宋欣珂，張九天，王燦,3＊

（1.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084；2.北京師范大學(xué)中國(guó)綠色發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心，北京 100875；3.清華—力拓資源能源與可持續(xù)發(fā)展研究中心，北京 100084）

引言

碳捕集、利用與封存技術(shù)（carbon capture,utilization and storage,CCUS）是指將二氧化碳從工業(yè)、能源等排放源或大氣中分離，直接加以利用或封存，以實(shí)現(xiàn)CO2減排的工業(yè)過程，是全球低碳發(fā)展的重要技術(shù)選擇[1,2]。綜合聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)、國(guó)際能源署、國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)[3-7]，全球CCUS 減排貢獻(xiàn)量將在2030 年達(dá)到1.0億～16.7 億t/a，在2050 年達(dá)到27.9 億～76.0 億t/a。在全球各國(guó)的碳中和文件中，CCUS 作為重要的負(fù)排放技術(shù)受到重視[8]。

中國(guó)已宣布力爭(zhēng)于2030 年前二氧化碳排放達(dá)到峰值的目標(biāo)與努力爭(zhēng)取于2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和的愿景，低碳轉(zhuǎn)型任務(wù)艱巨，亟須推廣部署以CCUS 技術(shù)為代表的先進(jìn)技術(shù)[9]。在中國(guó)，CCUS 仍有較大的發(fā)展空間和資金缺口。根據(jù)科技部技術(shù)發(fā)展路線圖規(guī)劃，2050 年需要實(shí)現(xiàn)CCUS 的廣泛部署和區(qū)域新業(yè)態(tài)，二氧化碳利用封存量達(dá)到8 億t/a[10]，而截至2021 年，中國(guó)已投運(yùn)或建設(shè)中的CCUS 示范項(xiàng)目約有40 個(gè)，捕集能力僅為300 萬t/a[5]。根據(jù)高盛預(yù)測(cè)，中國(guó)2060 年碳中和目標(biāo)隱含的CCUS 累計(jì)投資機(jī)會(huì)達(dá)8000 億美元，并且年度投資規(guī)模將隨時(shí)間推移而增加[11]。

目前CCUS 技術(shù)在中國(guó)尚處于工業(yè)示范階段，且示范項(xiàng)目規(guī)模較小，技術(shù)發(fā)展面臨五大障礙：第一，技術(shù)成熟度不足。中國(guó)CCUS 項(xiàng)目整體上規(guī)模較小、運(yùn)行時(shí)間較短，整體能耗和成本仍處于較高水平。第二，經(jīng)濟(jì)成本高。中國(guó)當(dāng)前CCUS 典型項(xiàng)目的成本為120～900 元/t[12]，對(duì)比2021 年7 月中國(guó)全國(guó)碳市場(chǎng)50～60 元/t 的碳價(jià)水平，很難實(shí)現(xiàn)盈利。第三，融資渠道單一且規(guī)模較小。目前中國(guó)已開展的CCUS 項(xiàng)目的主要資金來源均為企業(yè)自有資金投資，個(gè)別項(xiàng)目得到了地方政府的資金支持或國(guó)內(nèi)外研發(fā)贈(zèng)款，商業(yè)貸款或股權(quán)融資等融資模式尚未得到應(yīng)用[13]。第四，應(yīng)用領(lǐng)域有限。中國(guó)現(xiàn)有的CCUS 項(xiàng)目以石油、煤化工、電力行業(yè)小規(guī)模的捕集驅(qū)油示范為主，在水泥、鋼鐵、化工等工業(yè)部門應(yīng)用較少，缺乏大規(guī)模的多種技術(shù)組合的全流程工業(yè)化示范。第五，項(xiàng)目盈利能力差。中國(guó)目前在運(yùn)行的21 個(gè)CCUS 項(xiàng)目中，只有8個(gè)項(xiàng)目將CO2用于二氧化碳驅(qū)油法提高石油采收率（CO2-EOR），通過石油增產(chǎn)形成較穩(wěn)定的收益，其他項(xiàng)目不產(chǎn)生收益或收益不確定[13]。

在2060 年碳中和目標(biāo)的要求與目前CCUS 發(fā)展現(xiàn)狀背景下，迫切需要分析CCUS 的商業(yè)模式，識(shí)別其特征和關(guān)鍵障礙，從而推進(jìn)CCUS技術(shù)的廣泛部署。

