O caso de negócios para captura de carbono

A adoção generalizada da tecnologia de captura de carbono é crucial para atingir o objetivo do contrato de Paris de limitar o aumento da temperatura global a muito abaixo de 2 ° C. De acordo com agências internacionais de energia e mudança climática, a tecnologia oferece um dos poucos meios de lidar com grandes emissores estacionários de CO ₂. As preocupações com sua sustentabilidade a longo prazo, a viabilidade dos avanços técnicos e a viabilidade econômica de aplicações caras, mas de alto volume (particularmente em geração de energia a carvão e a gás) também levaram ao ceticismo sobre as CCUs entre atores públicos e privados. Como resultado, embora as CCUs tenham 40 anos, menos de 100 projetos foram desenvolvidos em todo o mundo, com uma capacidade estimada combinada de cerca de 32 milhões de toneladas de CO

But so far, carbon capture, utilization, and storage (CCUS) has proved to be too costly to be commercially viable, and governments have largely failed to offer policies to support the technology. Concerns about its long-term sustainability, the feasibility of technical advances, and the economic viability of expensive but high-volume applications (particularly in coal- and gas-fired power generation) have also led to skepticism about CCUS among public and private players. As a result, even though CCUS is 40 years old, fewer than 100 projects have been developed worldwide, with a combined estimated capacity of around 32 million metric tons of CO ₂ - uma pequena fração de emissões globais. Isso pode estar prestes a mudar.

Isso pode estar prestes a mudar. Embora a maioria dos apoiadores e oponentes do CCUS se concentre em seu uso na geração de energia, onde o custo do uso da tecnologia é alto, acreditamos que incentivos fiscais recentes e iniciativas políticas, principalmente nos EUA e na Europa, criam uma oportunidade de investimento credível a curto prazo em indústrias em que os custos de CCUs são relativamente baixos. Isso inclui indústrias com CO concentrado ₂ Emissões, que são mais fáceis de capturar, incluindo processamento de gás natural, produção de amônia, produção de etanol e outras aplicações petroquímicas. O uso de CCUs nessas áreas pode acelerar o desenvolvimento da tecnologia de maneiras que a tornam adequada em aplicações de maior custo. Ao se mudarem cedo e investir em frutas baixas (projetos que se tornam comercialmente atraentes graças a novos incentivos), as empresas podem garantir sua posição de mercado em prontidão para as oportunidades que virão. No entanto, eles precisarão planejar com antecedência para maximizar sua vantagem competitiva e gerenciar riscos à medida que o mercado se desenvolve. anualmente até 2060,

Energy and industrial companies that act now can create, and benefit from, a global industry that could be worth $90 billion in the next decade—and far more in the following decades if the CCUS industry matures. By moving early and investing in low-hanging fruit (projects that become commercially attractive thanks to new incentives), companies can secure their market position in readiness for the opportunities to come. However, they will need to plan ahead to maximize their competitive advantage and manage risk as the market develops.

The Size of the Problem

According to the International Energy Agency, CCUS technology would need to prevent nearly 4.4 gigatons of CO₂ a year from entering the earth’s atmosphere by 2040, increasing to 9.4 gigatons annually by 2060, O argumento econômico para combater as mudanças climáticas , o cenário do limite superior ambientado em Paris. Chegar lá dependerá do aumento da implantação do CCUS para capturar 140 a 290 vezes os 32 milhões de toneladas de capacidade disponíveis hoje. A dimensionamento também apoiaria e exigiria uma rede de fornecedores, investidores e usuários.

Despite the consensus view that CCUS will need to be an essential part of any Planeje lidar com as mudanças climáticas , Política do governo em todo o mundo permaneceu um longo caminho ao tornar a tecnologia economicamente viável. Mais significativo, quando os governos estabeleceram um preço de carbono (uma cobrança nos emissores para cada tonelada métrica de CO ₂ eles produzem), o nível normalmente tem sido muito baixo para incentivar o investimento nas CCUs. No entanto, os principais governos estão começando a implementar políticas que fornecem incentivo econômico suficiente - através dos preços mais altos do carbono, incentivos fiscais e maior apoio a projetos individuais - para as empresas considerarem as CCUs. Eles estão percebendo que as CCUs podem desempenhar um papel fundamental nas indústrias de altas emissões à prova de futuras, permitindo-lhes competir em um mundo cada vez mais restrito a carbono.

