Preview

PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти

Расширенный поиск

Анализ конкурентоспособности технологий CCUS: технологическая готовность и экономика

https://doi.org/10.51890/2587-7399-2023-8-1-158-176

Аннотация

Цель. Рассмотреть технико-экономические параметры технологий производства CCUS и определить привлекательные рыночные ниши.

Материалы и методы. Был проведен анализ технологической цепочки CCUS с позиции уровня технологического развития. Далее в наиболее развитых сегментах были проанализированы уровни затрат для каждого сегмента технологической цепочки.

Результаты. Анализ стадий технологической готовности CCUS технологий показал, что большая часть этих технологий по состоянию на 2021 г. находится на демонстрационной стадии или на стадии большого прототипа

Анализ затрат по всей цепочке добавленной стоимости CCUS демонстрирует широкую вариативность среди изученных источников литературы и идентифицирует этап захвата СО2 как самый дорогостоящий этап цепочки CCUS. Он демонстрирует внушительный диапазон цен на СО2, на сегодня он составляет от 20 до 450 долл./т СО2. Отметим недостаток данных по конкретным процессам и технологиям захвата. Заключение. В 2020 г. средняя цена СО2 составила менее 10 долл./т СО2, однако в ряде стран, например в Швейцарии, Финляндии, Швеции, Норвегии, Канаде, Франции и Корее, цена на СО2 уже сегодня дает возможность некоторым CCUS-проектам достигать порога рентабельности. Проведенный авторами анализ технологий на уровне технологической готовности TRL 9-11 также показывает, что уже сейчас существуют определенные отрасли, в которых технологии CCUS могут помочь в декарбонизации, причем для части этих отраслей (например, переработка природного газа и производство удобрений) затраты по всей цепочке добавленной стоимости начинаются с 20-25 долларов за тонну.

Наиболее перспективными направлениями в данный момент является применение CCUS в химической промышленности, черной металлургии, добыче природного газа и на угольных электростанциях. Отметим, что черная металлургия и химическая промышленность — это те отрасли, где труднее всего применить какие-то альтернативные методы глубокой декарбонизации.

Об авторах

Е. В. Грушевенко
Проектный центр по энергопереходу и ESG, Сколтех
Россия

Екатерина Валерьевна Грушевенко — Старший менеджер

Scopus ID: 56274258900

121205, Москва, Можайский район, Западный административный округ, Большой бул., д. 30, стр. 1, Инновационный центр Сколково



С. А. Капитонов
Проектный центр по энергопереходу и ESG, Сколтех
Россия

Сергей Анатольевич Капитонов — Менеджер

121205, Москва, Можайский район, Западный административный округ, Большой бул., д. 30, стр. 1, Инновационный центр Сколково



Ю. А. Ляшик
АНО «Центр международных и сравнительно-правовых исследований»
Россия

Юлия Александровна Ляшик — эксперт в об­ласти экологии и низкоуглеродного развития

119017, г. Москва, Кадашевская набережная, д. 14, корпус 3



И. В. Гайда
Проектный центр по энергопереходу и ESG, Сколтех
Россия

Ирина Венеровна Гайда — эксперт

121205, Москва, Можайский район, Западный административный округ, Большой бул., д. 30, стр. 1, Инновационный центр Сколково



А. А. Осипцов
Проектный центр по энергопереходу и ESG, Сколтех
Россия

Андрей Александрович Осипцов — дирек­тор

Scopus ID: 57218260132

121205, Москва, Можайский район, Западный административный округ, Большой бул., д. 30, стр. 1, Инновационный центр Сколково



Список литературы

1. Пресс-релиз, Широкомасштабное, быстрое и усиливающееся изменение климата / МГЭИК, Август 2021. URL: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2021/08/IPCC_WGI-AR6-Press-Release_ru.pdf

2. IEA: Energy Technology Perspectives 2020. pp. 91-93, https://www.iea.org/reports/energy-technology-perspectives-2020,

3. IPCC, 2005: IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz, B., O. Davidson, H. C. de Coninck, M. Loos, and L. A. Meyer (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 442 pp.

4. Wang X and Song C (2020) Carbon Capture From Flue Gas and the Atmosphere: A Perspective. Front. Energy Res. 8:560849. pp. 1-23, doi: 10.3389/fenrg.2020.560849

5. CO2 capture technologies: post combustion capture (PCC) // The Global CCS Institute. — January 2012, pp. 10-11.

6. Bhadola, Patel V., Potdar S., Mallick S. Technology Scouting — Carbon Capture: From Today's to Novel Technologies // Concawe. — September 2020. pp. 3.

