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气候变化问题是21世纪人类生存发展面临的重大挑战,积极应对气候变化、推进绿色低碳发展已经成为全球共识和大势所趋。为了控制CO2的排放,全球主要国家都在探索低碳发展模式。其中,碳捕集与封存(CCS)技术是一项可以实现温室气体大规模深度减排的可用技术。由于CCS项目的投资巨大、运营周期长、涉及的技术环节多等特点,因此全流程、大规模的CCS项目仍处于从项目示范阶段到商业化阶段的探索过程中。过去与CCS相关的研究多集中在CCS技术的某一模块的技术经济可行性,如碳捕集、运输或封存。或者多集中某一个单一CCS项目的技术经济研究,如单一的咸水层封存、二氧化碳驱油(CO2-EOR)、二氧化碳驱水(CO2-EWR)。这些研究忽略了CCS系统内部子系统的交互性和复杂性,以及不同CCS技术路线之间的竞争性,缺少了不同CCS项目之间的成本比较以及以及相关低碳政策和下游产品价值开发(如碳价、碳补贴政策和油价)对于CCS技术经济性影响分析。因此,本研究旨在从全流程系统优化的角度,利用所开发的基于全流程系统优化的CCS技术经济评价模型和CO2-EWR技术经济评价模型,分析中国CCS以及结合CO2驱油利用(CO2-EOR)和驱水利用(CO2-EWR)示范项目的技术经济性。开发的模型不仅能够体现CCS系统内部不同子系统之间的交互性和动态性,还能够反映系统整个CCS系统的不确定性。将开发的模型应用于中国地区的CCS项目的经济评估。案例研究结果表明:规划期内中国地区基准情景下咸水层封存项目的CO2系统净封存量和封存效率往往比CO2-EOR项目的CO2系统净封存量和封存效率高;规划期内基准情景下CO2-EOR项目的经济性通常比咸水层封存项目的经济性较好;高效综合利用CO2-EWR技术的咸水产品所产生的经济效益够弥补部分CCS前期的巨额投资和长期的运营成本;同时,完善和稳定的CO2排放权交易市场、政府对CO2存项目的补贴以及稳定合适的油价对于推动CCS技术从项目示范阶段到大规模部署阶段发展。基于系统优化的方法开展中国地区不同CCS案例的经济性研究,探索得到系统成本最低的CCS项目或CCS技术路线图。给中国政府和项目业主等决策者提供了CO2减排经济性和CO2减排量之间的权衡性分析。研究结果可以帮助政府和投资人了解中国的CCS项目的经济性,为全球CCS技术的发展提供中国的方案。