现代煤化工耦合碳捕集利用与封存技术的全生命周期碳足迹与成本评估

针对中国现代煤化工行业高碳排放问题，研究人员通过全生命周期分析（LCA）评估了DCL/ICL/SNG/CTO/CTE/CTM六种技术耦合CCUS的减排潜力。结果显示：无CCUS时碳足迹达3.74-11.01 t CO2/t产品，CCUS可实现36%-65%减排，其中深部咸水层（DSA）封存效果优于驱油封存（EOR）。成本分析表明EOR可通过原油收益抵消部分成本（252-582美元/吨），为行业低碳转型提供关键数据支撑。

　　

中国作为全球最大的能源消费国，正面临油气资源对外依存度高与碳排放控制的双重压力。煤炭资源虽丰富，但传统煤化工过程会产生大量二氧化碳排放。如何平衡能源安全与碳中和目标？现代煤化工耦合碳捕集利用与封存（CCUS）技术被视为破局关键。然而，不同技术路线的减排潜力与经济效益尚缺乏系统评估。

中国某研究机构团队在《Fuel》发表研究，首次对中国六种主流现代煤化工技术（直接煤制油DCL、间接煤制油ICL、煤制天然气SNG、煤制烯烃CTO、煤制乙二醇CTE、煤制甲醇CTM）开展全生命周期碳足迹与成本分析。研究采用生命周期评价（LCA）方法，边界涵盖从煤炭开采到最终产品输出的完整链条，重点考察了CCUS技术中工艺捕集、公用工程捕集、驱油封存（EOR）和深部咸水层封存（DSA）四种情景的减排效果与经济性。

关键技术方法包括：1）基于中国能源统计年鉴数据建立碳排放因子数据库；2）构建包含原料、工艺、公用工程的三级排放核算模型；3）采用平准化成本法（LCOE）计算CCUS集成成本；4）对比分析EOR与DSA封存路径的经济差异。

研究结果显示：

1. 无CCUS情景下，各技术碳足迹差异显著：CTO最高（11.01 t CO₂/t产品），CTM最低（3.74 t CO₂/t），工艺与公用工程排放占比超85%。
2. CCUS集成后，S5情景（工艺+公用工程捕集+DSA封存）减排效果最佳（54%-65%），其中DSA封存表现优于EOR。
3. 成本分析显示EOR因原油收益可部分抵消成本（252-582美元/吨），而DSA成本高达896-1156美元/吨；原料成本占总成本50%以上，对煤价波动敏感。

结论与讨论指出：现代煤化工行业实施CCUS需采取差异化策略——优先推广EOR封存技术，通过技术创新降低DSA成本，建议实施动态煤价政策与区域协同规划。该研究为制定行业碳定价机制和CCUS商业化路径提供了定量依据，对实现"双碳"目标具有重要战略意义。特别值得注意的是，煤化工过程特有的高浓度CO₂（85%-95%）使捕集成本显著低于燃煤电厂，这为CCUS技术早期示范提供了独特优势。研究团队Jingjing Xie等建议，未来应重点开发低成本封存技术，同时建立跨区域的碳基础设施共享网络。