Desenvolvimentos de políticas-chave estão ocorrendo nas seguintes regiões:

Os Estados Unidos. Demanda por CO Most of the world’s current CCUS capacity is located in the US, owing to a combination of government-supported pilot projects, significant numbers of natural gas processing plants (a good fit for CCUS because they separate out CO₂ by design), and demand for CO ₂ para uso na recuperação aprimorada de petróleo (que depende do gás para aumentar a quantidade de óleo extraído de um reservatório). O crédito concede às empresas emissoras US $ 35 para cada tonelada métrica de co

However, the adoption in 2018 of a more generous federal tax credit (45Q) for CCUS projects could substantially increase the number of applications, and industries, where the technology is commercially viable. The credit gives emitting companies $35 for every metric ton of CO ₂ que é usado comercialmente e US $ 50 por tonelada que é permanentemente sequestrado. Os governos estaduais também estão adotando políticas que incentivam o uso da tecnologia e estão reduzindo as barreiras regulatórias aos projetos de CCUs. Por exemplo, o padrão de combustível de baixo carbono da Califórnia agora inclui disposições específicas para o uso de CCUs na produção de combustíveis de transporte. Uma redução no volume disponível em leilão aumentou o custo das licenças para mais de 25 euros, um aumento de 400% nos últimos dois anos. Isso aumenta o incentivo para as empresas adotarem a tecnologia CCUS, mas os emissores provavelmente precisarão acreditar que o custo dos subsídios permanecerá alto ou aumentará ainda mais, antes de estarem dispostos a fazer investimentos de longo prazo em equipamentos de CCUs. metas.

Europe. The European Union’s Emissions Trading System (ETS), which allows companies in the power and industrial sectors to buy and sell emissions allowances, has become tougher for polluting firms. A reduction in the volume available at auction has increased the cost of permits to more than 25 euros, up 400% over the past two years. This increases the incentive for companies to adopt CCUS technology, but emitters will likely need to believe that the cost of allowances will remain high, or rise further, before they are willing to make long-term investments in CCUS equipment.

At a national policy level, Norway and the UK have recently introduced government subsidies for specific CCUS projects, while the Netherlands and Denmark are committed to using CCUS to achieve national emission reduction targets.

China. Esse movimento poderia incentivar as indústrias emissoras a adotar CCUs. A China incluiu as CCUs no mais recente plano de desenvolvimento econômico de cinco anos do país, está construindo instalações de armazenamento de carbono em larga escala e fornece apoio financeiro a projetos piloto de CCUs. The Chinese government expects to commence trading allowances through its own ETS next year, three years after announcing the proposed system, starting with coal-fired power generators. This move could encourage emitting industries to adopt CCUS. China has included CCUS in the country’s latest five-year economic development plan, is building large-scale carbon storage facilities, and provides financial support for CCUS pilot projects.

em direção a um mercado de três partes e concentrado regionalmente

A despesa de transporte CO ₂ and developing utilization or sequestration opportunities can vary widely from one region to the next, with the expense of any of these factors potentially ruling out the use of CCUS for all but the lowest-cost applications.

For this reason, we expect the global CCUS industry to develop first in geographical hubs that offer cost advantages because of their proximity to geological storage, existing pipeline infrastructure, or a high concentration of stationary emitters, and in areas where enhanced oil recovery provides a market incentive. (See Exhibit 1.)

