2020年化石能源在一次能源消費(fèi)中占比近85%，短中期仍然將是滿足能源消費(fèi)的主要來(lái)源。長(zhǎng)期而言，非化石能源會(huì)逐漸成為主力，但化石能源可能難以被完全替代。化石能源使用帶來(lái)的碳排放成為碳中和路徑上必須要考慮解決的問(wèn)題。CCUS（碳捕獲、利用與封存）作為二氧化碳的負(fù)排放技術(shù)逐漸來(lái)到風(fēng)口。

中國(guó)一次能源消費(fèi)中煤炭占據(jù)約57%，煤炭發(fā)電消費(fèi)近一半的煤炭，提供了65%的電力供應(yīng)，其目前在電力系統(tǒng)中的作用和難以規(guī)避的碳排放，成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳中和的主要矛盾之一，關(guān)于煤電退役的討論不絕于耳，煤炭使用也可能成為今后國(guó)際政治的討論焦點(diǎn)。筆者的基本觀點(diǎn)是，未來(lái)順利進(jìn)行碳中和，中國(guó)煤電“退出”主要形式是利用小時(shí)持續(xù)下降，轉(zhuǎn)型升級(jí)和功能轉(zhuǎn)換，保障電力穩(wěn)定和電網(wǎng)安全，以及應(yīng)對(duì)極端氣候。

CCUS行業(yè)發(fā)展處于初期示范階段

CCUS和煤電是碳中和路徑相關(guān)討論中的熱點(diǎn)，CCUS應(yīng)當(dāng)如何定位，煤電未來(lái)是棄是留，眾說(shuō)紛紜。CCUS指二氧化碳的捕捉、利用及封存，是將二氧化碳從工業(yè)過(guò)程、能源利用或大氣中分離出來(lái)，直接加以利用或注入地底以實(shí)現(xiàn)二氧化碳永久減排的過(guò)程。CCUS技術(shù)是目前實(shí)現(xiàn)化石能源低碳化利用的關(guān)鍵技術(shù)選擇。目前中國(guó)已投運(yùn)或建設(shè)中的CCUS示范項(xiàng)目約為40個(gè)，捕集能力為每年300萬(wàn)噸，多以石油、煤化工、電力行業(yè)小規(guī)模的捕集驅(qū)油示范為主，行業(yè)發(fā)展處于初期示范階段。

目前各界對(duì)于CCUS未來(lái)發(fā)展?jié)摿靶袠I(yè)定位的看法不一。樂觀態(tài)度者認(rèn)為CCUS在全球范圍內(nèi)存在巨大的減排潛力，將成為碳中和產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)，應(yīng)當(dāng)大量布局CCUS項(xiàng)目。悲觀態(tài)度者則認(rèn)為CCUS成本過(guò)高，難以大規(guī)模應(yīng)用。

中國(guó)經(jīng)濟(jì)還將持續(xù)增長(zhǎng)，能源消費(fèi)規(guī)模仍將擴(kuò)大，需要充分理解清潔能源如何在滿足增量的同時(shí)替代存量，并盡可能控制清潔低碳的轉(zhuǎn)型成本。在當(dāng)前的碳中和路徑探索階段，準(zhǔn)確把握行業(yè)發(fā)展，有益于碳中和進(jìn)程的順利進(jìn)行。

從目前的技術(shù)看，中國(guó)能源結(jié)構(gòu)未來(lái)面臨著一個(gè)“倒過(guò)來(lái)”的過(guò)程，政府的目標(biāo)是2060年非化石能源占能源供應(yīng)80%以上，大量研究報(bào)告認(rèn)為未來(lái)風(fēng)電光伏在能源系統(tǒng)中將占到60%~65%，取代煤炭成為能源供應(yīng)主力。但是，這一過(guò)程并不只是裝機(jī)量和發(fā)電量的變化這么簡(jiǎn)單。目前中國(guó)清潔能源發(fā)展中，只有風(fēng)電光伏有很大的增長(zhǎng)潛力，而風(fēng)電光伏“靠天吃飯”的特點(diǎn)與生俱來(lái)，注定其大規(guī)模上網(wǎng)將會(huì)給能源電力供給帶來(lái)穩(wěn)定性和可靠性問(wèn)題，要保證未來(lái)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須進(jìn)行對(duì)沖可再生能源波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的相應(yīng)配置。

CCUS的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估陷入成本誤區(qū)