1 商業(yè)模式研究框架

商業(yè)模式這一概念的出現(xiàn)最早可以追溯到1957年[14]，但早期只是作為概念被提到，并未有明確的定義和系統(tǒng)性的研究框架。20 世紀(jì)90 年代以來，隨著信息技術(shù)和電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展，商業(yè)模式逐漸成為學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的關(guān)注熱點(diǎn)[15]。以往研究對(duì)商業(yè)模式的定義尚未達(dá)成共識(shí)，商業(yè)模式這一概念在不同背景下有著不同的含義，其應(yīng)用背景大致可以分為三大類——信息技術(shù)、組織理論和戰(zhàn)略管理[15]。信息技術(shù)是最早使用商業(yè)模式概念的研究領(lǐng)域，在信息技術(shù)的背景下，商業(yè)模式最初的含義是根據(jù)商業(yè)目標(biāo)和資源定義的業(yè)務(wù)框架，用于指導(dǎo)企業(yè)信息系統(tǒng)建模[16,17]。而后，商業(yè)模式這一概念逐漸在組織理論和戰(zhàn)略管理兩個(gè)領(lǐng)域中出現(xiàn)：在組織理論領(lǐng)域，商業(yè)模式是對(duì)企業(yè)架構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制的抽象表示；在戰(zhàn)略管理領(lǐng)域，商業(yè)模式在企業(yè)內(nèi)部視角的基礎(chǔ)上增加了競(jìng)爭(zhēng)和戰(zhàn)略的要素，成為對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的全面描述[18]。

Osterwalder 和Pignear[19]提出了一種通用的商業(yè)模式分析框架——商業(yè)模式畫布（business model canvas,BMC），為企業(yè)、政府和學(xué)者描述及評(píng)估商業(yè)模式提供了可行的工具。在能源、低碳與可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域，BMC 模型框架具備較好的適用性，已被廣泛應(yīng)用于不同話題的研究：Joyce 和Paquin 利用三層BMC對(duì)雀巢（Nespresso）的商業(yè)模式進(jìn)行了商業(yè)、環(huán)境、社會(huì)的多層次分析[20]；Carsten 等利用BMC 對(duì)德國(guó)可再生能源合作的商業(yè)模式進(jìn)行了分析，并識(shí)別了商業(yè)模式中的主要風(fēng)險(xiǎn)和障礙[21]；Specht 和Madlener 應(yīng)用BMC 對(duì)電力供應(yīng)市場(chǎng)中的商業(yè)模式進(jìn)行了創(chuàng)新，提出了“能源供應(yīng)商2.0”的商業(yè)模式概念化模型，并提出了相應(yīng)的政策建議[22]。

BMC 包含九個(gè)要素：關(guān)鍵伙伴、關(guān)鍵活動(dòng)、關(guān)鍵資源、價(jià)值主張、客戶關(guān)系、渠道通路、目標(biāo)客戶、成本結(jié)構(gòu)和收入來源（圖1），涵蓋了商業(yè)組織創(chuàng)造、提供和獲取價(jià)值的全過程，對(duì)商業(yè)模式要素考慮全面。本文將采用此框架對(duì)CCUS 技術(shù)的商業(yè)模式進(jìn)行分析。

圖1 商業(yè)模式分析框架

2 CCUS 商業(yè)模式分析

2.1 全球商業(yè)化CCUS 項(xiàng)目現(xiàn)狀

根據(jù)Global CCS Institute（GCCSI）數(shù)據(jù)庫[22]的定義，項(xiàng)目需要滿足以下條件才可以被視為商業(yè)化項(xiàng)目：包含商業(yè)化運(yùn)作的捕集、運(yùn)輸、利用或封存全鏈條設(shè)施；一般具備較長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)壽命期；在滿足監(jiān)管要求的前提下，能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。綜合GCCSI數(shù)據(jù)庫信息和文獻(xiàn)中對(duì)中國(guó)項(xiàng)目的梳理[10,13,23]，截至2021 年5 月，全球共有31 個(gè)正在運(yùn)行的商業(yè)化CCUS 項(xiàng)目（表1）。這些項(xiàng)目的規(guī)模在6 萬t/a 到700萬t/a 不等，主要的捕集來源為天然氣加工過程①本文所梳理的31 個(gè)項(xiàng)目中有13 個(gè)為此類。，其他捕集來源包括鋼鐵、化肥、甲醇、制氫、煤電等生產(chǎn)過程。大部分項(xiàng)目捕集到的CO2用于提高石油采收率，這些項(xiàng)目多由大型油氣公司投資建設(shè)，并在不同程度上獲得了政府的資金或政策支持。

