Kỳ IV: Loại bỏ khí phát thải carbon
Việc trang bị thêm CCUS cho các nhà máy nhiệt điện đốt than đá hiện có, hóa chất, xi măng và sắt thép có thể mang lại phương tiện giảm phát thải mà không cần phải ngừng sử dụng sớm các tài sản này.
Mở rộng quy mô CCUS
Sự cấp bách của việc ứng phó với biến đổi khí hậu toàn cầu khiến Trung Quốc buộc phải đạt được lượng phát thải ròng bằng 0 trong khoảng thời gian tương đối ngắn là gần 40 năm. Việc chuyển đổi sang các nguồn năng lượng sạch hơn và sử dụng năng lượng hiệu quả sẽ là điều chưa đủ, thay vào đó, Trung Quốc cần tích cực loại bỏ khí phát thải CO₂, điều này giúp cho việc thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS) trở thành một phần thiết yếu trong giải pháp của Trung Quốc hiện đang phải đối mặt với nhiều cơ sở sản xuất điện và công nghiệp nặng dùng than đá được xây dựng trong thập kỷ qua vẫn còn tồn tại nhiều năm hoạt động sản xuất. Việc trang bị thêm CCUS cho các nhà máy nhiệt điện đốt than đá hiện có, hóa chất, xi măng và sắt thép có thể mang lại phương tiện giảm phát thải mà không cần phải ngừng sử dụng sớm các tài sản này.
Hiện có một số phương cách để áp dụng CCUS, bao gồm các công nghệ sáng tạo mới đang được phát triển để thu giữ CO₂ trực tiếp từ không khí, lượng khí thải được tạo ra trong quá trình công nghiệp và lượng khí thải từ việc sử dụng năng lượng trong công nghiệp và điện lực cũng như thu giữ lượng khí thải liên quan đến việc sản xuất hydrogen từ than đá và khí tự nhiên. Ví dụ, sử dụng CO₂ thu được để tăng cường thu hồi dầu hoặc tạo ra nhiên liệu và hóa chất tổng hợp, điều này đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang mức giảm khí phát thải CO₂ ròng bằng 0 cũng như giúp thay thế nhiên liệu hóa thạch trong thời gian ngắn và mang lại nguồn doanh thu bổ sung để hỗ trợ thương mại hóa hoạt động thu hồi carbon. Tuy nhiên, lượng khí phát thải CO₂ thu được cuối cùng sẽ cần phải được hạn chế sử dụng cho các mục đích sử dụng liên quan đến việc lưu trữ địa chất vĩnh viễn hoặc gần như vĩnh viễn. Trung Quốc có tiềm năng địa chất đáng kể để lưu trữ carbon với công suất lưu trữ ước tính khoảng 2.400 gigaton (Gt), chỉ đứng sau Hoa Kỳ hiện có hơn 40 dự án thí điểm CCUS với tổng công suất 3 triệu tấn carbon. Nhiều dự án trong số này là những phát triển nhỏ có liên quan đến việc tăng cường thu hồi dầu, điều này sẽ cần phải mở rộng quy mô đáng kể trong bốn thập kỷ tới.
Trong một hệ thống năng lượng phát khí thải ròng bằng 0 thì hơn 1,3 Gt CO₂ mỗi năm sẽ cần được thu hồi và lưu trữ vĩnh viễn vào năm 2060, điều này có nghĩa là năng lực của CCUS sẽ cần tăng hơn 400 lần trong bốn thập kỷ tới. Mặc dù điều này có thể thực hiện được về mặt kỹ thuật song vì nhiều công nghệ CCUS ở Trung Quốc sắp hoặc đã đạt đến mức thương mại hóa, thì thách thức chính lại nằm ở việc tạo điều kiện hỗ trợ đầu tư đáng kể vào CCUS quy mô lớn, đặc biệt là giải pháp loại bỏ carbon trong công nghiệp.
