引 言
碳中和旨在實現(xiàn)碳排放和吸收的正負抵消，在“雙碳”目標的引領(lǐng)下，許多行業(yè)已經(jīng)形成較為清晰的節(jié)能降碳路徑。而在碳的吸收端，減碳主體在采取節(jié)能降碳手段后仍無法完全消除的剩余碳排放，則需要通過生態(tài)固碳、CCUS技術(shù)等碳匯工具進行吸收，進而完成碳中和。
中大咨詢對碳匯手段進行分類研究，分別探討生態(tài)和技術(shù)兩種固碳方式對于我國實現(xiàn)“雙碳”目標的作用意義。
一、固碳方式：不僅僅局限于植樹造林
01? 生態(tài)固碳：多樣化的碳匯形式
“匯”有聚集、匯合的意思，顧名思義，碳匯就是把二氧化碳固定在某處，從而減少大氣中的含碳量。根據(jù)《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，碳匯是指通過植樹造林、森林管理、植被恢復(fù)等措施，利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定在植被和土壤中，從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動或機制。3月30日，習(xí)近平總書記在首都義務(wù)植樹活動時指出：森林是水庫、錢庫、糧庫，現(xiàn)在應(yīng)該再加上一個“碳庫”。提升林草資源總量和質(zhì)量，鞏固生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力，有利于推動全球環(huán)境和氣候治理。
生態(tài)固碳包括森林、草原、海洋等多種碳匯形式，依靠多個生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)碳吸收，加強生態(tài)保護和修復(fù)。據(jù)統(tǒng)計，全球陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)年均固碳35億噸和26億噸，分別抵消了30%和23%的人為碳排放。我國生態(tài)碳匯能力也在逐步提升，陸地生態(tài)系統(tǒng)碳貯量為792億噸，年均固碳2.01億噸，可抵消同期化石燃料碳排放的14.1%，其中森林的貢獻約為80%?？梢娚鷳B(tài)碳匯在碳中和愿景中扮演重要角色，碳匯項目將助力我國碳中和工作。
圖 1? 生態(tài)固碳過程
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02? 人工固碳：碳捕集、利用與封存技術(shù)
CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）技術(shù)是常見的人工固碳技術(shù)手段，由CCS發(fā)展而來。CCS（二氧化碳捕集與封存）來源于20世紀70年代在美國興起的利用二氧化碳驅(qū)油以提高石油采收率的技術(shù)，我國結(jié)合本國實際提出了CCUS的概念，在CCS基礎(chǔ)上增加了“利用”環(huán)節(jié)，即通過工程技術(shù)手段將捕集的二氧化碳實現(xiàn)資源化利用的過程，包括地質(zhì)、化工和生物利用。CCUS是將二氧化碳從工業(yè)過程、能源利用或大氣中分離出來，直接加以利用或注入地層以實現(xiàn)永久碳減排的技術(shù)。CCS與CCUS理念基本一致，都是為了減少碳排放總量，目前CCUS的概念已經(jīng)獲得了世界范圍內(nèi)的普遍認同。
圖 2? CCUS技術(shù)環(huán)節(jié)及應(yīng)用場景，資料來源：《水泥行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)路線圖》（IEA），公開資料整理；中大咨詢分析
二、CCER項目：生態(tài)碳匯轉(zhuǎn)化為碳交易產(chǎn)品
生態(tài)碳匯除了能在吸收二氧化碳方面起重要作用之外，還能轉(zhuǎn)化為可交易的產(chǎn)品，在碳市場上進行交易。CER（核證減排量）是《京都協(xié)議書》規(guī)定的一種碳交易標的，與碳排放配額一樣都是碳交易市場的基礎(chǔ)產(chǎn)品，碳配額不足的企業(yè)可以通過購買CER來抵減碳排放。我國的CER則稱為CCER，僅用于國內(nèi)市場。
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01? CCER簡介