7. Oxyfuel Combustion / Official website ScienceDirect, 2022. URL: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/oxyfuel-combustion

8. Lebling K., Mcqueen N., Pisciotta M., Wilcox J.. Direct Air Capture: Resource Considerations and Costs for Carbon Removal / WRI, 2022, https://www.wri.org/insights/direct-air-capture-resource-considerations-and-costs-carbon-removal

9. Boundary Dam Carbon Capture Project / SaskPower, 2022. URL: https://www.saskpower.com/Our-Power-Future/Infrastructure-Projects/Carbon-Capture-and-Storage/Boundary-Dam-Carbon-Capture-Project

10. PETRA NOVA — Carbon capture and the future of coal power / NRG Energy, 2022. URL: https://www.nrg.com/case-studies/petra-nova.html

11. Quest carbon capture and storage / Shell Canada, 2022. URL: https://www.shell.ca/en_ca/about-us/projects-and-sites/quest-carbon-capture-and-storage-project.html

12. CCS in the Middle East — Present and Future / The Global CCS Institute EVENTS, January 2021. URL: https://www.globalccsinstitute.com/news-media/events/ccs-in-the-middle-east-present-and-future/

13. COURSE50 — Technology / The Japan Iron and Steel Federation, 2022. URL: https://www.course50.com/en/technology/

14. The Global Status of CCS Report 2020 / The Global CCS Institute, March 2020. URL: https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2021/03/Global-Status-of-CCS-Report-English.pdf

15. Surface-Facilities Design for First CO2 EOR Project in Saudi Arabia / The Journal of Petroleum Technology, August 2018. URL: https://jpt.spe.org/surface-facilities-design-first-co2-eor-project-saudi-arabia

16. DOE/NETL carbon capture program — carbon dioxide capture handbook / National Energy Technology Laboratory. — August 2015.

17. Century Plant Fact Sheet: Commercial EOR using Anthropogenic Carbon Dioxide / CCS Project Database, MIT CC&ST Program, September 2016. URL: https://sequestration.mit.edu/tools/projects/century_plant.html

18. E. Koons. Top Carbon Capture Projects in 2022 — Great Plains / Energy Tracker Asia, May 2022. URL: https://energy-tracker.asia/carbon-capture-projects/

19. Turan G. Value of investment, partnerships and policy in growing CCS market // Decarbonisation Technology. — May 2022. — PP. 27-30. URL: https://ptqmagazines.digitalrefining.com/view/196702140/29/

20. Technical report. State of the art: CCS technologies 2022 // Global CCS Institute, May 2022. URL: https://www.globalccsin-stitute.com/wp-content/uploads/2022/05/State-of-the-Art-CCS-Technologies-2022.pdf

21. Robertson B., Mousavian M.. Shute Creek — world's largest carbon capture facility sells CO2 for oil production, but vents unsold / IEEFA. — March 2022. URL: https://ieefa.org/articles/shute-creek-worlds-largest-carbon-capture-facility-sells-co2-oil-production-vents-unsold

22. Jurado N., Darabkhani H.G., Anthony E.J., Oakey J.E. (2015). Oxy-fuel Combustion for Carbon Capture and Sequestration (CCS) from a Coal/Biomass Power Plant: Experimental and Simulation Studies. In: Dincer, I., Colpan, C., Kizilkan, O., Ezan, M. (eds) Progress in Clean Energy, Volume 2. Springer, Cham. pp. 177-192, https://doi.org/10.1007/978-3-319-17031-2_14

23. Callide oxyfuel project / CS Energy, 2022. URL: https://www.csenergy.com.au/what-we-do/thermal-generation/callide-power-station/callide-oxyfuel-project

24. Compostilla OXYCFB300 / PTECO2 — Plataforma Tecnologica Espanola del CO2, 2022. URL: https://www.pteco2.es/en/projects/compostilla-oxycfb300

25. Colleferro Oxyfuel Demonstration Details / The university of Edinburgh, 2022. URL: https://www.geos.ed.ac.uk/sccs/project-info/2241

26. LafargeHolcim and Schlumberger New Energy explore Carbon Capture and Storage Solutions / HOLCIM Media release, February 2021. URL: https://www.holcim.com/media/media-releases/lafargeholcim-and-schlumberger-new-energy-ex-plore-carbon-capture-and-storage-solutions

27. Cement Innovation for Climate research initiative created / Cement News, December 2019. URL: https://www.cemnet.com/News/story/167928/cement-innovation-for-climate-research-initiative-created.html

28. Rocha C., Anjos M., Machado R.. CCUS in the decarbonization of upstream production in Brazil // S&P Global, December 2021. URL: https://ihsmarkit.com/research-analysis/ccus-in-the-decarbonization-of-upstream-production-in-brazil.html

29. The C4U Project / Official website of C4U Project, 2022. URL: https://c4u-project.eu/

30. Cleanker / Official website of CLEANKER Project, 2022. URL: http://www.cleanker.eu/

31. Leilac // Official website of Leilac Project, 2022. URL: https://www.project-leilac.eu/

32. Dennis Y.C. Leung, Giorgio Caramanna, M. Mercedes Maroto-Valer. An overview of current status of carbon dioxide capture and storage technologies, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 39, 2014, pages 426-443, ISSN 13640321, https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.093

33. Point source carbon capture program / National Energy Technology Laboratory, 2022. URL: https://netl.doe.gov/coal/carbon-capture/pre-combustion

34. Simbolotti G. CO2 capture and storage. Technology Brief / IEA ETSAP, 2010.

35. European technology platform for zero emission fossil fuel power plants (ZEP), the costs of CO2 capture // Transport and Storage. — 2011, 51 p.

