欧美co2地质封存管理制度与标准体系较成熟
1.美国
根据美国地质调查局(usgs)的评估数据,美国在技术上可行的co2封存潜力为2400亿~3700亿吨,其中盐水地层占潜在储量的95%以上。近年来,作为全球ccus的领导者和先行者,美国逐步形成了以美国能源部(doe)项目资助为引导,以高校、美国地质调查局等科研机构的调查研究为支撑,以财税政策激励为动力,以规章条例和技术标准为落地规范的co2地质封存管理发展体系。详见表1。
美国的碳封存政策管理体系是一个全面而多层次的框架,旨在更高效地推动co2地质封存技术的发展和应用。该体系通过开展多方位的激励措施,包括doe对研发项目的持续资助,《2020年美国能源法案》和《基础设施投资法案》等立法资金授权或支持,以及实施特定项目资助计划如carbonsafe等,为co2地质封存技术创新和商业化提供强大动力。同时,以美国国家能源技术实验室(netl)和usgs为主要牵头单位,美国还构建了完善的研究体系,以成立区域碳封存合作联盟(rcsps)和开展地质封存潜力评估项目等方式,确保了资源识别、资源评估与利用方面的技术研究深入进行,为技术推广与应用奠定了坚实的理论支撑。另外,在财税激励方面,45q税收抵免政策为碳封存项目提供了递进式的税收优惠,这为项目长期稳定的现金流提供了保障,大大降低了企业的财务风险,从而有效调动企业开展商业项目的积极性。
在规章管理和技术规范方面,早在2011年,美国环保署(epa)就发布了以《清洁水法》和《安全饮用水法》授权为基础的《co2地质封存井地下注入控制(uic)最终规章》(简称“第ⅵ类井法规”),以对地下注入活动,尤其是与co2地质封存相关的活动进行全流程规范。第ⅵ类井法规以封存许可为核心,以有效管控co2泄漏风险、切实保护地下饮用水源为目标,对选址、设计、施工、监测和封井等各环节的方法选择和方案执行规定了明确的管理要求,确保了封存过程的安全性和环保性。第ⅵ类井法规生效以后,epa在2011年7月至2016年12月期间又陆续发布了系列技术标准,构建了co2地质封存全生命周期技术指南体系,为项目的具体实施提供了明确的指导和规范。
2.欧盟
根据欧洲研究co2地质封存的科学机构co2 geonet发布的报告state-of-play on co2 geological storage in 32 european countries(2021年12月),欧洲的co2保守地质封存潜力为1170亿吨。目前欧盟各国普遍考虑在咸水层、枯竭/贫化油气田中进行co2封存,沿海国家的首选是在近海封存,冰岛则一直在开展矿物封存试点。详见图1。
欧盟高度重视ccus技术,将其作为应对气候挑战、实现碳中和与可持续发展的关键手段,并在ccus制度化和规划化方面走在全球前列。其代表性法规《co2地质封存指令》是全球首部关于碳捕集与封存(ccs)的详细立法,详细规定了封存场地选址、勘探和封存许可证发放、运营与关闭,以及关闭后的责任和义务、co2监测、信息公开等具体要求。该指令为在欧盟范围内开展co2地质封存建立了统一的法律和管理框架。各成员国在该指令框架下制定了相应的国内法,明确用于封存co2的地下空间管理,其中有19个国家允许对co2进行地质封存。详见表2。
此外,作为能源和碳密集行业大幅减排的关键技术,欧盟碳封存政策多与能源、气候变化相关政策联系在一起。如《2030年气候与能源政策框架》强调了加强ccs技术研发和推动商业化示范项目的必要性;《2050长期战略》将ccs列为实现碳中和目标的七大战略技术领域之一;2018年修订的《可再生能源指令》,就可再生能源以及非生物来源的可再生燃料制造过程中的co2封存提出了监管措施;2021年通过的《欧洲气候法》把气候中立的政治承诺转变为法律上的强制性要求,预计未来欧盟ccs相关的政策支持将进一步加强。
在资金保障方面,与美国不同,欧洲的ccs示范项目主要依靠欧盟碳交易市场(euets)这一机制来提供经济激励与支持。通过创立欧洲创新基金和开展“地平线欧洲”计划,欧盟为碳封存项目的研发和商业化部署提供强大的资金支持。其中欧洲创新基金是euets的一部分,旨在通过拍卖碳排放配额所得收益来支持低碳创新项目。
中国co2地质封存管理以技术标准为指引,法规监管框架仍空白
我国co2地质封存潜力巨大。科技部下属中国21世纪议程管理中心发布的《中国二氧化碳捕集利用与封存(ccus)年度报告(2023)》指出,我国理论co2地质封存容量为1.21万亿~4.13万亿吨。其中在海域封存能力方面,在2023年全国地质调查工作会议上,自然资源部中国地质调查局首次发布海域co2地质封存潜力评价结果,预测潜力达2.58万亿吨。