根據(jù)《碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）》，國家核證自愿減排量（Chinese Certified Emission Reduction，簡稱CCER），是指對我國境內(nèi)可再生能源、林業(yè)碳匯、甲烷利用等項目的溫室氣體減排效果進行量化核證，并在國家溫室氣體自愿減排交易注冊登記系統(tǒng)中登記的溫室氣體減排量。也就是說，除林業(yè)等生態(tài)碳匯外，可再生能源、甲烷利用也是CCER項目的重要組成部分。國家發(fā)展改革委作為溫室氣體自愿減排交易的國家主管部門，負責項目和減排量的備案和登記工作。CCER可用于全國和試點碳市場重點排放單位履約，用來抵扣配額或直接參與碳交易，也可用于企業(yè)自身的碳中和，或作為金融資產(chǎn)，開展CCER質(zhì)押、碳信托等碳金融活動。
全國碳市場背景下允許使用的CCER類型包括可再生能源、林業(yè)碳匯和甲烷利用三種：
可再生能源包括風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等供電或/和供熱的項目。
林業(yè)碳匯是根據(jù)植物碳匯功能開發(fā)的CCER項目，早在2003年，國際社會就已將造林、再造林等林業(yè)活動納入碳匯項目達成了一致意見，制定了新的運作規(guī)則，為正式啟動實施造林、再造林碳匯項目創(chuàng)造了有利條件，林業(yè)碳匯項目極有可能成為CCER開發(fā)的熱點?，F(xiàn)存與林業(yè)相關(guān)的CCER方法學(xué)有5個，其中被使用最多的是AR-CM-001碳匯造林項目方法學(xué)，超過總使用次數(shù)的60%。
甲烷利用從廣義來看，包括煤層氣/瓦斯利用、垃圾填埋氣利用、工業(yè)廢水/生活污水處理、養(yǎng)殖糞便處理/垃圾堆肥、農(nóng)村戶用沼氣等項目。
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02? CCER發(fā)展歷程
2012年之前，我國企業(yè)主要通過CDM（清潔發(fā)展機制）參與國際碳市場，但隨著CER價格不斷下跌，CDM項目發(fā)展受阻。2012年，中國建立了溫室氣體自愿減排交易機制，以CCER為碳信用標的。2015年自愿減排交易信息平臺上線，CCER進入交易階段。2017年，CCER項目備案暫緩至今，存量CCER仍在各大試點交易，全國碳市場第一個履約周期可用的CCER均為2017年3月前產(chǎn)生的減排量減排項目。
2013-2017年發(fā)改委公示的CCER審定項目共2871個，備案項目861個，減排量備案項目254個（共5000多萬噸）。截至2021年9月，CCER累計成交量超過3.34億噸二氧化碳當量，成交額近30億元。全國八個碳排放交易權(quán)試點地區(qū)中，上海位列成交量榜首，廣東緊隨其后。CCER的價格在20-30元/噸波動。
就CCER未來市場規(guī)模而言，以電力行業(yè)年度排放量大約為40億噸的體量、5%的清繳比例計算，全國碳市場可使用的CCER規(guī)模年度上限將達2億噸。若出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，CCER市場極有可能在未來重啟，重啟時間和相關(guān)政策要求尚不確定。
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03? CCER核心機制
?? 備案流程
如下圖所示，CCER項目備案由項目識別、項目審定、項目備案與登記、減排量備案、上市交易及最終注銷六個階段構(gòu)成。同一個CCER項目，備案只需發(fā)生一次，而減排量備案則會因為所產(chǎn)生CCER的時段不同發(fā)生多次。
圖 3? CCER項目備案流程，資料來源：天津碳排放權(quán)交易所，中國自愿減排交易信息平臺，招商證券；中大咨詢整理
?? 方法學(xué)與減排量計算
國家主管部門一共批準了200個方法學(xué)，涵蓋了可再生能源發(fā)電、甲烷回收利用、造林碳匯等領(lǐng)域，對于項目減排量的計算也做出了明確規(guī)定。不同項目適用的方法學(xué)不同，例如，對于提高能效項目來說，基準線的計算需要對現(xiàn)有設(shè)備的性能進行測量；對于可再生能源項目來說，基準線計算可以參照項目所處地區(qū)最有可能的替代項目的排放量。
CCER項目減排量采用基準線法計算，基本思路為假設(shè)在沒有該CCER項目的情況下，為了提供同樣的服務(wù)，最可能建設(shè)的其他項目所帶來的溫室氣體排放，減去該CCER項目的溫室氣體排放量和泄漏量，基本公式為項目減排量=基準線減排量-溫室氣體排放量-泄漏量；此外，碳匯減排量的計算公式為項目減排量=項目碳匯量-基線碳匯量-泄漏量。（其中，項目碳匯量指在項目情景下，項目邊界內(nèi)碳庫中碳儲量的變化量；基線碳匯量指在基線情景下，項目邊界內(nèi)碳庫中碳儲量變化量減去溫室氣體排放的增加量；泄露量是由該造林項目活動導(dǎo)致的、發(fā)生在項目邊界之外的碳排放量）
