CCUS的成本主要包括经济成本和环境成本。经济成本包括固定成本和运行成本,环境成本包括环境风险与能耗排放。
运行成本主要涉及捕集、运输、封存、利用这四个环节。预计至2030年,二氧化碳捕集成本为90~390元/吨,2060年为20~130元/吨;二氧化碳管道运输是未来大规模示范项目的主要输送方式,预计2030年和2060年管道运输成本分别为0.7、0.4元/吨·千米;预计2030年二氧化碳封存成本为40~50元/吨,2060年封存成本为20~25元/吨。
以火电为例,安装碳捕集装置导致的成本增加为0.26~0.4元/千瓦时。总体而言,装机容量大的电厂各类成本更低。按冷却装置来分,对比空冷电厂,湿冷电厂二氧化碳净减排成本和捕集成本更低,但耗水量更大,电厂安装捕集装置后冷却系统总耗水量增加近50%。
在石化和化工行业,CCUS运行成本主要来自捕集和压缩环节,提高二氧化碳产生浓度是降低CCUS运行总成本的有效方式。
采用CCS和CCU工艺后,煤气化成本分别增加10%和38%,但当碳税高于15美元/吨二氧化碳时,采用CCS和CCU的煤气化工艺在生产成本上更具有优势。在延长石油CCUS综合项目中,其二氧化碳来自煤制气中的预燃烧过程,即煤制气中合成气的生产过程,因此具有较高的纯度和浓度,相较于其他二氧化碳捕集和运输项目,延长石油CCUS综合项目的捕集和运行成本下降了约26.4%,仅为26.55美元/吨二氧化碳,其中,捕集成本为17.52美元/吨二氧化碳、运输成本为9.03美元/吨二氧化碳。
经济成本的另一个构成要素是固定成本。固定成本是CCUS技术的前期投资,如设备安装、占地投资等。一家钢铁厂安装年产能为10万吨的二氧化碳捕集和封存设施的成本约为2700万美元。在宝钢湛江工厂启动一个CCUS项目,二氧化碳年捕集能力为50万吨,封存场地在北部湾盆地,距离工厂100千米以内,需要投资5200万美元。评估显示,该项目总减排成本为65美元/吨二氧化碳,与日本54美元和澳大利亚60~193美元的成本相似。
环境成本方面,二氧化碳在捕集、运输、利用与封存等环节都可能有泄漏。大部分CCUS技术会额外增加能耗,主要集中在捕集阶段,对成本及环境的影响显著。如醇胺吸收剂是目前从燃煤烟气中捕集二氧化碳应用最广泛的吸收剂,但运行能耗过高(可达4~6兆焦/千克二氧化碳)导致推广受限。
中国CCUS示范项目整体规模较小,成本较高。中国CCUS年度报告因此建议,开展大规模CCUS示范与产业化集群建设,突破大规模CCUS全流程工程相关技术瓶颈,力争在“十四五”期间建成3~5个百万吨级 CCUS全链条示范项目,同时加速突破高性价比的核心技术,促进CCUS产业集群建设。