碳捕获:从小众走向必需

2025-09-23 16:24:32

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对许多行业而言,从废气中捕获、利用和储存二氧化碳(CCUS)是实现气候中和道路上的关键环节。三菱重工集团CCUS业务负责人长安达立人在本篇客座文章中阐述为何CCUS技术即将迎来爆发式增长。

碳捕获、利用与封存技术诞生于1970年代,首个大型项目于1990年代启动。然而30年后的今天,该技术仍属工业领域的小众市场,近年来在减少二氧化碳排放和应对气候变化方面,其风头甚至被可再生能源与核能所掩盖。
我认为这一现状即将改变。各国、各行业和企业加速脱碳的紧迫感日益增强,加之新一代客户——大型科技公司——既有意愿也有能力为可靠的清洁能源付费,这些因素将推动CCUS市场实现规模化扩张。这一转变恰逢其时:正如国际能源署所指出的,CCUS技术对全球在2050年前实现净零排放至关重要,尤其需要在水泥、钢铁和化工等难减排行业的脱碳进程中发挥特殊作用。
需要指出的是,迄今为止能够实现二氧化碳捕获经济效益的企业,仅限于那些能将捕获的二氧化碳作为生产尿素或甲醇等产品原料并由此创造收入的工业公司。全球CCUS领域领导者三菱重工集团建设的18个运营中的二氧化碳捕获设施,几乎全部为石化行业客户建造。
与此同时,那些仅以减排为目标的企业因CCUS系统成本居高不下而难以实现经济可行性。但如今情况已有所不同。每次访问美国时,微软、谷歌、亚马逊等超大规模科技企业为新建数据中心采购清洁电力的激增需求都令我印象深刻——这些企业都设定了严格的减排目标,其中多数力求在2030年前实现净零排放。
它们不仅需要大量电力,且需求紧迫;更需要稳定的电力供应,因为服务器即使宕机几秒钟也会造成巨大损失。因此,间歇性可再生能源并非可行选择,而搭配储能电池的可再生能源方案成本极高,特别是考虑到数据中心25-30年的运营周期。核能虽是一种替代方案,但反应堆从规划到建成可能耗时十年以上。这意味着配备CCUS系统的现代燃气轮机联合循环电厂,往往在建设速度和全生命周期成本方面成为最优选择。
尽管如此,第三方独立数据显示此类新建项目成本高昂,CCUS组件通常会使燃气轮机联合循环电厂的基础成本增加50%以上。这意味着在市场成熟前,政府支持不可或缺——正如对可再生能源的补贴成功推动该行业规模化发展一样。令人鼓舞的是,美国政府已重申对二氧化碳捕获的45Q税收抵免政策,同时将削减对其他清洁能源技术的支持。

从前端设计到最终投资决策

英国政府更进一步,为该国主要工业集群的脱碳项目提供全额担保。这促使去年12月英格兰东北部"net zero Teesside"集群的大型CCUS系统获得首个最终投资决策。日本政府也决心大力推进,于今年7月向三菱重工下达了国内最大二氧化碳捕获厂的前端工程设计订单,该工厂将由北海道电力公司苫东厚真发电厂运营。该项目得到政府机构日本石油天然气金属矿产资源的支持,计划将捕获的二氧化碳安全封存于海底含水层。
随着发展势头加速,我预计三菱重工GX解决方案旗下CCUS业务正在处理的30-40个客户咨询将转化为前端工程设计项目(目前约5个),进而推进至最终投资决策阶段并形成正式订单。
大型二氧化碳捕获装置建设周期约三年,而像三菱重工"CO₂MPACTTM"系列的模块化系统因体积更小、设备超90%标准化预制且可集装箱式运输,能大幅缩短建造安装时间。目前我们看到多个行业对此类系统的需求,这些行业希望展示捕获二氧化碳的潜在应用场景——例如用于番茄、草莓或甜瓜的种植。

构建全产业链

随着CCUS市场扩大和新应用场景涌现,三菱重工当前70%的市场份额无疑将下降——尽管我们的绝对收入正快速增长,但全球已交付的二氧化碳捕获工厂数量有限。我们计划通过持续提升捕获技术来减缓份额下滑,我认为目前基于胺法的化学液体吸收技术中我们的效率最具优势。我们将不断扩展产品线和商业机会,不仅发展模块化二氧化碳捕获系统,还为石油行业的浮式生产储卸油装置开发船载二氧化碳捕获系统。
最重要的是,三菱重工将参与CCUS全产业链建设。这包括运输环节——三菱造船正在开发液态二氧化碳运输船;以及三菱重工压缩机公司提供用于二氧化碳两端封存的气体压缩机。我们也在积极拓展外部合作:埃克森美孚与三菱重工正联合提供CCUS产业链"端到端解决方案",整合三菱重工的二氧化碳捕获技术、埃克森美孚的二氧化碳运输与封存能力,以及从项目开发初期到项目执行与工厂运营的早期阶段开发服务。
所有这些举措使我相信,CCUS将在缓解全球变暖中发挥关键作用。当这一时刻来临,我们将见证该项技术为地球脱碳进程作出重大贡献的历史节点。
来源:三菱重工

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