基準線研究和核準是CCER項目實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對每個項目而言，計算基準線所采用的方法學(xué)必須得到國家發(fā)改委的批準，且基準線需得到指定經(jīng)營實體的核實。
?? 項目計入期
計入期是指項目可以產(chǎn)生減排量的最長時間期限，項目參與者可選擇其中之一：固定計入期（10年）和可更新的計入期（3×7年）；林業(yè)碳匯項目的計入期為20-60年，項目備案成功后，可以持續(xù)獲得10-60年的碳資產(chǎn)收益。
?? 抵消機制
不同試點碳交易所抵消機制有所區(qū)別，最新發(fā)布的《碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）》規(guī)定，納入全國碳市場的重點排放單位每年可以使用國家核證自愿減排量抵消碳排放配額的清繳，抵消比例不得超過應(yīng)清繳碳排放配額的5%，但在地方試點中比例不盡相同，比如廣東、天津等為10%，重慶8%等。
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04? CCER應(yīng)用案例
?? 中節(jié)能烏魯木齊達坂城20萬千瓦風(fēng)電項目
風(fēng)電是CCER項目中占比最高的類型，CCER有望為風(fēng)電運營企業(yè)帶來發(fā)電效益和可觀收益。該項目安裝了80臺單機容量為2.5MW的風(fēng)力發(fā)電機組，總裝機容量200MW，屬于大規(guī)模風(fēng)電項目。項目選擇的方法學(xué)為CM-001-V02可再生能源并網(wǎng)發(fā)電方法學(xué)（第二版），通過測算基準排放量和項目排放量，得出項目從2015年12月27日至2022年12月26日計入期內(nèi)預(yù)計總減排量為259萬噸CO2e，在監(jiān)測期（2015年12月27日至2017年1月31日）內(nèi)所產(chǎn)生溫室氣體減排量為13萬噸CO2e。通過計算行業(yè)平均度電碳減排量，得出風(fēng)電項目度電碳減排量約為857.5克/千瓦時。以中節(jié)能風(fēng)電為例，計算得到公司2020年度風(fēng)力發(fā)電量為68.2億千瓦時，以857.5克/千瓦時的平均度電碳減排量進行計算，公司2020年風(fēng)電碳減排量為584.8萬噸。
2020年，在我國率先實行碳交易試點的地區(qū)，CCER價格約30元/噸，在不考慮CCER申請過程中相關(guān)成本的情況下，假設(shè)節(jié)能風(fēng)電2020年風(fēng)電發(fā)電量全部申請CCER，公司預(yù)計通過CCER獲得1.75億元的額外收入。
?? 大埔縣碳匯造林項目
碳匯造林項目通過開展植樹造林工作，增加森林碳匯量、減少二氧化碳含量，同時為企業(yè)帶來收益。自2012年起，該項目每年分別造林約1850公頃，共計7400公頃。項目選擇AR-CM-001-V01碳匯造林項目方法學(xué)，通過測算基準排放量和項目排放量，根據(jù)公式得出大埔縣碳匯造林項目從2012年4月1日至2016年12月31日共減排3.8萬噸二氧化碳。CCER價格約30元/噸，碳匯造林項目每年平均可帶來114萬元的收益。若未來CCER項目審批重啟，碳匯造林項目有望為企業(yè)帶來額外收益。
2022年3月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《關(guān)于做好2022年企業(yè)溫室氣體排放報告管理相關(guān)重點工作的通知》，全國碳市場第二履約周期相關(guān)工作啟動。由于在第一履約周期中市場存量CCER已基本消耗殆盡，第二履約周期的抵扣機制如何實施、CCER機制何時重啟等問題再度引發(fā)關(guān)注。
綜上所述，CCER項目發(fā)展可能存在以下難點：其一，我國CCER重啟時間不明，增加了項目投資和減排效益的不確定性；其二，通過CCER項目可以抵消的碳減排量較為有限，歐盟碳市場曾出現(xiàn)因使用過多抵消比例的CER而讓市場價格低迷的情況，隨著價格持續(xù)下跌，歐盟在第四階段（2021-2030年）中取消了減排量抵消機制，因此結(jié)合我國實際來看，CCER可能也只是階段性手段，并不能作為碳中和進程中的長久之計。
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三、CCUS技術(shù)：極有可能是碳中和后期的“大功臣”
01? CCUS對碳中和貢獻幾何？
碳中和目標的實現(xiàn)要求我國建立以非化石能源為主的零碳能源系統(tǒng)，CCUS作為必不可少的技術(shù)路徑，減碳潛力巨大，工業(yè)利用前景廣闊。研究數(shù)據(jù)表明，2030年，CCUS在不同情景中的全球減排量為1~16.7億噸/年，平均為4.9億噸/年；2050年為27.9~76億噸/年，平均為46.6億噸/年。在碳中和進程中合理運用CCUS技術(shù)，對于推進化石能源利用清潔化、生產(chǎn)過程低碳化具有重大意義。
