地實施、再到終止運營一般會持續數十年。以澳大利亞為例，當前全球最大規模的咸水層封存項目Gorgon項目是澳大利亞唯一CCUS商業在運行項目。20年前，澳大利亞地球科學局（GA）就從地質封存、溫室氣體監測和核查、提供技術咨詢以及推廣和教育等方面入手，集中在國家和盆地規模的研究上，確定和評估澳大利亞沉積盆地封存二氧化碳的潛力和能力，然后進行碳封存和基礎設施計劃，最終代表政府發布可供二氧化碳地質封存的合適區域（區塊）[10]。岸碳入海項目投資回報率低，為實現預期的經濟回報一般需要運營數十年。

二是二氧化碳地質封存項目安全責任周期長。二氧化碳因其特殊物理化學性質，特定條件下會因泄露導致對環境的破壞或人體的傷害，國外一般要求二氧化碳地質封存的安全期不低于200年。

2.2 技術尚未成熟

技術成熟度是判定該技術是否優先部署的指標。2022年，中國科學院武漢巖土力學研究所魏寧等根據美國能源部的研究將CCUS技術成熟度等級分為10級，1到10級對應發展階段分別為基礎研究、概念設計、可行性研究、室內試驗、實驗室原理、先導試驗、示范工程、工業規模（測試與驗證）、工業規模運行、商業化。只有達到8級及以上實現工業規模的技術才能稱之為成熟技術，而目前國內關鍵技術只有極個別達到7級示范工程階段，其他基本都處于實驗室原理或先導試驗階段，到規模應用尚有一段距離。

在碳捕集技術方面，目前僅有針對高濃度碳源的物理吸收法捕集技術實現商業應用，而中低濃度低成本捕集方法仍在探索中。運輸方面，長距離百千米以上二氧化碳管道運輸、大規模海底管道運輸尚無運行案例。二氧化碳利用方面，我國二氧化碳制備重整氣、合成甲醇等關鍵碳利用技術從基礎研究已進入工業示范階段，強化采油技術示范規模進一步擴大，但海域驅油利用尚處于先導試驗階段[11]。

2.3 風險大

岸碳入海工程存在的風險主要包括商業風險和安全風險。據美國國家能源技術實驗室（NETL）數據，80%的CCS/CCUS項目因其收益率低甚至負效益導致被終止或無限期擱置[12]。同時因技術尚不成熟以及專業型人才缺乏，在捕集、運輸、封存等各環節國內外均發生過相關安全事故，包括泄露、腐蝕、人員傷亡等。

粵港澳大灣區封存選址地珠江口盆地離岸百千米以上，捕集、輸送、封存涉及固定資產投資大，初步估算不同封存方案下工程投資占比均超整個項目的70%，達數十億元（見表2）。以運行時間25年為基準，僅考慮選取高濃度碳排放源進行封存，其CCS全流程總成本超500元/噸，數倍于當前碳價。盆地尚無綠電接入，封存過程中因燃料消耗也會存在大量碳排放，從而導致減排效率不高。同時風險成本難以簡單估算，海底管道若發生腐蝕，則需要花費大量的資金進行修理或更換管道。一旦發生二氧化碳泄漏，將會對海洋生物鏈帶來風險，造成不易修復的嚴重后果。

表2 粵港澳大灣區離岸封存不同方案成本估算單位：億元

3 粵港澳大灣區發展岸碳入海的策略

3.1 優先進行全面規劃布局

粵港澳大灣區雖然出臺系列產業發展引導性文件，提出了宏觀發展規劃和路線圖，但是并未對準入規則、監測要求、監管機制等進行規制，未圍繞發展目標、路徑進行產業集群技術路線設計，未引導行業層面形成合力達成統一規范，包括標準體系、碳源接入機制等，同時也沒有明確發展岸碳入海所需的各種要素規劃及部署，包括人才規劃、投資規劃等。

粵港澳大灣區發展岸碳入海建議按照“統一規劃、技術先行、示范摸索、集群發展”的策略進行。一是全面規劃。建議國家層面出臺碳捕集與南海東部海域封存許可準入規制、監管規制、責任承擔規制等；粵港澳大灣區各地政府層面出臺岸碳入海專項財稅及投融資政策，加快基礎設施建設和示范工程規劃，推動岸碳入海碳減排量核證，并納入碳交易市場；行業層面制定行業技術標準體系，全鏈條集成示范部署。二是技術先行。針對關鍵技術及裝備制造展開攻關，每年發布支撐產業發展的各類項目和課題，例如碳循環利用、海底監測儀器研發等，讓產業鏈各相關單位做到有的放矢。三是鼓勵示范摸索。充分發揮政府引導作用，根據產業鏈各相關技術所處不同發展階段，展開針對性的探索，例如小規模低能耗捕集技術、分散式煙道強輸送技術等。四是集群發展。明確將源匯匹配資源優勢明顯、各類要素相對集中、工業基礎較好的區域作為重點，形成一批技術優勢明顯、分工完善、整體競爭力強的岸碳入海產業集群。