表1 全球運(yùn)行中的商業(yè)化項(xiàng)目

提高石油采收率帶來的收入為項(xiàng)目的主要盈利方式。在31 個(gè)項(xiàng)目中，25 個(gè)項(xiàng)目主要依靠CO2-EOR帶來的收入盈利；3 個(gè)項(xiàng)目獲得政府的激勵(lì)政策支持（加拿大的Quest 項(xiàng)目，挪威的Sleipner 和Sn?hvit 項(xiàng)目）；3 個(gè)項(xiàng)目未公開盈利方面信息，其中美國(guó)的伊利諾伊州CCUS 項(xiàng)目可能受到了45Q（Section 45Q of the United States’ Internal Revenue Code）稅收政策的支持。目前國(guó)際上典型的CCUS 盈利支持政策有美國(guó)的45Q稅收政策、加拿大的碳信用政策和挪威的碳稅政策。

2.2 CCUS 商業(yè)模式概述

根據(jù)上述對(duì)全球商業(yè)化CCUS 項(xiàng)目的梳理和文獻(xiàn)資料，基于BMC 分析框架對(duì)CCUS 商業(yè)化模式概括如圖2 所示。

圖2 CCUS商業(yè)模式

在企業(yè)側(cè)，CCUS 的關(guān)鍵伙伴包括政府、高校和科研機(jī)構(gòu)、國(guó)際組織、同行企業(yè)等，其中政府主要承擔(dān)了資金支持的角色，高校和科研機(jī)構(gòu)提供技術(shù)研發(fā)方面的支持，國(guó)際組織如國(guó)際能源署提供技術(shù)和資金雙重支持，另外同行企業(yè)之間也以聯(lián)合出資、共建共享基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)聯(lián)合開發(fā)等方式開展了緊密的合作。CCUS 包含一系列細(xì)分技術(shù)，在項(xiàng)目的商業(yè)運(yùn)營(yíng)上涉及長(zhǎng)鏈條的、多環(huán)節(jié)的活動(dòng)，包括捕集系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、封存地勘探選址、運(yùn)營(yíng)與持續(xù)的監(jiān)測(cè)等，涉及技術(shù)、設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施、管理和資金等多方面的資源。

續(xù)表

在價(jià)值主張方面，CCUS 提供了二氧化碳作為商品的價(jià)值（CCU）或碳減排價(jià)值（CCS）。目前，CO2-EOR 是主要的價(jià)值創(chuàng)造方式，在碳中和的目標(biāo)下，CCUS 價(jià)值主張將逐漸轉(zhuǎn)向以碳減排為重點(diǎn)，這一點(diǎn)將在3.2 節(jié)詳細(xì)探討。

在客戶側(cè)，伴隨上述價(jià)值主張的轉(zhuǎn)變，CCUS目標(biāo)客戶也將由傳統(tǒng)的油氣企業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Α撹F、水泥等高耗能行業(yè)企業(yè)，甚至在遠(yuǎn)期的“零碳社會(huì)”中面向廣義上所有CO2排放主體提供服務(wù)。目前CCUS 的商業(yè)化主要以大型項(xiàng)目為單位，因此客戶關(guān)系也圍繞項(xiàng)目的開發(fā)和運(yùn)營(yíng)開展。在渠道通路方面，“雙碳”目標(biāo)的宣傳和相關(guān)政策壓力為CCUS 的渠道拓展提供了背景。在CCUS 商業(yè)化發(fā)展初期，渠道通路將以面向高排放企業(yè)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)營(yíng)銷為主，在遠(yuǎn)期有望發(fā)展為技術(shù)服務(wù)商、政府、排放主體、科研機(jī)構(gòu)等多方參與的技術(shù)合作平臺(tái)。

在成本方面，CCUS 作為一系列細(xì)分技術(shù)的統(tǒng)稱，在不同行業(yè)、不同技術(shù)選型、不同項(xiàng)目規(guī)模下對(duì)應(yīng)不同的成本。目前中國(guó)的CCUS 項(xiàng)目全流程成本為120～900 元/t，其中捕集過程的資金投入及能耗是成本的主要來源。根據(jù)IEA 的數(shù)據(jù)[24]，全球碳捕集的成本15～120 美元/t。CCUS 項(xiàng)目的收入來源包括二氧化碳利用收入、稅收政策支持、碳市場(chǎng)政策支持和其他潛在政策支持，將在本文3.4 節(jié)具體討論。

