Optimization Path of Facility Transformation for Key Industrial Sectors in China Considering Geological Storage Resource Constraints of CCUS
Year: 2025
Type: article
Abstract: 在我国能源结构低碳转型背景下，火电、钢铁、水泥为代表的重点工业行业为实现未来深度脱碳，需要大规模部署碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，CCUS）技术，来确保这一脱碳任务的顺利完成。因此，基于我国近五千个重点工业行业设施的关键技术指标，包括不同能源基础设施的产能规模、年度运行时长、年度碳排放量、碳排放强度及其能效等，耦合基于能源基础设施的经纬度位置信息和我国土地地貌信息获取的能源基础设施的空间分布特征，同时依托团队已构建的全球尺度的CCUS设施转型优化路径模型，本文构建了一个具有本地化特征设施级别的体现技术演进的源-汇匹配路径优化模型。该模型系统性覆盖了CCUS全链条过程的成本效益评估，包括捕集、运输和封存等环节，致力于为我国探索一条面向地质封存资源约束的CCUS规模化部署的设施级转型优化路径。研究结果表明重点工业行业设施的技术属性与其所处区域的CCUS地质封存资源可达性之间存在明显的空间不匹配问题。以技术属性为主导的部署策略当中，运行年限短、规模较大且碳排放强度较高的能源基础设施通常会被优先保留并进行CCUS部署改造，这就导致部分具备CO2封存潜力但在技术属性上不占优势的设施可能被过早淘汰，从而错失低成本减排的关键机遇。成本靶向策略却能在中短期通过更低的系统累积部署成本完成目标部署任务，这一优势能够为CCUS技术从示范阶段过渡到商业化运营铺平道路。成本靶向策略还能够在多行业共享管网模式下有效规划协调不同行业的CO2捕集布局，系统性优化CCUS资源配置，从而促进CCUS脱碳技术在重点工业行业中均衡部署。本研究系统性构建了一个囊括了不同资源约束的重点工业行业设施级的CCUS地质封存部署优化模型，揭示了有效协调设施技术属性和封存资源的空间匹配关系，有利于系统性制定差异化且精准化的部署策略。本研究所构建的分析方法体系，对风电、光伏、氢能等未来高度依赖空间优化布局的低碳技术的推广也具有可移植性与参考价值。
Authors: Yaqin GUO, Xizhe YAN, Dan TONG
Language: English
Subfield: Environmental Engineering
Field: Environmental Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4416264889