“儲(chǔ)能+可再生能源”被認(rèn)為是有效解決能源供應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)方案。各級(jí)部門事實(shí)上也已經(jīng)出臺(tái)了不少“可再生能源+儲(chǔ)能”相關(guān)的政策和規(guī)定。目前儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)比較成熟，政策和資金投入大，成本有望進(jìn)一步大幅度下降。但是，也必須看到，目前儲(chǔ)能技術(shù)中最具可行性的鋰離子電池儲(chǔ)能，其成本水平距離大規(guī)模商業(yè)化布局仍有較大差距，現(xiàn)行投運(yùn)或在建的儲(chǔ)能項(xiàng)目除了抽水蓄能外，也大多是小規(guī)模示范項(xiàng)目，即使在政府補(bǔ)貼政策的幫助下，經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)并不樂觀。而且，隨著風(fēng)電光伏的比例上升，不穩(wěn)定性沖擊將非線性增大，對(duì)儲(chǔ)能配比的要求會(huì)大幅度提高。

另一方面，CCUS技術(shù)研發(fā)基本成熟，也具備了大規(guī)模應(yīng)用到各行業(yè)中的技術(shù)可行性，而對(duì)于未來(lái)產(chǎn)業(yè)中無(wú)法規(guī)避的化石能源使用，則需要CCUS為主的負(fù)排放技術(shù)予以抵消，才能碳中和。CCUS目前存在著很多問(wèn)題，最主要是成本高投入小，產(chǎn)業(yè)鏈屬于起步階段，政策支持仍不完善，經(jīng)濟(jì)效益尚不明晰等。因此一般的共識(shí)是，考慮到CCUS成本高昂，CCUS應(yīng)當(dāng)是在其他方法和手段難以奏效時(shí)，用來(lái)托底減碳的底牌方案。

從中國(guó)碳中和進(jìn)程的宏觀視角來(lái)看，CCUS的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估需要結(jié)合煤電使用來(lái)談，CCUS的具體利用也要結(jié)合中國(guó)電力系統(tǒng)自身獨(dú)有的特色來(lái)討論。中國(guó)擁有世界上體量最為龐大、效率最高、也是最年輕的煤電機(jī)組存量，2020年煤電裝機(jī)量12.5億千瓦，占電力裝機(jī)總量的56.8%，整體來(lái)看機(jī)組平均服役年限僅11.6年，機(jī)組年輕且超臨界、超超臨界等先進(jìn)機(jī)組占比超過(guò)55%。碳中和的目標(biāo)提出后，煤電似乎已經(jīng)注定退出電力舞臺(tái)，但煤炭“退役”導(dǎo)致的煤炭設(shè)備投入歸零以及CCUS的引入能夠給煤電在碳中和進(jìn)程中的作用帶來(lái)新的思路，中國(guó)現(xiàn)有的煤電資源和煤炭稟賦也能夠?yàn)镃CUS的布局提供更合理的考慮。

由于碳匯的不確定性，只有CCUS的引入，才可能讓現(xiàn)有的煤電機(jī)組繼續(xù)在未來(lái)清潔電力系統(tǒng)中發(fā)揮一定的作用。由于CCUS成本高昂，目前普遍對(duì)CCUS的經(jīng)濟(jì)性抱有很大疑慮而導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)投入嚴(yán)重不足。然而，目前CCUS的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估陷入成本誤區(qū)，就是直接將目前的煤電成本加上CCUS成本，并沒有考慮未來(lái)煤炭必須“退役”這個(gè)預(yù)期?？梢韵胂?，面對(duì)碳中和目標(biāo)，煤電結(jié)局只有全面退出，煤炭“退役”除了導(dǎo)致之前投入的固定成本歸零，還需要投入拆遷費(fèi)用以及其他職工安置再就業(yè)等成本。

這樣，納入煤炭“退役”預(yù)期的CCUS經(jīng)濟(jì)性評(píng)估可以跳出煤電成本誤區(qū)。中國(guó)大量的先進(jìn)年輕煤電機(jī)組可以作為可靠的儲(chǔ)備電源，經(jīng)過(guò)靈活性改造后也能很好地?fù)?dān)任靈活性調(diào)峰電源的角色，對(duì)沖大比例風(fēng)電光伏不穩(wěn)定對(duì)電力供應(yīng)的沖擊，以及在關(guān)鍵時(shí)刻（如極端氣候）保障電力供應(yīng)，同時(shí)也是對(duì)龐大煤電裝機(jī)和煤炭資源的有效利用?？梢韵胂?，如果未來(lái)煤電發(fā)電成本僅包括煤炭使用成本、設(shè)備維護(hù)、靈活性改造等運(yùn)行成本，而電廠設(shè)備和建設(shè)等固定成本將歸零。從目前情況看，CCUS成本還是遠(yuǎn)高于儲(chǔ)能成本，所以，在電力系統(tǒng)碳中和路徑選擇上，“CCUS配合煤電”與“可再生能源加儲(chǔ)能”，除了經(jīng)濟(jì)性的比較，還需要綜合考慮中國(guó)國(guó)情。