3 CCUS 商業(yè)模式特點(diǎn)分析

3.1 關(guān)鍵資源獲取難度大

目前CCUS 技術(shù)成熟度不足，仍面臨較高的投資和運(yùn)行成本。以煤電CCUS 項(xiàng)目為例，有研究通過對(duì)燃煤電廠加裝CCS 設(shè)施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，計(jì)算出增加CCS 裝置使電廠的平準(zhǔn)化度電成本升高29%～32%[25]。另外，封存地的勘探與選址時(shí)間周期長(zhǎng)，長(zhǎng)期儲(chǔ)存的安全性保障責(zé)任重大，以及運(yùn)輸封存基礎(chǔ)設(shè)施的投資成本高昂等也構(gòu)成了企業(yè)開展CCUS的障礙[24]。獲取技術(shù)、資金等關(guān)鍵資源的高難度使得大量企業(yè)對(duì)CCUS 項(xiàng)目望而卻步，已經(jīng)開展的項(xiàng)目也面臨較高的失敗率。在全球已開展的CCUS 項(xiàng)目中，超過80%的項(xiàng)目被迫中途停止或取消[26]。

3.2 碳中和目標(biāo)催生碳減排價(jià)值主張

早期CCUS 商業(yè)化的主要價(jià)值主張是利用CO2氣體的驅(qū)油特性增加石油采收率，而隨著全球氣候行動(dòng)的持續(xù)加深與各國(guó)碳中和目標(biāo)的提出，碳減排將成為CCUS 商業(yè)模式的主要價(jià)值主張。

CCUS 將在實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的過程中扮演重要角色，這構(gòu)成了CCUS商業(yè)模式中價(jià)值主張的宏觀背景，具體體現(xiàn)在以下三方面：

第一，CCUS 是化石能源零排放利用的必要技術(shù)。目前中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以化石能源為主，要實(shí)現(xiàn)化石能源的零碳化必須使用CCUS 技術(shù)；在未來向以可再生能源為主的能源系統(tǒng)過渡過程中，CCUS 技術(shù)的應(yīng)用可以在能源系統(tǒng)深度脫碳的基礎(chǔ)上保證其靈活性和可靠性。第二，CCUS 為鋼鐵、水泥等難減排行業(yè)的深度脫碳提供了經(jīng)濟(jì)可行方案。在這些難減排行業(yè)中，通過工藝改進(jìn)、能效提升、燃料替代等常規(guī)減排方案可以實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，但難以達(dá)成完全脫碳[27]，CCUS 技術(shù)的應(yīng)用可以彌補(bǔ)這些減排缺口；甚至應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的負(fù)碳化，例如通過礦化技術(shù)可生產(chǎn)負(fù)碳水泥[28]。第三，與生物質(zhì)耦合或直接空氣捕集等負(fù)排放技術(shù)是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要技術(shù)保障。中短期內(nèi)，CCUS 技術(shù)的主要作用是幫助電力部門和重工業(yè)中的現(xiàn)有設(shè)施脫碳；而在長(zhǎng)期，技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)將逐漸轉(zhuǎn)向負(fù)排放技術(shù)，通過從大氣中去除二氧化碳抵消難以減排的部門的排放，例如與生物質(zhì)能發(fā)電結(jié)合的CCUS 技術(shù)將作為重要負(fù)碳排放技術(shù)保障我國(guó)碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)[29]。從中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的減排需求來看，CCUS 技術(shù)不可或缺，在2050 年需要通過CCUS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的減排量約為4～21 億t/a[30-34]。

從微觀上看，在政策規(guī)制、市場(chǎng)需求、利益相關(guān)方偏好和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避等外部驅(qū)動(dòng)力和社會(huì)責(zé)任感、企業(yè)價(jià)值觀、戰(zhàn)略等內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力的綜合影響下，企業(yè)將產(chǎn)生主動(dòng)的減排意愿，甚至在具體政策出臺(tái)之前便提出先于國(guó)家碳中和目標(biāo)的承諾[35]，例如澳洲的大型石油和化工集團(tuán)桑托斯（Santos）2020 年宣布將在2040 年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，計(jì)劃大量采用CCUS 等“飛躍式變革技術(shù)”實(shí)現(xiàn)凈零排放?？梢灶A(yù)見，在碳中和這一經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革中，未來企業(yè)的脫碳意愿將逐步增強(qiáng)，為CCUS 商業(yè)模式中減排價(jià)值的傳遞提供了廣闊的空間。

3.3 融資需要關(guān)鍵伙伴支持

目前中國(guó)已開展的CCUS 項(xiàng)目的主要資金來源均為企業(yè)自有資金投資，個(gè)別項(xiàng)目得到了地方政府的資金支持或國(guó)內(nèi)外研發(fā)贈(zèng)款。國(guó)際上的CCUS 項(xiàng)目則在融資渠道上更為多樣，除企業(yè)內(nèi)部資金以外，項(xiàng)目還得到了公共資金、政府專項(xiàng)財(cái)政資金、投資機(jī)構(gòu)投資、氣候基金等外部資金支持。表2 總結(jié)了國(guó)際上典型的CCUS 項(xiàng)目融資渠道及各個(gè)融資渠道的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)。