Vai trò của cảng và cụm cảng công nghiệp trong nâng quy mô CCUS
Các cụm và cảng công nghiệp sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của CCUS ở Trung Quốc. Mở rộng quy mô sẽ là điểm khác biệt chính giữa các dự án quy mô lớn trong tương lai với các dự án thí điểm trước đó và các dự án nhỏ độc lập. Trong bối cảnh này, việc phân cụm các nguồn phát thải và chia sẻ cơ sở hạ tầng có thể mang lại lợi ích về mặt quy mô. IEA ước tính rằng có tới 45% lượng CO₂ đến từ ngành sản xuất điện và các ngành công nghiệp nặng khác nằm trong phạm vi 50 km từ nơi lưu trữ khí phát thải CO₂ tiềm năng, và 65% nằm trong phạm vi 100 km.
Các cụm công nghiệp bao gồm các doanh nghiệp và ngành công nghiệp phát thải cao mang lại tính kinh tế theo quy mô cho xây dựng cơ sở hạ tầng thu hồi, vận chuyển và lưu trữ CO₂ khi có thể tạo cơ hội để thí điểm các khung pháp lý cần thiết. Ví dụ, các tỉnh như Sơn Tây, Thiểm Tây và Tân Cương là những nơi tập trung nhiều ngành công nghiệp sử dụng than đá, có thể là những thí điểm phù hợp.
Các cảng biển cũng tạo cơ hội sớm cho sự phát triển CCUS là do phần lớn nằm gần các địa điểm lưu trữ tiềm năng ngoài khơi, tính tiềm năng loại bỏ carbon của các cảng công nghiệp lớn và tính kinh tế theo quy mô để xây dựng cơ sở hạ tầng quản lý CO₂. Các cảng có đặc điểm như vậy bao gồm các cảng công nghiệp ở bờ biển phía Đông như ở tỉnh Quảng Châu.
Về mặt lâu dài, việc tích hợp công nghệ CCUS vào việc phát triển các cụm công nghiệp và cảng tiềm năng sẽ đạt được mức cắt giảm phát thải quy mô lớn ở Trung Quốc. Điều này sẽ đặc biệt phù hợp với các ngành công nghiệp khó tồn tại, có khả năng thống trị nền kinh tế Trung Quốc trong vài thập kỷ tới, theo đó phải cần có hành động chính sách công ngay từ bây giờ để đạt được quy mô CCUS vào năm 2060, bao gồm một cơ chế định giá carbon mạnh mẽ và ngày càng tăng để giúp CCUS có khả năng tồn tại về mặt thương mại trong dài hạn. Ngoài ra, việc khen thưởng dành cho việc cắt giảm phát thải của CCUS thông qua tín dụng carbon trong hệ thống ETS sẽ thúc đẩy đầu tư nhiều hơn vào công nghệ này.
Trong ngắn hạn, hành động chính sách sẽ cần bao gồm hỗ trợ thương mại hóa công nghệ thu hồi CO₂ qua thu giữ trực tiếp từ không khí phục vụ mục đích sử dụng cuối cùng khác nhau, đặc biệt là trong sản xuất điện và công nghiệp. Phát triển cơ sở hạ tầng vận chuyển CO₂ như xe tải, đường sắt và xà lan vận chuyển khoảng cách ngắn cũng như tàu thuyền và đường ống cho khoảng cách xa hơn, cũng là điều cần thiết. Các khung chính sách giúp giảm rủi ro đầu tư và chi phí vốn, đồng thời sẽ thu hút vốn tư nhân trong thời gian tới. Các biện pháp khác, chẳng hạn như làm rõ các yêu cầu trách nhiệm lâu dài đối với việc lưu trữ carbon vĩnh viễn, sẽ tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc áp dụng thị trường.
Dựa trên phân tích trong bản phác thảo này, tổng sinh khối thương mại vào năm 2060 sẽ chiếm khoảng 6% tổng mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng trong ngành công nghiệp nặng. Việc áp dụng CCS vào sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học hoặc sinh khối không chỉ làm giảm lượng khí phát thải CO₂ mà còn là nguồn phát thải âm cho toàn bộ hệ thống năng lượng. Năng lượng sinh học có chứa CCS (hoặc BECCS- Bio-energy with carbon capture and storage: Năng lượng sinh học kết hợp thu nạp và lưu trữ carbon) chiếm khoảng 42% lượng CO₂ thu được vào năm 2060 hoặc tương đương 0,6 Gt lượng khí phát thải CO₂ âm.