3.2 科學統籌項目執行

一是參考戰略新興產業發展辦法，成立專門的岸碳入海相關政府組織機構，針對岸碳入海產業的戰略性、全局性、導向性問題，進行前沿信息的搜集整理，為項目立項和企業投資決策等提供咨詢。二是統籌產業鏈建設，充分發揮政府在服務、溝通、協調方面的優勢功能，設立技術中心，搭建產業平臺，促成更多企業參與岸碳入海項目建設。充分吸納社會力量為岸碳入海發展提供金融支持、技術研發支持?？蓞⒖寂餐伤顾录夹g中心（Mongstad），該中心是全球最大最靈活的二氧化碳捕集技術開發測試中心，由挪威政府通過其國有企業挪威天然氣運輸管理公司（Gassnova，73.9%）與行業合作伙伴艾奎諾公司（Equinor，8.7%）、殼牌（Shell，8.7%）和道達爾能源（TotalEnergies，8.7%）共同擁有，自2012年開始運行，為技術開發人員測試和驗證碳捕獲技術進行全面調試，以降低技術和財務風險[13]。三是加強岸碳入海作用及意義相關宣傳教育，利用粵港澳大灣區高校資源加大岸碳入海所需專業人才培養。

3.3 盡快出臺配套政策支持

全球近40%在運行CCUS項目分布在美國，這得益于美國在研發、示范、商用各階段的系列配套政策扶持。自1997年以來，美國能源部的化石能源辦公室一直致力于CCUS的研發和示范，不斷增加研發資金，2011—2021年在CCUS研發上的資金投資見表3[14]。2020年12月美國出臺的《2020能源法案》將CCUS的研發支持力度大幅提高，提出將在2021—2025年提供超60億美元的研發資金支持，是自《2009美國復蘇與再投資法案》（34億美元）以來的最高水平[15]。目前中國的CCUS項目在技術研發階段有一定資金扶持，但在示范和商業階段缺乏激勵政策，同時目前還沒有針對海域二氧化碳地下封存使用權進行授權。

表3 2011-2021年美國能源部化石能源辦公室在CCUS領域的研發資金單位：萬美元

粵港澳大灣區發展岸碳入海建議參照美國、加拿大、歐盟等CCUS發展經驗，在政府層面出臺政策，給予岸碳入海項目包括環評、土地、礦權、財政、金融、稅收、研發、人才等全方位的支持[16]。岸碳入海項目研究階段部分技術的試驗需要利用室外環境進行，涉及環境安全等，同時自二氧化碳排放納入管控，相關捕集、充注、地下運移等大中型模擬試驗均受政府相關部門監管，此時需要政府部門進行相關授權鼓勵探索。碳封存是一項需要一定土地資源、地下空間資源支撐的作業類別，研究其可行性必須首先保證設備設施專項土地資源供應和地下空間勘查許可，項目設計階段應進行科研補貼，項目批準后需進行相關資助。項目工程建設階段應積極推動碳減排專項貸款落地見效，引導金融機構增加“雙碳”行業中長期貸款及債券融資支持機制，同時根據投資總額按比例補貼，而非限定最高額方式補貼。項目運營階段需碳減排量核證及交易許可、碳稅碳指標抵扣、稅收稅費優惠、低碳產品補貼，按照二氧化碳年度封存規模量實行階梯式補助。同時對項目全過程中產生的創新技術、新興產業進行激勵。

3.4 建立商業模式適機迭代

據統計，全球在運行CCUS項目幾乎都是多家企業（或單位）合作運行。目前粵港澳大灣區在CCUS方面進行了一定探索，但基本都是國有企業獨自出資完成。岸碳入海涉及融資、捕集、運輸、封存、監測、項目管理等諸多環節，產業鏈長，涉及企業多?；浉郯拇鬄硡^眾多碳排企業中，有國有企業、民營企業、外資企業、合資企業等多種性質企業，各家企業的規模、盈利狀況、發展規劃、減排的意愿和目標均不一樣，不同企業、不同法人單位對責任、利益的接受程度不一樣，在責任、效益和風險分擔面前訴求也不一樣。不同的碳排企業其碳源特征也不完全一樣，碳源中二氧化碳的濃度、其他成分、排放裝置布局樣式均存在差異。

針對目前岸碳入海在全球都處于發展初期、風險大、全鏈技術局部瓶頸顯著等特點，現階段粵港澳大灣區發展岸碳入海宜以高效務實、試點示范為落腳點，建議區域內有碳減排需求同時具備CCUS領先技術的跨國企業與具備一定技術能力的國有企業合作，共同搭建商業模式，共同運營岸碳入海項目。在項目中期和后期，隨著政策利好穩定釋放、碳源企業碳排壓力增大、埋碳意愿增強、應用場景增多、驅油技術逐漸成熟、碳價逐步攀高、碳交易逐步活躍，再根據發展狀況進行商業模式的迭代更新。