表2 國(guó)際上典型的CCUS項(xiàng)目融資渠道

在中短期，政府和機(jī)構(gòu)的資金支持可為CCUS 的技術(shù)發(fā)展和商業(yè)化部署提供助力，但這部分資金數(shù)額有限，私營(yíng)部門的投資比例在未來需要大幅增加。隨激勵(lì)政策完善、碳價(jià)機(jī)制成熟、技術(shù)發(fā)展，以及基礎(chǔ)設(shè)施集群建設(shè)，CCUS 融資風(fēng)險(xiǎn)將逐步下降，融資模式將趨向私人化、多樣化、靈活化。

3.4 收入來源具有高度的政策依賴性

CCUS 項(xiàng)目盈利的核心是合理的碳價(jià)，碳價(jià)的形成可以通過市場(chǎng)或者政策手段，即CO2作為具有利用價(jià)值的商品在市場(chǎng)中的價(jià)格，或者在碳稅或碳市場(chǎng)等政策下形成的碳價(jià)。CCUS 項(xiàng)目的盈利方式可以分為碳利用收入、稅收政策支持、碳市場(chǎng)政策支持，以及其他政策支持下的收益四大類。其中，碳利用收入是基于二氧化碳作為商品的價(jià)值，適用于CCU 項(xiàng)目；后三大類收入依賴CCUS 支持政策的設(shè)置，適用于包括地質(zhì)封存在內(nèi)的各類CCUS 項(xiàng)目，目前在中國(guó)還沒有實(shí)現(xiàn)，但在國(guó)際上已有一些案例?？紤]到CCUS全生命周期的碳排放，以及碳中和氣候目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的大量封存需求，僅靠碳利用收入不足以驅(qū)動(dòng)大規(guī)模的CCUS 商業(yè)化發(fā)展，必須依靠政策形成合理的碳價(jià)并構(gòu)成CCUS 商業(yè)模式中的收入來源。下面將討論CCUS 已有和潛在的收入來源。

3.4.1 碳利用收入

CO2可以作為商品，通過直接或間接利用發(fā)揮作用（圖3）。

圖3 碳利用方式

據(jù)IEA 估算[36]，2015 年全球二氧化碳利用的需求量約為2.3 億t，其中化肥和油氣行業(yè)占主導(dǎo)，尿素生產(chǎn)需求約1.3 億t，CO2-EOR 需求為7000 萬～8000 萬t，其余需求來自食品飲料制造、金屬制造等產(chǎn)業(yè)（圖4），這些利用途徑可以為CCUS項(xiàng)目提供潛在收入來源。目前，全球約33%的二氧化碳需求來自北美，其次是中國(guó)（21%）和歐洲（16%）。全球二氧化碳利用需求正在逐年增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2025 年，年需求量將達(dá)到2.7 億t[37]。需要說明的是，上述估算包含了加工過程中生產(chǎn)和捕獲的CO2，這類需求以尿素生產(chǎn)為代表，尿素生產(chǎn)所需的CO2一般通過廠內(nèi)合成氨的回收過程即可滿足?？紤]到和CCUS 鏈條銜接，CO2-EOR 是較有前景的利用方式。

圖4 2015年全球CO2利用需求量

在全球31 個(gè)商業(yè)項(xiàng)目中，有25 個(gè)項(xiàng)目以EOR 作為主要盈利方式，這些項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)收益與石油價(jià)格掛鉤，存在不確定性。以美國(guó)Petra Nova項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目二氧化碳捕集能力為140萬t/a，通過管道運(yùn)輸將從燃煤電廠捕集到的二氧化碳輸送至132 km 外的West Ranch 油田進(jìn)行EOR，項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)需要60～65 美元/桶的原油價(jià)格來實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。然而在2020 年1—8 月，西得克薩斯中質(zhì)油的價(jià)格平均不到40美元/桶，因此該項(xiàng)目于2020年5月被關(guān)停[38]。

除CO2-EOR 外，其他碳利用方式也逐漸被企業(yè)采用以創(chuàng)造收益。例如，2018 年投產(chǎn)的蕪湖白馬山水泥廠的二氧化碳捕集純化示范項(xiàng)目每年生產(chǎn)5 萬t CO2，2020 年，該水泥廠順利投產(chǎn)干冰生產(chǎn)項(xiàng)目，生產(chǎn)的干冰銷往其他省份，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化[39]。不過由于CO2作為商品的銷售價(jià)格較低、價(jià)格波動(dòng)大，這一項(xiàng)目很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定盈利。未來，隨碳捕集與提純的技術(shù)進(jìn)步、成本下降，以及碳利用市場(chǎng)的擴(kuò)展，多樣的碳利用方式將為企業(yè)提供更為廣闊的盈利空間。但是這類項(xiàng)目的CO2減排效益因利用方式及最終去向不同而存在較大的不同，進(jìn)而存在較大的不確定性。