BCG’s proprietary carbon capture model indicates that the potential market can be split into three segments based on the relative costs of CCUS and other decarbonization options. (See Exhibit 2.) The first segment, representing the lowest-cost applications for CCUS, is industrial processes that emit highly concentrated CO ₂ fluxos. Essas aplicações exigem relativamente pouca energia ou equipamento para isolar e capturar emissões. Captura CO ₂ Nestes aplicativos normalmente custa menos de US $ 30 por tonelada, versus mais de US $ 50 por tonelada para outras medidas de descarbonização. Como resultado, alguns projetos de CCUs de baixo custo desenvolverão hubs externos, onde estão disponíveis opções de armazenamento no local ou nas proximidades. Isso inclui refino de petróleo e fabricação de cimento, limão, alumínio, ferro e aço. Os custos de captura de carbono nesses setores são altamente variáveis, dependendo da concentração de CO

“Hard-to-abate” sectors, where all decarbonization options are expensive and challenging, represent a second segment. This includes petroleum refining and the manufacture of cement, lime, aluminium, iron, and steel. Carbon capture costs in these sectors are highly variable, depending on the concentration of CO ₂ em gás de combustão, variando de menos de US $ 50 por tonelada métrica de co ₂ capturado a mais de US $ 200 em alguns casos. Outras opções de descarbonização podem ser igualmente caras nessas áreas, indicando uma oportunidade para as CCUs. Como o combate às emissões de geração de energia com CCUs exigiria uma adaptação cara de plantas, o preço de uma tonelada métrica de CO

In the third segment, power generation, the costs of using existing post-combustion CCUS technologies are high. Because tackling power generation emissions with CCUS would require expensive retrofitting of plants, the price of a metric ton of CO ₂ teria que subir entre US $ 40 e US $ 80 para geração de energia a carvão ou US $ 50 a US $ 170 para geração de energia a gás para CCUS para fazer com que a geração econômica de US $ 50 a US $ 170 para a geração de gases em gás para CCUS para fazer com que a geração econômica de US $ 50 a US $ 170 para US $ 170 para o CCUS para fazer com que a geração econômica de US $ 50 a US $ 170 para o CCUS para CCUS para fazer com que a geração econômica de US $ 50 a US $ 170 para a geração de gás para CCUS para fazer com que a geração de energia seja usada. Ao mesmo tempo, novos desenvolvimentos nas tecnologias de vento, solar e bateria estão reduzindo os custos dessas opções de energia de baixo carbono. Consequentemente, sem um grande avanço em escala comercial, a geração de energia é a aplicação menos viável para as CCUs. CO

The Near-Term Prize

While the use of CCUS in natural gas processing is already economical, the 45Q tax credit in the US and reforms to Europe’s ETS are set to make its use commercially viable in other industries with highly concentrated CO ₂ fluxos e, portanto, o menor custo de captura de carbono. Isso inclui produção de amônia, produção de etanol e algumas outras aplicações petroquímicas. Embora CO ₂ As emissões nessas quatro áreas são apenas uma fração do total global (menos de 1 gigaton dos mais de 16 gigatons de Co _{2 || 3710 == Emissões que podem ser retransmitidas por CCUs), o Mercado de CCUs. Estimamos que até US $ 90 bilhões poderiam ser investidos em CCUs na próxima década em todo o mundo, dos quais US $ 70 bilhões poderiam vir desses quatro setores com COC de alta concentração} emissions that can potentially be abated by CCUS), the use of CCUS in them represents a significant market opportunity. We estimate that up to $90 billion could be invested in CCUS over the next decade globally, $70 billion of which could come from these four industries with high-concentration CO ₂ streams.

Owing to its existing pipeline infrastructure, high demand for enhanced oil recovery, and significant number of companies emitting CO ₂ Como subproduto, os EUA oferecem as melhores oportunidades de investimento no curto prazo e podem representar quase metade do investimento global total nas CCUs na próxima década. (Veja o Anexo 3.) De acordo com nossa análise, o crédito tributário de 45q pode estimular mais de US $ 40 bilhões em investimentos, representando a captura de um potencial 70 milhões de toneladas métricas de CO ₂ per year and generating up to $3 billion in tax credits annually.

With the help of additional incentives, new industrial uses for CO₂, infrastructure investment, or improvements in the efficiency of CCUS equipment, the US market could grow even larger. Some projects, such as in the ammonia and ethanol industries, which can easily channel emissions into enhanced oil recovery or mitigate costs through on-site saline aquifer storage, could see investment returns of up to 25%.

