IEA报告：二氧化碳运输和封存

在2050年净零排放情景中，二氧化碳运输和封存基础设施支撑着碳捕集的广泛部署，包括通过直接空气捕集与封存（DACS）和采用CCS的生物能源（BECCS）的二氧化碳移除（CDR）。目前有大约9000公里的二氧化碳管道（主要在北美）和7个 专门的地质二氧化碳封存运营，总容量为1000万吨/年。根据目前处于早期和高级发展阶段的项目，到2030年，专用二氧化碳封存能力可达到1.1亿吨CO2/年左右，远低于净零情景下到2030年捕集和封存近12亿吨CO2/年的目标。二氧化碳运输基础设施将需要至少以与捕集和封存能力相同的速度增加。

二氧化碳排放

二氧化碳封存的发展没有跟上二氧化碳捕集计划的步伐

越来越多的项目选择将重点放在二氧化碳捕集或二氧化碳运输和封存上。“部分链条”（part-chain）方法可以降低商业风险并提高效率，但依赖于CCUS价值链中每个元素的开发中的密切协调和匹配。在加强气候目标的激励下，越来越多的计划为排放设施配备二氧化碳捕集，二氧化碳封存的预期需求与封存设施的发展速度之间的差距开始出现。如果没有进一步的努力来加速二氧化碳封存的发展，通过政府或私营部门的探索，二氧化碳封存的可用性可能成为CCUS部署的瓶颈。这一点目前在项目管道中得到了证明，到2030年，全球对二氧化碳封存的需求可能超过预期的供应，即超过6000万吨。

目前大约有90个 全链条CCUS项目和150多个 二氧化碳捕集特定项目正在开发中。大多数特定的捕集项目旨在将二氧化碳封存在正在开发的40个 二氧化碳封存中心中的一个。在某些情况下，全链条项目可能会选择在后期阶段扩展其二氧化碳封存基础设施，以创建一个封存枢纽。意大利的拉文纳枢纽（Ravenna hub）和加拿大的北极星CCS枢纽（Polaris CCS hub）就是考虑这一点的两个例子。

二氧化碳运输基础设施正在扩大和多样化

目前大多数项目选择运输与封存并举。二氧化碳运输基础设施将二氧化碳从捕集点转移到使用点或封存点。多种运输方式——驳船、管道、轮船、火车和卡车——可用于运输二氧化碳。在这些模式中，管道和船舶是最具可扩展性的选择，每吨二氧化碳的成本最低。

运输从多个来源捕集的二氧化碳的管道可以支持CCUS的广泛部署。在加拿大，240 公里的阿尔伯塔碳干线具有1460万吨CO2/年的能力，尽管它目前只从两个来源运输约160万吨CO2/年。该管道于2020年投入使用，其设计容量明显过剩，因此未来可以附加其他设施。全球正在发展多用户二氧化碳管网；这方面的例子包括美国的中西部碳快线（Midwest Carbon Express）、一条连接比利时和挪威的海上二氧化碳管道，以及连接德国和荷兰部分地区的三角洲走廊（Delta Corridor）。

虽然商业二氧化碳运输已被证明小规模（约2000 吨或更少），但大规模的二氧化碳运输尚未被证明。目前，作为北极光项目的一部分，两艘 船正在建造中，其他项目正在设计更多的船。一些项目也在考虑用驳船在内陆水道运输二氧化碳。通过驳船或船舶运输二氧化碳需要不同的调节条件——在相、温度和压力方面——而不是通过管道运输二氧化碳。为了装载和卸载二氧化碳，并确保其为进一步的运输和注入提供适当的条件，需要在水上运输中使用二氧化碳终端（terminal）。几个二氧化碳终端正在开发中，包括比利时的安特卫普港、波兰的格但斯克港、瑞典的哥德堡港、法国的敦刻尔克港，以及作为BlueHyNow项目一部分的德国。此外，船到平台和船到油气井的交付正在探索中，并可能在未来部署，减少对卸载终端的需求。

越来越多的项目选择专门的二氧化碳封存，而不是二氧化碳驱油

根据目前的项目规划，到2030年，超过50%的捕集二氧化碳将被封存在专门的封存地点。这代表了从二氧化碳提高石油采收率到专用二氧化碳封存的巨大转变。如今，近75%的捕集二氧化碳被用于二氧化碳驱油，超过20%的二氧化碳被封存在七个专门的封存地点，其余的用于其他应用，如温室和生产工业产品。虽然为了提高二氧化碳采收率而注入的大部分二氧化碳会被保留在地下，但如果为了提高采收率而注入的二氧化碳被认为是封存的，则需要优化操作。二氧化碳的核算方法也需要达成一致。

