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储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

评估与中国碳中和目标一致的能源系统中碳捕集与封存发展的不确定性

Assessing CCS development uncertainties in China's energy system aligned with carbon neutrality

作者 Tianming Shao · Xunzhang Pancd · Lining Wange · Wei Xiong · Tianpeng Wangg · Jie Song
期刊 Applied Energy
出版日期 2025年1月
卷/期 第 399 卷
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能系统
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 A China-localized GCAM model with improved CCS representations is used.
语言:

中文摘要

摘要 碳捕集与封存(CCS)在实现中国碳中和目标过程中发挥着关键但不确定的作用,因此有必要对其可能的发展路径及影响进行全面评估。本研究设计了12种情景,结合了减排目标以及围绕CCS的关键不确定性因素,并采用针对中国本地化改进的全球变化分析模型(GCAM-CHN)进行模拟,以全面理解与中国碳中和目标相一致的CCS发展不确定轨迹。结果表明,在2025年至2060年期间,中国的CCS技术累计可捕集36–82 GtCO₂。实现碳中和需要化石能源CCS、生物能源CCS(BECCS)和直接空气捕集CCS(DACCS)的共同参与,但其大规模部署将分别从2030年、2040年和2050年开始分阶段推进。其中,化石能源CCS在碳中和转型与化石能源逐步退出之间起到缓冲作用,BECCS提供的累计碳抵消量最高,而DACCS的发展则表现出最大的不确定性。鉴于排放水平较高,燃煤发电、钢铁和水泥行业被识别为CCS率先部署的重点领域。本研究的情景还揭示了CCS不确定性与中国能源系统脱碳进程之间的相互作用。在同时排除生物能源贸易和DACCS的最严格情景下,相较于基准情景,累计减排成本将增加超过14%。

English Abstract

Abstract Carbon capture and storage (CCS) plays a pivotal but uncertain role in achieving China's carbon neutrality goal, necessitating a comprehensive assessment of its potential development pathways and implications. This study designs 12 scenarios combining mitigation targets and key uncertainties surrounding CCS, and simulates using a China-localized Global Change Analysis Model (GCAM-CHN) to comprehensively understand the uncertain trajectories of CCS development aligned with China's carbon neutrality. The results show that CCS technologies in China cumulatively capture 36–82 GtCO 2 during 2025–2060. Achieving carbon neutrality requires the common but phased contributions of fossil-CCS, bioenergy CCS (BECCS), and direct air CCS (DACCS), with large-scale deployment starting in 2030, 2040, and 2050, respectively. Fossil-CCS serves as a buffer between the carbon-neutral transition and the phase-down of fossil energy, BECCS provides the highest cumulative carbon offsets, while DACCS development exhibits the greatest uncertainty. Given their large emission levels, the coal power, iron and steel, and cement industries are identified to take the lead in CCS deployment. Our scenarios also reveal the interaction between CCS uncertainties and the decarbonization of China's energy system. In the most stringent scenarios that simultaneously exclude bioenergy trade and DACCS, the cumulative abatement costs increase by over 14 % compared to default scenarios.
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SunView 深度解读

该研究揭示中国碳中和路径中CCS技术的阶段性部署需求,对阳光电源储能系统战略布局具有重要参考价值。研究指出2030年起化石能源CCS大规模部署、2040年生物质CCS及2050年直接空气捕集的时间节点,与阳光电源PowerTitan储能系统、ST系列PCS的长周期规划高度契合。煤电、钢铁、水泥行业作为CCS优先部署领域,其能源转型将催生大规模工业储能及微电网需求。建议结合iSolarCloud平台开发CCS配套的智能能源管理方案,通过GFM控制技术支撑高比例可再生能源与CCS协同运行,降低研究所指出的14%额外减排成本,为工业脱碳提供系统级解决方案。