因此，納入煤電“退役”預(yù)期，CCUS的定位就可以不僅僅是不得已而用之的托底方案。從政府戰(zhàn)略和政策上，不能受短期“CCUS搭配煤電”的經(jīng)濟(jì)效益差所局限，更大規(guī)模CCUS布局應(yīng)當(dāng)可以展開。隨著碳減排進(jìn)程深入，可再生能源占比大幅度上升，依托現(xiàn)存大量“固定成本歸零”的煤電機(jī)組布局的CCUS配置將會(huì)顯示出其在可靠性和經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)勢(shì)。一方面對(duì)煤電機(jī)組的保留和利用符合先破后立的轉(zhuǎn)型原則，能夠保障電力系統(tǒng)在峰谷調(diào)節(jié)和應(yīng)對(duì)極端氣候的可靠性；另一方面，CCUS的下游產(chǎn)業(yè)鏈成熟后，搭配“成本歸零”的煤電機(jī)組，相比較“可再生能源+儲(chǔ)能”配置的經(jīng)濟(jì)性也將會(huì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。

由于CCUS產(chǎn)業(yè)鏈的全面布局需要很長(zhǎng)的發(fā)展周期，應(yīng)當(dāng)將眼光放長(zhǎng)遠(yuǎn)。面對(duì)未來(lái)能源系統(tǒng)大比例的風(fēng)電光伏，既需要發(fā)展儲(chǔ)能，也要同時(shí)意識(shí)到“煤電+CCUS”的配置將可以有力保障和推動(dòng)相對(duì)低成本碳中和進(jìn)程，有益于先立后破，也有益于中國(guó)資源利用。

與大量有關(guān)電動(dòng)汽車對(duì)碳排放影響的爭(zhēng)議一樣，從目前的角度看，由于中國(guó)的電力供應(yīng)過(guò)去十年中，煤電占電力總消費(fèi)比例僅下降了約10%，如果考慮電動(dòng)汽車全產(chǎn)業(yè)鏈的碳排放，可能電動(dòng)汽車對(duì)目前碳減排的貢獻(xiàn)非常有限。但是，這種“全生命周期”爭(zhēng)議忽略了電動(dòng)汽車未來(lái)的減排預(yù)期，當(dāng)未來(lái)能源系統(tǒng)（電力系統(tǒng)）清潔能源超過(guò)80%時(shí)，電動(dòng)汽車的碳減排作用則不言而喻。然而，如果受制于現(xiàn)有爭(zhēng)議而對(duì)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的布局和發(fā)展有所遲疑，就不可能有未來(lái)的電動(dòng)汽車帶來(lái)的大規(guī)模碳減排，同理亦適用于CCUS產(chǎn)業(yè)。

著眼未來(lái)，中國(guó)可以依托現(xiàn)存大量年輕先進(jìn)的煤電機(jī)組進(jìn)行CCUS的配置，在大比例風(fēng)電光伏情景下，降低對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求和壓力，能夠以較低的成本支持中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。應(yīng)對(duì)未來(lái)大比例風(fēng)電光伏對(duì)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性沖擊,靈活性改造后的煤電機(jī)組+CCUS模式相較于重新建立一個(gè)龐大的儲(chǔ)能系統(tǒng)，應(yīng)該綜合成本更低一些，其關(guān)鍵在于火電機(jī)組固定資產(chǎn)的“零成本”，以及政府如何有效地支持“零成本”。因此，CCUS的全面布局需要盡快展開，抓住時(shí)機(jī)發(fā)展CCUS產(chǎn)業(yè)，早日形成“煤電+CCUS”在電力系統(tǒng)占有一定比例的方案，彌補(bǔ)電力系統(tǒng)全部“可再生能源+儲(chǔ)能”的成本劣勢(shì)和應(yīng)對(duì)極端氣候方面的不足。

（作者系嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室研究員、廈門大學(xué)中國(guó)能源政策研究院院長(zhǎng)）

標(biāo)簽： CCUS 碳中和 能源結(jié)構(gòu) 清潔能源 電動(dòng)汽車