部署

多用户二氧化碳运输和封存基础设施支持广泛的脱碳

通过利用集聚经济和规模经济，多用户二氧化碳运输和封存基础设施可以支持整个工业园区的脱碳。最近出现了发展多用户传输网络和封存枢纽的趋势；总体而言，正在开发的二氧化碳运输和封存基础设施中约有三分之一是多用户的。

目前正在开发的一些运输和封存项目与工业集群有关。例子包括：

• 四个运输和封存项目附属于英国的五个工业集群 。

• 荷兰的Porthos项目，将二氧化碳从鹿特丹-苏伊德（Zuid）运输到海上封存地点。

• 美国休斯敦CCS枢纽。

多用户基础设施可以支持在较小的排放源部署二氧化碳捕集，也可以支持CCUS商业模式和运输方式的多样化。例子包括：

• 美国的三个项目旨在建设超过5800 公里的管道，将大量相对较小的排放源（平均低于20万吨CO2/年的一半以上）捕集的二氧化碳转移到封存地点。

• 作为“长船”CCS项目的一部分，挪威的“北极光”项目打算通过船舶将二氧化碳从与长船相关的两个捕集厂运送到接收终端，然后通过海上管道将二氧化碳运送到封存地点。这将是第一次以封存为目的通过船舶运输二氧化碳。该项目将自己定位为运输和存储服务提供商，并计划在未来向其他来源提供服务。

创新

创新可以支持专用二氧化碳封存的推出

专门的二氧化碳封存一直是重要的研究、开发和创新的主题，包括试点和商业规模的示范。

监测、测量和核查技术继续发展。这项工作可以提高封存性能和安全性，降低成本，并有可能缩短二氧化碳封存的开发时间。

二氧化碳矿化，即将二氧化碳注入玄武岩或橄榄岩，也变得越来越发达。这些岩石含有更高比例的二氧化碳反应性矿物。与传统封存相比，这可以加速碳酸盐矿物的沉淀。在冰岛，Carbfix正在展示用于矿化目的的溶解二氧化碳注入，自2014年以来已注入约85000 吨。在美国华盛顿的Wallula玄武岩试点示范项目中，对玄武岩进行了超临界CO2注入试验。这两个项目的数值模拟表明，在注入后的两年内可能发生显著的矿化。额外的二氧化碳矿化试点和示范可以支持这类封存的扩大。

重新利用基础设施以实现低成本的二氧化碳运输和封存

在特定情况下，现有的管道和其他基础设施可以重新用于二氧化碳的运输和封存。重新利用可能很有吸引力，因为它可以降低基础设施开发的总体成本和时间，延长基础设施退役前的使用寿命，并且在管道的情况下，可能会减少准入要求和土地所有者的补偿。几个正在开发的项目，包括英国的Acorn项目，计划重新利用现有的基础设施。到目前为止，只发生了有限的重新利用；为了方便起见，应该鼓励基础设施所有者在其退役过程中合并重用审计。

船运

目前，食品和饮料行业是二氧化碳的主要来源。它通常在中压（13至18bar和-30°C至-28°C）下运输二氧化碳，因为用户不需要移动大容量和大件货物。低压二氧化碳船（6.5至8.7 bar，-45°C至-41°C）由于其运行的温度和压力，能够比中压船具有更大的舱容和货物容量。这可能会降低运输成本。从液化天然气和液化石油气贸易中学习溢出效应的潜力很大。然而，需要进一步的研究和开发来支持低压二氧化碳船的发展及其部署。为了更好地了解未来二氧化碳运输标准的技术要求，国际标准化组织召集了一个二氧化碳船舶运输工作组（ISO/TC 265/WG 7）。

政策

政府对二氧化碳运输和封存基础设施的支持正在增加

各国和地区已经认识到发展二氧化碳运输和封存基础设施的重要性和紧迫性。一些国家最近颁布了政策：

• 《美国基础设施投资和就业法案》于2021年签署成为法律，其中包括约 5 亿美元用于支持二氧化碳运输和封存发展。2022年的《通货膨胀减少法案》也将支持二氧化碳运输和封存的部署。它增加了45Q的二氧化碳税收抵免值，这些二氧化碳封存在专门的封存地点，注入二氧化碳用于提高石油采收率。此外，还将建设开始期限从2026年延长至2033年，并降低了规模门槛。

• 加拿大2022年预算为符合条件的运输、封存和使用设备规定了37.5%的CCUS税收抵免。此外，阿尔伯塔省在2022年3月宣布，六个潜在的二氧化碳储存枢纽将进入下一轮考虑。