3.4.2 稅收政策支持

稅收優(yōu)惠是目前國(guó)際上較典型的CCUS 激勵(lì)政策，以美國(guó)的45Q 政策為代表。2020 年美國(guó)運(yùn)營(yíng)中的CCUS 項(xiàng)目共有38 個(gè)，碳捕集量超過3000 萬t，其中約半數(shù)的項(xiàng)目不再依賴碳利用得到收益，這主要得益于美國(guó)的45Q 稅收抵免政策。該政策最初頒布于2010 年，2018 年進(jìn)行修訂，進(jìn)一步提高了補(bǔ)貼力度[41]，政策的詳情如表3 所示。

除了通過直接的稅收抵免為CCUS 項(xiàng)目提供激勵(lì)以外，也可以通過設(shè)置碳稅為CCUS 項(xiàng)目提供間接收益。在全球正在運(yùn)行中的31 個(gè)CCUS 商業(yè)化項(xiàng)目中，挪威的Sn?hvit 和Sleipner 項(xiàng)目受到了碳稅政策的激勵(lì)，這兩個(gè)項(xiàng)目均應(yīng)用于近海天然氣開發(fā)。如果不進(jìn)行碳捕集，讓產(chǎn)生的二氧化碳排放到大氣中，企業(yè)將面臨約100 萬挪威克朗/天的二氧化碳稅款。挪威自1991 年起對(duì)石油、天然氣、礦物油、焦炭企業(yè)征收碳稅，2021 年挪威政府發(fā)布白皮書，宣布將在2030 年前逐步提高碳稅率，從目前每噸二氧化碳當(dāng)量約590挪威克朗的水平提高到2030 年的2000 挪威克朗[41]，這將為當(dāng)?shù)氐腃CUS 部署進(jìn)一步提供經(jīng)濟(jì)激勵(lì)。

3.4.3 碳市場(chǎng)政策支持

將CCUS 項(xiàng)目納入碳市場(chǎng)機(jī)制也可以使企業(yè)獲取收益，一種是允許已納入碳市場(chǎng)的重點(diǎn)排放主體直接用其捕集量抵消排放配額，另一種是將CCUS 項(xiàng)目納入自愿減排交易，允許其作為抵消機(jī)制組成部分用于抵消排放配額。目前國(guó)際上將CCUS 項(xiàng)目納入碳市場(chǎng)的案例都屬于后者，包括聯(lián)合國(guó)清潔發(fā)展機(jī)制、美國(guó)碳注冊(cè)登記系統(tǒng)和加拿大阿爾伯塔省碳排放抵消體系，三個(gè)機(jī)制下CCUS 項(xiàng)目簽發(fā)CER 數(shù)量分別達(dá)到20 t、2419.2 t 和515.2 t CO2當(dāng)量，三個(gè)機(jī)制的2019 年交易價(jià)格均價(jià)分別為0.3 美元/t、3 美元/t和16 美元/t[42]。

中國(guó)全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)已于2021 年7 月啟動(dòng)，國(guó)內(nèi)碳市場(chǎng)的核證減排制度（Chinese Certified Emission Reduction，CCER）也已建立。不過若中國(guó)將CCUS 納入碳市場(chǎng)，還需要考慮諸多問題，例如，CCUS 項(xiàng)目實(shí)際減排量核算問題、核算減排量的雙重計(jì)算問題、激勵(lì)政策不明朗問題，以及CCUS 項(xiàng)目特有的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)責(zé)任歸屬問題等[42]。

3.4.4 其他政策支持

除上述幾種典型的CCUS 盈利方式以外，還存在一些可能的政策方向可以為CCUS 項(xiàng)目提供收入，例如英國(guó)商業(yè)、能源和工業(yè)部提出了多種為CCUS 項(xiàng)目提供直接收益的政策[43]，包括：