Do các cơ sở điện và công nghiệp được thành lập chưa lâu nên cũng khiến năng lượng sinh học trở thành một lựa chọn hấp dẫn để cắt giảm lượng khí thải. Sinh khối có thể được sử dụng làm nhiên liệu bổ sung và/hoặc đốt chung với than đá như một cách cắt giảm khí thải từ các cơ sở này mà không làm thay đổi đáng kể quy trình sản xuất, điều này có thể giúp tránh việc dừng hoạt động sớm những tài sản này là điều có thể gây tốn kém. Việc trang bị thêm CCS có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các tài sản không phải với tư cách là một nguồn phát thải mà thay vào đó là một nguồn cắt giảm phát thải. Trung Quốc hiện cũng tạo ra một lượng điện và nhiệt đáng kể từ chất thải và các cơ sở này mang lại cơ hội sớm khác để tạo ra lượng khí thải âm thông qua việc chuyển đổi sang sinh khối bằng CCS.
Năng lượng sinh học và phát thải tiêu cực
Nhiên liệu sinh học và sinh khối tiên tiến có vai trò quan trọng trong việc loại bỏ carbon trong hệ thống năng lượng quốc gia, đặc biệt là trong lĩnh vực năng lượng và các lĩnh vực khó giảm thiểu như hàng không và công nghiệp nặng. Trong bản phác thảo này, tổng năng lượng sinh học, bao gồm nhiên liệu sinh học lỏng và sinh khối rắn, đã tăng từ khoảng 2 EJ như hiện nay lên gần 17 EJ (2060), điều này phù hợp với ước tính về tiềm năng nguyên liệu sinh học bền vững ở Trung Quốc, có tính đến các yếu tố như chuyển đổi năng suất biến đất khô cằn thành đất trồng cây sinh khối lấy gỗ và cây năng lượng. Một cách tiếp cận có hệ thống và phối hợp sẽ rất quan trọng để nhận thấy đầy đủ tiềm năng tài nguyên sinh học bền vững của quốc gia.
Về phía cung, Trung Quốc cần chuyển đổi từ nhiên liệu sinh học thế hệ thứ nhất sang thế hệ thứ hai và các nguyên liệu thô tiên tiến khác; mở rộng quy mô chuỗi cung ứng năng lượng sinh học thông qua phát triển hệ thống thu thập và vận chuyển nguyên liệu thô, cũng như mở rộng năng lực sản xuất năng lượng sinh học tiên tiến; và đưa ra các chính sách khuyến khích và khuyến khích sản xuất tài nguyên sinh học bền vững. Các chính sách này sẽ cần có sự tập trung mạnh mẽ vào khu vực, vì sự sẵn có của các loại sinh khối và sản phẩm dựa trên sinh khối khác nhau sẽ rất khác nhau trên khắp đất nước.
Về phía cầu: Trung Quốc cần chuyển đổi từ việc sử dụng sinh khối truyền thống để nấu ăn, sưởi ấm và nhiên liệu sinh học cho vận tải đường bộ sang sử dụng năng lượng sinh học tiên tiến trong các lĩnh vực như điện, công nghiệp nặng và hàng không; áp dụng thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) vào năng lượng sinh học trong việc sản xuất nhiên liệu sinh học lỏng hoặc sinh khối rắn có thể là nguồn phát thải tiêu cực. Như đã thảo luận trước đây, điện được tạo ra từ sinh khối là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện đã loại bỏ carbon của quốc gia, chiếm khoảng 6% tổng lượng điện được tạo ra vào năm 2060. Ngoài ra, ngành công nghiệp của Trung Quốc hiện là nước tiêu thụ nhiên liệu sinh học đáng kể với các nguồn tài nguyên sinh học tiên tiến có khả năng tăng trưởng ví như trong các lĩnh vực như hóa chất.