The near-term opportunity for CCUS should not be taken as a given, however. Multiple barriers could get in the way. Regulatory challenges concerning the transportation and storage of CO ₂ (incluindo direitos de propriedade da terra acima e abaixo dos problemas de responsabilidade superficial e de longo prazo da Terra relacionados ao armazenamento) ainda podem apresentar desafios para os desenvolvedores. As preocupações públicas e a resistência local a sequestro onshore também são uma barreira significativa aos projetos de CCUs, especialmente na Europa. E, embora acreditemos que os principais desenvolvimentos de políticas sejam provavelmente suficientes para desencadear novos investimentos, a incerteza persistente entre os investidores pode impedir isso. Na ausência de um enorme aumento nos preços do carbono ou incentivos fiscais altamente favoráveis, duas mudanças são necessárias para que as CCUs se tornem economicamente viáveis ​​nessas categorias. Primeiro, o custo da captura de carbono deve diminuir, seja através do desenvolvimento de novas tecnologias ou por meio de efeitos de escala e experiência. Segundo, o valor de co capturado

The Dawn of a New Industry?

CCUS could expand from a sizable investment opportunity into a full-fledged industry, provided costly applications, in hard-to-abate sectors and power generation, can be made economical. In the absence of a huge rise in carbon prices or highly favorable tax incentives, two changes are necessary for CCUS to become economically viable in those categories. First, the cost of capturing carbon must come down, either through the development of new technologies or through scale and experience effects. Second, the value of captured CO ₂ As emissões devem aumentar, através de novos usos e fontes de demanda.

Reduzindo os custos de captura de carbono. Áreas: We see potential for developing new, lower-cost technologies for capturing CO₂ in two areas:

• Tecnologias pós-combustão. Isso pode ser alcançado através dos usos de novos solventes e maior eficiência do processo. Além disso, os desenvolvimentos em tecnologias baseadas em membrana podem levar a uma nova solução comercial para COPUSTIÇÃO CO Improvements in the ability of established solvent-based technologies to remove CO₂ emissions from flue gas post-combustion would bring down CCUS costs where flue gas CO₂ concentration is low. This can be achieved through uses of new solvents and greater process efficiency. Additionally, developments in membrane-based technologies may lead to a new commercial solution for post-combustion CO ₂ Captura. fluxos com altas concentrações de CO
• Pre-Combustion Technologies. New oxyfuel combustion methods and synthetic fuels could fundamentally alter the economics of carbon capture, given that both processes can produce streams with high concentrations of CO ₂. A combustão do oxiário realiza isso através da queima em um ambiente puro de oxigênio, o que também aumenta a eficiência térmica. Processos de combustível sintético, como o Fischer-Tropsch, podem atingir concentração co ₂ flui através de etapas de conversão química. Em ambos os casos, no entanto, a capacidade de adaptar essas tecnologias para as plantas existentes é limitada, potencialmente restringindo sua adoção. Mas há sinais de progresso. Por exemplo, a energia líquida, uma startup baseada nos EUA, está pilotando uma usina de combustão de oxiuel que usa um processo conhecido como ciclo Allam, que promete capturar as emissões de uma planta a zero custo extra em relação à geração convencional de energia. Se for bem-sucedido, a empresa aumentará a tecnologia para uma usina de tamanho normal, produzindo até 300 megawatts de eletricidade.

Several additional hurdles—including significant energy usage, expensive inputs, and the need for high-grade catalysts—have also held back adoption of these new technologies. But there are signs of progress. For example, NET Power, a US-based startup, is piloting an oxyfuel combustion power plant that uses a process known as the Allam cycle, which promises to capture a plant’s emissions at zero extra cost relative to conventional gas-fired power generation. If successful, the company will scale up the technology for a full-size power plant producing up to 300 megawatts of electricity.