CCUS是實現(xiàn)化石能源低碳化利用的唯一技術(shù)選擇。CCUS在促進煤清潔利用方面起重要作用，能夠推進油氣、燃煤發(fā)電、煤化工等行業(yè)的發(fā)展優(yōu)化。2019年我國能源消耗結(jié)構(gòu)中煤炭占比高達58%，化石能源仍將在我國能源體系中長期扮演重要角色，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型過程中，利用CCUS技術(shù)實現(xiàn)化石能源的低碳化利用是保障近零排放的主要技術(shù)手段。
CCUS是鋼鐵、水泥等難減排行業(yè)實現(xiàn)碳中和的兜底技術(shù)保障。根據(jù)IEA發(fā)布的2020年鋼鐵行業(yè)技術(shù)路線圖和水泥低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)路線圖，未來至2050年，鋼鐵行業(yè)在采取改進工藝方式、提升生產(chǎn)效率等減排手段后，仍剩余34%的碳排放量，而水泥行業(yè)碳減排潛力約50%依賴碳捕集利用技術(shù)，加之此類行業(yè)具有特殊的技術(shù)特點，無法完全依靠能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整實現(xiàn)碳中和，因此CCUS是難以減排行業(yè)實現(xiàn)凈零排放極少數(shù)可行的技術(shù)方案之一。
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02? CCUS技術(shù)全球發(fā)展概況
《全球碳捕集與封存現(xiàn)狀2020》報告指出，對于脫碳難度較大的行業(yè)，采用CCUS技術(shù)可有效助力節(jié)能減排。截至2020年底，全球共部署CCUS項目65項，其中26項正在運行，每年可捕集和永久封存約4000萬噸二氧化碳。CCUS技術(shù)部分設(shè)施自1980年起投入運行，在部分工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用已久，例如上世紀美國德克薩斯州ValVerde地區(qū)的天然氣加工廠就已經(jīng)開始向當?shù)厥蜕a(chǎn)商供應(yīng)二氧化碳以提高石油采收率。
隨著各國政府和企業(yè)紛紛制定凈零排放目標，CCUS技術(shù)增長勢頭不斷加強。IEA預(yù)測，至2030年，CCUS的捕碳能力需增至每年16億噸，才能與2050年實現(xiàn)凈零排放保持一致。要實現(xiàn)全球氣溫升幅控制在2℃以內(nèi)的目標，9%的碳減排需要依靠CCUS；要實現(xiàn)1.5℃以內(nèi)的目標，32%的碳減排任務(wù)需要依靠CCUS。預(yù)計至2050年，CCUS將貢獻約14%的二氧化碳減排量。然而，由于成本較高等因素的制約，CCUS至今尚未實現(xiàn)大規(guī)模商用。
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03? 中國CCUS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
?? 我國CCUS技術(shù)項目逐漸趨向規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化
我國目前已投運或建設(shè)中的CCUS示范項目達40個，捕集能力300萬噸/年。中國CCUS技術(shù)項目遍布全國19個省份，但多以石油、煤化工、電力行業(yè)小規(guī)模的捕集驅(qū)油示范為主，缺乏大規(guī)模的多種技術(shù)組合的全流程工業(yè)化示范。《中國CCUS年度報告（2021）》指出，碳中和目標下我國2030年CCUS減排需求為0.2億~4.08億噸，市場規(guī)模將突破千億。
中國已經(jīng)具備大規(guī)模碳捕集、利用與封存的工程能力，正積極籌備全流程CCUS產(chǎn)業(yè)集群。例如，國家能源集團鄂爾多斯CCS示范項目已成功開展了10萬噸/年規(guī)模的CCS全流程示范；中石油吉林油田EOR項目是亞洲最大的EOR項目，累計已注入超過200萬噸二氧化碳；中石化于2021年7月正式啟動建設(shè)我國首個百萬噸級CCUS項目（齊魯石化-勝利油田CCUS項目）。