自《联合国气候变化框架公约》京都议定书2005年正式生效以来,在2006—2020年期间,我国陆续发布了近40项涉及支持ccus的政策。其中2009年,原国土资源部制定的《地质矿产保障工程实施方案(2010—2020)》(以下简称“方案”)将co2地质封存调查评价纳入地质基础支撑计划内的全球变化调查监测与评价和地下空间资源调查中,提出对全国的co2地质储存潜力与适宜性进行评估,制定评价标准与技术方法,并通过实施具体的示范工程项目来验证技术的可行性和地质安全性。这一方案的实施标志着co2地质封存技术的研究与应用开始提升到国家战略高度,为后续相关政策制定和技术研发奠定了基础。
2014年,国务院出台了《国家应对气候变化规划(2014—2020年)》,指出在地质条件事宜的地区开展co2封存试验项目,建设实施co2捕集、驱油、封存一体化示范工程。2024年3月,生态环境部环境规划院发布《中国区域二氧化碳地质封存经济可行性研究(2024)》报告,评估了中国每个10×10 km网格co2地质封存的经济可行性,为国家、区域层面的重点工业源改造及产业空间布局提供决策支撑。此外,2020年,“双碳”目标首次正式提出,将碳达峰、碳中和纳入国家生态文明建设整体布局和经济社会发展全局。从我国以化石能源为主的能源消费结构出发,ccus作为“可实现化石能源大规模低碳利用的战略储备技术”这一定位为碳封存提供了新的机遇。
但从法规监管层面来看,我国尚未建立专门适用于co2地质封存的法规和条例,现行的法律框架也尚未对co2地质封存项目的实施细节做出明确规定或要求,在行业监管上仍存在市场准入不规范、资金短缺、缺乏必要的安全控制,以及安全责任不明确等难题。相比欧美发达国家通过出台明确的立法或管理条例来对co2地质封存实施进行严格的监管和流程控制,我国当前更多采用发布技术标准和规范的方式引导行业发展(表3)。
我国co2地质封存现行标准和指南主要聚焦环境风险评估、减排核算、场地评价和注入规程,而对co2地质封存全生命周期中的封存方案制订、封存区域评估、建井、场地维护及闭场等多个环节尚未做出具体规范指导。同时,已发布的环境风险评价规范在风险识别指标的确定性、方法的科学性等方面也仍有待进一步完善。
构建中国co2地质封存管理制度与标准体系的三点建议
当前我国能源结构仍以化石燃料为主,co2排放量大,同时co2地质封存资源潜力巨大。在“双碳”目标愿景下,碳封存将成为未来我国基于基本国情实现大规模深度减排的必然选择。结合欧美国家在co2地质封存监管条例设计、激励机制构建及技术规范体系制定方面的发展经验,可为推动我国co2地质封存产业安全、可持续发展提出更加行之有效的管理设计建议。
1.加快构建专用的co2地质封存法规监管体系
当前我国co2地质封存产业正处于逐步推进的关键发展期,为适应标准化、规模化发展需求,建议适时启动与co2地质封存相关的专门立法工作,制定适用性的管理条例。明确监管部门和监管细则,做到产业发展、企业实施有法可依,减少利益相关方的顾虑。具体而言,管理细则应涵盖co2地质封存许可、co2地质封存适宜性评价体系与指标选取、环境影响评估、泄漏风险监测与报告、事故应急保障以及长期责任归属等,以明确碳封存市场准入门槛,划定co2地质封存项目实施过程中的法律责任界限,保障利益相关者的知情权益,并确保co2地质封存项目安全稳定运行。以此逐步推动我国co2地质封存的法治化管理。
2.完善政策激励体系,推进co2地质封存创新示范工程建设
借鉴美国45q税收抵免政策,制订包含税收优惠、财政补贴、绿色信贷等在内的激励措施,确保项目现金流长期稳定,项目财务风险大幅降低,有效吸引资本进入碳封存行业。完善碳交易市场,结合欧盟euets和欧洲创新基金机制经验,探索企业在碳排放与碳封存之间的配额补偿与分配机制,充分运用市场机制来激励封存减排。同时,通过成立专项基金或技术创新基金,加大对co2地质封存创新技术的研发与示范,推进重点工程建设。
3.打造与我国环境禀赋相适宜的碳封存全生命周期技术标准体系
结合co2地质封存工程的学科综合性、技术集成性,充分考虑我国地质条件的多样性和复杂性,同时兼顾环保要求的协同一致性原则,统筹管理部门、企事业单位、行业协会、高校、科研院所等多方力量,制订针对不同地质环境的技术规范和操作指南。需根据新时期的形势和要求,修订和升级针对co2地质封存工程选址、泄漏风险评估、注入规程及减排核算等环节的既有标准。针对当前标准体系尚未覆盖的封存方案制订、建井标准、泄漏风险监测预警与控制、场地维护及闭场、报告等环节,尽快制定科学合理的技术规范,减少操作指南空白领域,以此打造全流程的co2地质封存国家标准体系。此外,加快推进国际标准对接,学习和引进国际先进的技术规范和管理经验,提升我国co2地质封存技术和管理水平的国际化程度。