• 丹麦打算投入至少 22 亿美元用于CCUS的发展，包括运输和封存基础设施。2021年，该国还为Greensand项目和Bifrost项目提供了赠款支持，这两个项目都是针对海上二氧化碳储存开发的。

• 欧盟委员会更新了其TEN-E法案，使地质二氧化碳封存基础设施有资格通过连接欧洲设施补贴计划获得补贴。

• 2021年，韩国宣布计划到2030年投资高达 12 亿美元用于CCUS的开发。大约30%的资金将用于封存资源评估，而大部分资金将用于支持CCUS的示范。

投资

投资环境正在改变

在2021年1月至2022年8月期间，做出积极最终投资决策的七个全链条CCUS项目可能会增加高达750万吨 CO2/年的运输和封存能力。然而，其中一些项目包括二氧化碳驱油，并且可能已经连接到现有的管道进行运输。也就是说，超过10个 全链条项目和5个 运输和封存枢纽计划在2022年下半年做出最终投资决策。

国际合作

国际合作将是确保制定《伦敦议定书》各项协议的关键

直到2019年，《伦敦议定书》被认为是发展区域二氧化碳运输和封存基础设施的主要国际法律障碍，因为它有效地禁止了以离岸封存为目的的二氧化碳出口。2019年，该议定书的缔约方正式接受了一项决议，该决议允许各国同意通过双边（或多边）协议出口和接收用于海上地质封存的二氧化碳。2022年9月，丹麦和比利时法兰德斯签署了一项具有里程碑意义的协议，允许二氧化碳运输用于海上封存。到目前为止，还没有宣布其他协议，然而，荷兰和挪威在2021年11月签署了一份谅解备忘录，同意在2022年完成一项双边协议。国际合作将是必不可少的，以确保必要的协议到位，允许二氧化碳运输到其他国家进行海上封存。

对政府的政策建议

确定二氧化碳封存资源，并进行源汇匹配，以优化运输和封存的发展

根据现有地质信息的数量和质量，二氧化碳封存评估和选址开发可能需要三到十年 的时间。因此，没有对其封存资源进行评估的国家应尽快开始初步的竞争前评估。地质调查局等政府组织可以很好地管理资源评估，政府也应该考虑国有企业是否应该在封存评估和开发过程中发挥作用。评估应该以标准化的方式进行，例如使用封存资源管理系统（SRMS），该系统得到了行业的支持，并被石油和天然气气候倡议组织（OGCI）用于其二氧化碳封存资源目录。

一旦对资源进行了评估，源汇匹配——其中二氧化碳封存地点和二氧化碳封存资源的地理位置与容量和其他标准相匹配——可以用来确定可用资源是否可能足够，以及如何开发优化的二氧化碳运输基础设施。

检查和解决现有二氧化碳封存法律和监管框架中的任何空白

作为开发封存资源的第一步，各国应审查涵盖二氧化碳封存活动的现有法律和法规。在一些国家，这可能属于石油和天然气法规，饮用水法规或采矿法规等。如果监管框架存在任何空白，或者不存在此类法律或法规，各国应考虑采用确保二氧化碳安全封存的CCUS框架。

确保许可（permitting）不会成为基础设施部署的障碍

鉴于需要安全及时地推出二氧化碳运输和封存基础设施，监管机构应确保相关部门有足够的内部能力来审查和处理许可申请。监管机构可以考虑确定战略项目，这些项目可以从简化的许可程序中受益。这方面的一个例子是由TEN-E条例定义的欧洲共同利益项目地位。

延长或扩大对CCUS的多边金融支持，特别是在新兴市场和发展中经济体

世界银行和亚洲开发银行都有信托基金，支持一些新兴市场和发展中经济体的二氧化碳封存资源评估。这两个信托基金将于2023年底到期。鉴于在这些国家部署CCUS以支持其持续发展，同时实现脱碳目标的重要性，封存资源评估应继续成为国际合作和多边支持的目标。为此，美国能源部和美国地质调查局于2021年签署了一份谅解备忘录，就评估全球、区域和国家二氧化碳封存资源进行合作。然而，这一承诺并不能取代对专门多边融资倡议的需求。

对私营部门的建议

建立基础设施，以实现二氧化碳捕集的广泛部署

二氧化碳运输和封存基础设施是二氧化碳捕集部署的关键推动者。私营部门应利用其能力发展二氧化碳运输网络和二氧化碳封存枢纽，以期发展一个强大的二氧化碳管理行业。开发此类基础设施可以帮助传统上以化石燃料为重点的公司，如天然气输送服务运营商和油气公司，实现业务线多样化，创造新的收入来源。