（1）差 價(jià) 合 約（contract for difference，CfD）。CfD 是一種碳市場(chǎng)背景下的價(jià)格保證機(jī)制，由政府和企業(yè)簽訂，合約的執(zhí)行價(jià)以安裝和運(yùn)行碳捕集設(shè)施的成本為基礎(chǔ)，執(zhí)行價(jià)在合約的期限內(nèi)保持不變，政府補(bǔ)償執(zhí)行價(jià)與市場(chǎng)價(jià)之間的價(jià)差。如果市場(chǎng)碳價(jià)超過執(zhí)行價(jià)，則投資方有義務(wù)向政府退還差額。此機(jī)制可以作為碳市場(chǎng)的補(bǔ)充，在碳價(jià)較低或價(jià)格不確定性較大的情況下，保證CCUS 項(xiàng)目的穩(wěn)定收益，為投資者移除碳市場(chǎng)碳價(jià)波動(dòng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）可交易的CCUS 證書。這種模式為每噸二氧化碳捕獲量發(fā)放可自由交易的證書。未完成CCUS 要求量的市場(chǎng)主體，或是踐行綠色環(huán)保理念的企業(yè)可以購(gòu)買此證書。政府可以為證書價(jià)值設(shè)置底價(jià)，為排放方提供更多的經(jīng)濟(jì)收益確定性。這種機(jī)制本質(zhì)是專門為CCUS 行業(yè)設(shè)立的碳市場(chǎng)，現(xiàn)在還僅是一個(gè)概念設(shè)想，在CCUS 行業(yè)發(fā)展逐漸成熟時(shí)也許會(huì)成為一種政策可能。

（3）成本加成合約（cost plus contract）。在成本加成合約下，政府直接補(bǔ)償所有運(yùn)營(yíng)成本，并以議定的利潤(rùn)回報(bào)給投資方。合約還可以包括激勵(lì)效率的條款，例如如果投資方可以推動(dòng)成本降低，則可以提高對(duì)投資方的回報(bào)率。這一模式使政府承擔(dān)了大部分風(fēng)險(xiǎn)和成本，適用于早期項(xiàng)目或具有特殊戰(zhàn)略價(jià)值的項(xiàng)目。

3.5 面臨多重挑戰(zhàn)

分模塊來看，CCUS 商業(yè)模式中的企業(yè)側(cè)、客戶側(cè)、價(jià)值主張以及財(cái)務(wù)都面臨多重挑戰(zhàn)。

3.5.1 企業(yè)側(cè)

捕集環(huán)節(jié)的成本和能耗是企業(yè)開展CCUS 的重要瓶頸之一，當(dāng)前第一代碳捕集技術(shù)成本和能耗偏高、缺乏廣泛的大規(guī)模示范工程經(jīng)驗(yàn)，而第二代技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或小試階段[5]。另外，CCUS 項(xiàng)目往往涉及捕集設(shè)施與原排放設(shè)施的集成，CCUS 改造或集成可能影響企業(yè)或工廠原本的運(yùn)營(yíng)及產(chǎn)品質(zhì)量。運(yùn)輸與封存基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模大、建設(shè)成本高，CO2長(zhǎng)期封存的責(zé)任也構(gòu)成了企業(yè)的沉重負(fù)擔(dān)，且中國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)勘探工作較為薄弱，對(duì)CO2地質(zhì)封存的信息支持不夠，增加了投資與經(jīng)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)[44]。從流程鏈條來看，CCUS 涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，任一環(huán)節(jié)的延期或損壞都會(huì)影響其上下游的環(huán)節(jié)，這一風(fēng)險(xiǎn)在英國(guó)政府關(guān)于CCUS 商業(yè)模式的報(bào)告中被多次提到，也被視為阻礙CCUS 商業(yè)化的重要挑戰(zhàn)[43]。

3.5.2 客戶側(cè)

在碳中和愿景和“雙碳”政策約束下，行業(yè)企業(yè)具有強(qiáng)烈的減排意愿，但目前對(duì)CCUS的技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性、安全性等仍存在遲疑，不愿承擔(dān)開展CCUS的多方面風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)現(xiàn)有的CCUS 項(xiàng)目以石油、煤化工、電力行業(yè)小規(guī)模的捕集驅(qū)油示范為主，在工業(yè)部門應(yīng)用較少，并且缺乏大規(guī)模的多種技術(shù)組合的全流程工業(yè)化示范，現(xiàn)階段CCUS 目標(biāo)客戶群體有限。

3.5.3 價(jià)值主張

宏觀來看，在碳中和排放路徑中，由于關(guān)鍵技術(shù)突破、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等因素的影響，以CCUS 技術(shù)為代表的負(fù)排放技術(shù)部署規(guī)模存在一定不確定性[45]。CCUS 技術(shù)成熟度不足且成本高昂，在減排成本曲線中往往處于最右側(cè)[11]，可能在未來眾多脫碳技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中處于落后地位，其價(jià)值主張的前景存在不確定性。另外，CCUS 技術(shù)可能對(duì)局地環(huán)境造成負(fù)面影響且社會(huì)接受度較低[46]，中國(guó)公眾整體上對(duì)CCUS 技術(shù)缺乏了解[47,48]，尚未形成支持CCUS 大規(guī)模發(fā)展的社會(huì)和市場(chǎng)環(huán)境。