中國的CCUS各技術(shù)環(huán)節(jié)均取得了顯著進展，部分技術(shù)已經(jīng)具備商業(yè)化應(yīng)用潛力。就捕集技術(shù)而言，燃燒后捕集技術(shù)是目前最為成熟的捕集技術(shù)，可用于大部分火電廠的脫碳改造，國華錦界電廠開展的15萬噸碳捕集與封存示范項目正在建設(shè)，是目前中國規(guī)模最大的燃煤電廠燃燒后碳捕集與封存全流程示范項目。富氧燃燒技術(shù)是最具潛力的燃煤電廠大規(guī)模碳捕集技術(shù)之一，產(chǎn)生的二氧化碳濃度較高（約90%~95%），更易于捕獲；該技術(shù)發(fā)展迅速，可用于新建燃煤電廠和部分改造后的火電廠。
?? 典型案例：中國石化建成我國首個百萬噸級CCUS項目
今年年初，我國首個百萬噸級CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）項目——齊魯石化-勝利油田CCUS項目建成中交，該項目是中國石化建設(shè)的國內(nèi)第一個百萬噸級CCUS項目，涵蓋碳捕集、利用和封存等環(huán)節(jié)。
項目投產(chǎn)后每年可減排二氧化碳100萬噸，相當于植樹近900萬棵、近60萬輛經(jīng)濟型轎車停開一年，預(yù)計未來15年可實現(xiàn)增產(chǎn)原油296.5萬噸。這是目前國內(nèi)最大的CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈示范基地和標桿工程，對我國CCUS規(guī)?；l(fā)展具有重大示范效應(yīng)，對提升我國碳減排能力具有重要意義。
圖 4? 齊魯石化-勝利油田CCUS項目技術(shù)路線圖，資料來源：《流程工業(yè)》雜志；中大咨詢整理
該項目于2021年7月啟動建設(shè)，由齊魯石化二氧化碳捕集、勝利油田二氧化碳驅(qū)油與封存兩部分組成。齊魯石化捕集的二氧化碳采用綠色運輸方式，送至勝利油田進行驅(qū)油封存，實現(xiàn)了二氧化碳捕集、驅(qū)油與封存一體化應(yīng)用，把二氧化碳封在地下，把油驅(qū)出來，做到“變廢為寶”。
在碳捕集環(huán)節(jié)，齊魯石化新建100萬噸/年液態(tài)二氧化碳回收利用裝置，回收煤制氫裝置尾氣中的二氧化碳，提純后純度可達99%以上；在碳利用與封存環(huán)節(jié)，已建成10座無人值守注氣站，向附近73口井注入二氧化碳，增加原油流動性，大幅提高原油采收率，同時油氣集輸系統(tǒng)全部采用密閉管輸，進一步提高二氧化碳封存率。
?? CCUS技術(shù)面臨成本、技術(shù)和政策挑戰(zhàn)
CCUS作為新興的固碳技術(shù)，可依附于既有技術(shù)路徑實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，且相較于傳統(tǒng)CCS技術(shù)有更為可觀的經(jīng)濟效益。然而，較高的研發(fā)資源投入使許多企業(yè)望而卻步，未來CCUS的廣泛應(yīng)用需要解決成本因素的制約，同時也離不開針對性政策的支持。
CCUS項目的投資、運營成本較高，且受到地質(zhì)條件和應(yīng)用場景的約束。中國CCUS發(fā)展年度報告預(yù)計至2030年，CO2捕集成本為90~390元/噸，2060年為20~130元/噸；2030年CO2封存成本為40~50元/噸，2060年封存成本為20~25元/噸。CCUS在美國和歐洲等地發(fā)展較快，得益于政策的稅收和財政支持，但目前在我國難以做到大規(guī)模普及和商業(yè)化。
目前，我國CCUS全流程項目和范圍較小，并且受現(xiàn)有CCUS技術(shù)水平的制約，在部署時將使一次能耗增加10%~20%甚至更多，效率損失很大，嚴重阻礙了CCUS技術(shù)的推廣和應(yīng)用。此外，CCUS尚未享受國家層面的財稅支持，企業(yè)開展CCUS示范項目的積極性普遍不高。
中大咨詢認為，CCUS當前仍處于技術(shù)和經(jīng)驗儲備以及商業(yè)模式的探索階段，今后在技術(shù)成熟、解決成本問題的前提下會形成大規(guī)模工業(yè)化的應(yīng)用，是我國在碳中和工作收尾階段極為重要的技術(shù)手段，趨向于依靠技術(shù)進步提高捕集效率、提升經(jīng)濟效益。
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四、結(jié)語
碳匯作為對節(jié)能降碳行動的補充，是碳中和路程中不可或缺的輔助手段，未來碳匯交易、CCUS技術(shù)等的發(fā)展對于我國“雙碳”目標的實現(xiàn)具有深遠影響。開展CCER項目交易對于有一定需求的企業(yè)是合適的做法，而從長期來看，CCUS可能是極為有效的固碳手段。
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參考文獻
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