36. Fout T., Zoelle A., Keairns D., Turner M., Woods M., Kuehn N., Shah V., Chou V., Pinkerton L.. Cost and Performance Baseline for Fossil Energy Plants — Volume 1a: Bituminous Coal (PC) and Natural Gas to Electricity. — Revision. — 3. — 2015, pp. 46, 218-231.

37. Global CCUS Institute, Economic assessment of carbon capture and storage technologies, 2011 update, pp. 58.

38. Kristin Gerdes et al. / Energy Procedia 63 (2014), pp. 7541-7557.

39. Rubin E.S., et al. The cost of CO2 capture and storage. Int. J. Greenhouse Gas Control (2015), pp. 378-400, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijggc.2015.05.018

40. M. Finkenrath. Cost and performance of carbon dioxide capture from power generation // International Energy Agency. — 2011.

41. The Costs of CCUS and Other Low-carbon Technologies / Global CCUS Institute, 2011.

42. Irlam L. The costs of CCUS and other low-carbon technologies in the United States — 2015 update / Global CCS Institute. — July 2015.

43. GCCUSI technology readiness and costs of CCUS / Global CCS Institute, 2015, p. 49.

44. ZEP Report .The cost of subsurface storage of CO2. ZEP memorandum / European Zero Emission Technology and Innovation Platform, December 2019.

45. Exploring Clean Energy Pathways: The Role of CO2 Storage / IEA, December 2019.

46. Carbon Capture Utilization and Storage Towards Net-Zero 2021 / Keraney, 2021.

47. Irlam L. Global costs of carbon capture and storage 2017. Update / Global CCS Institute, June 2017. URL: https://www.globalccsinstitute.com/archive/hub/publications/201688/global-ccs-cost-updatev4.pdf

48. Toward a common method of cost estimation for CO2 capture and storage at fossil fuel power plants a white paper / IEA GHG, 2013.

49. State and Trends of Carbon Pricing 2020 / World Bank, May 2020. https://doi.org/10.1596/978-1-4648-1586-7

50. IEA GHG, Transmission of CO2 and Energy Report Number PH4/6 March 2002, 48 p.

51. Concawe Technology Scouting — Carbon Capture: From Today's to Novel Technologies, 2020.

52. IEA, Levelized cost of CO2 capture by sector and initial CO2 concentration, 2019.

53. Zero Emission Platform, IEAGHG, The Costs of CO2 Storage, 2011.

54. Global CCUS Institute. 2017. Global Cost Update. https://www.globalCCUSinstitute.com/archive/hub/publications/201688/global-CCUS-cost-updatev4.pdf

55. Simbolotti G. CO2 capture and storage. — IEA ETSAP. — Technology Brief. — 2010.

56. Fout T., Zoelle A., Keairns D., Turner M., Woods M., Kuehn N., Shah V., Chou V., Pinkerton L. Cost and Performance Baseline for Fossil Energy Plants. — Vol.1a: Bituminous Coal (PC) and Natural Gas to Electricity — Revision. — 3. — 2015.

57. Global CCUS Institute, Economic assessment of carbon capture and storage technologies, 2011 update, WorleyParsons. — Schlumberger, GCCUS, — 2011.

58. Global CCUS Institute, The Costs of CCUS and Other Low-carbon Technologies. — 2011.

59. Irlam L. The costs of CCUS and other low-carbon technologies in the United States, 2015 update.

60. GCCUSI technology readiness and costs of CCUS. — 2021.

61. Exploring Clean Energy Pathways: The Role of CO2 Storage. — IEA, Paris — 2019.

62. Graham P., Hayward J., Foster J., Havas L. Gen, Cost 2020-21: Consultation draft, Australia. — 2020.

63. Cui R.Y., Hultman N., Edwards M.R. et al. quantifying operational lifetimes for coal power plants under the Paris goals // Nat Commun. — 10. — 2019. — P. 4759. https://doi.org/10.1038/s41467-019-12618-3

64. IEA World Energy Outlook 2021. — IEA, Paris. https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2021, License: CC BY 4.0.


Рецензия

Для цитирования:


Грушевенко Е.В., Капитонов С.А., Ляшик Ю.А., Гайда И.В., Осипцов А.А. Анализ конкурентоспособности технологий CCUS: технологическая готовность и экономика. PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. 2023;8(1):158-176. https://doi.org/10.51890/2587-7399-2023-8-1-158-176

For citation:


Grushevenko E.V., Kapitonov S.A., Lyashik Yu.A., Gaida I.V., Osiptsov A.A. CCUS technology competitiveness analysis: technology readiness level and economics. PROneft. Professionally about Oil. 2023;8(1):158-176. (In Russ.) https://doi.org/10.51890/2587-7399-2023-8-1-158-176

Просмотров: 310


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-7399 (Print)
ISSN 2588-0055 (Online)