3.5.4 財(cái)務(wù)

CCUS 項(xiàng)目的投資和運(yùn)營(yíng)成本高昂，并且目前中國(guó)還沒有形成大規(guī)模的CO2利用需求，已啟動(dòng)的碳市場(chǎng)碳價(jià)不確定性較大，且政策支持與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系尚不完善，對(duì)CCUS 技術(shù)的政策支持主要集中在研發(fā)領(lǐng)域，缺乏補(bǔ)貼、稅收、投資、貸款等方面的政策支持。總體上，CCUS 商業(yè)模式現(xiàn)階段處于高成本、高風(fēng)險(xiǎn)、低收入的狀態(tài)，亟須科技創(chuàng)新、政策保障、金融激勵(lì)等方面的支持。

4 結(jié)論與建議

目前CCUS 技術(shù)在中國(guó)尚處于工業(yè)示范階段，且示范項(xiàng)目規(guī)模較小，面臨技術(shù)、資金、政策等方面的諸多挑戰(zhàn)。在2060 年碳中和目標(biāo)的要求與目前CCUS發(fā)展現(xiàn)狀背景下，迫切需要建立合理的商業(yè)模式，推進(jìn)CCUS 技術(shù)的廣泛部署。

本文通過對(duì)國(guó)際CCUS 商業(yè)化項(xiàng)目的梳理和基于BMC 框架的商業(yè)模式分析，發(fā)現(xiàn)獲取技術(shù)、資金等關(guān)鍵資源的高難度使得CCUS 商業(yè)化推進(jìn)遲緩。碳中和目標(biāo)催生了碳減排的迫切需求，從而形成了CCUS商業(yè)模式的重要價(jià)值主張。CCUS 融資需要關(guān)鍵伙伴支持，在中短期政府和機(jī)構(gòu)的資金支持是CCUS 融資的主要來源，但這部分資金數(shù)額有限；隨激勵(lì)政策完善、碳價(jià)機(jī)制成熟、技術(shù)發(fā)展，以及基礎(chǔ)設(shè)施集群建設(shè)，CCUS 融資模式將趨向私人化、多樣化、靈活化。收入來源方面，CCUS 項(xiàng)目盈利的核心是合理的碳價(jià)，具有高度的政策依賴性；未來，隨著CO2利用需求的擴(kuò)大和政策體系完善，CCUS 項(xiàng)目將獲得更穩(wěn)定的收益。在挑戰(zhàn)與障礙方面，CCUS 的商業(yè)化面臨來自企業(yè)側(cè)、價(jià)值主張、客戶側(cè)、財(cái)務(wù)四個(gè)方面的挑戰(zhàn)，需要依靠技術(shù)進(jìn)步、政策引導(dǎo)、法律法規(guī)體系構(gòu)建等多方面努力來逐漸移除。

基于對(duì)CCUS 商業(yè)模式的分析，本文提出以下推動(dòng)CCUS 商業(yè)化部署的建議：

（1）推動(dòng)技術(shù)研發(fā)。針對(duì)CCUS 各環(huán)節(jié)開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)攻關(guān)，驅(qū)動(dòng)技術(shù)的能耗和成本下降。重視CCUS 技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，加強(qiáng)國(guó)際合作與技術(shù)轉(zhuǎn)移，在已有的國(guó)際合作框架下積極圍繞CCUS 技術(shù)開展多邊合作。

（2）完善政策體系。充分考慮碳中和目標(biāo)下的減排需求，研判重點(diǎn)行業(yè)的CCUS 減排潛力以及空間布局。探索制定符合中國(guó)國(guó)情的CCUS 稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼激勵(lì)政策，形成投融資增加和成本降低的良性循環(huán)；完善優(yōu)化法律法規(guī)體系，明確CCUS 全流程各利益相關(guān)方責(zé)任，降低CCUS 商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

（3）布局基礎(chǔ)設(shè)施。積極規(guī)劃布局CCUS 基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施管理方式，通過建設(shè)管網(wǎng)和封存基礎(chǔ)設(shè)施的共享網(wǎng)絡(luò)，降低投資的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

（4）促進(jìn)集群建設(shè)。突破CCUS 全鏈條集成優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，在源匯匹配條件好的地區(qū)推進(jìn)大規(guī)模、全鏈條示范項(xiàng)目。推動(dòng)CCUS 技術(shù)與重點(diǎn)排放行業(yè)的耦合集成，促進(jìn)CCUS集群建設(shè)，提升規(guī)模效應(yīng)。