Mesmo que os avanços da tecnologia demorem a vir, o custo da implantação do CCUS pode cair como resultado da escala e dos efeitos da curva de experiência. Tanto na energia eólica quanto na energia solar, uma ampliação da indústria levou a custos unitários mais baixos à medida que as empresas identificaram materiais mais baratos e métodos mais produtivos. Tais efeitos positivos não devem ser tratados como um dado, no entanto, e as implicações serão diferentes pelo setor. Mesmo se pós-combustão CO ₂ Captura custos na geração de energia caírem significativamente, por exemplo, as CCUs ainda enfrentariam uma forte concorrência de renováveis ​​e armazenamento da bateria. promessa como um meio de utilizar co capturado

New Uses for CO₂ Emissions. Chemical conversion processes hold great promise as a means of utilizing captured CO ₂ emissões. Eles podem transformar CO ₂ for many uses, including as an industrial feedstock in methanol production, to enable absorption of CO₂ in cement manufacture, in the Fabricação de hidrogênio , ou na produção de biocombustíveis à base de algas. Acreditamos que o desenvolvimento de tecnologias de utilização de carbono nessas quatro áreas pode usar mais de 1 gigaton de CO ₂ por ano, uma oportunidade significativa de mercado. no desenvolvimento de uma indústria de CCUs. Os setores de construção, química e fabricação precisarão promover o uso de produtos verdes que usam CO

Demand for environmentally friendly products that rely on captured CO₂, supported by tax incentives or regulation, will also play an important role in the development of a CCUS industry. The construction, chemical, and manufacturing sectors will need to promote the use of green products that use CO ₂, e definir padrões de suporte, para estimular a demanda por produtos que provavelmente são mais caros para produzir e ter diferentes imóveis de que os produtos existentes. Desenvolvimento de uma indústria global de CCUs. Mas os fabricantes de equipamentos originais e as empresas de serviços também entrarão no mercado para fornecer ou financiar equipamentos e soluções, à medida que os aplicativos se tornam economicamente viáveis ​​ou à medida que surgem novas oportunidades de seqüestro. Aplicações CCUs - ones que dependem de CO altamente concentrado

Four Ways to Create Value

Both energy and heavy industrial companies will play an important role in the development of a global CCUS industry. But original equipment manufacturers and service companies will also enter the market to supply or finance equipment and solutions, as applications become economically viable or as new sequestration opportunities emerge.

To create value from CCUS, both now and in the future, companies should consider four areas.

Standalone Projects. There is an emerging business case for investing in low-cost standalone CCUS applications—ones that depend on highly concentrated CO ₂ fluxos de emissão - no curto prazo (como adaptação de plantas de amônia ou instalações de processamento de gás natural). Por exemplo, o Wabash Valley Resources, parte do grupo de comércio de commodities Phibro, está desenvolvendo o maior projeto de CCUs até agora nos EUA. O projeto produzirá amônia com uma pegada de carbono quase zero, sequestrando co ₂ emissões em um aqüífero salino subterrâneo no local aqüífero salino. Participar desses projetos mais cedo também pode criar uma vantagem de primeira parte para operadores de plantas, desenvolvedores de projetos, empresas de equipamentos e engenharia e investidores. CO

By capitalizing on specific tax incentives and higher carbon prices, companies can benefit from material revenue streams and attractive internal rates of return in some instances. Participating in these projects early could also create a first-mover advantage for plant operators, project developers, equipment and engineering firms, and investors.

Pilot Initiatives in CCUS Hubs. Participation in larger and more-expensive pilot projects in the geographic hubs mentioned earlier and in industries with more-diluted CO ₂ Os fluxos podem dar aos jogadores uma posição em mercados futuros potencialmente lucrativos. Já estamos vendo vários grandes projetos em estágio inicial na China e na Europa. O governo do Reino Unido, por exemplo, está investindo no uso de ativos redundantes de distribuição do Mar do Norte para transportar co ₂ Emissões e apoiar o aplicativo da tecnologia em usinas de energia. Garantir o apoio direto do governo por meio de subsídios é essencial, pois é provável que esses projetos sejam viáveis ​​sem eles. No entanto, obter uma participação de propriedade nos principais desenvolvimentos, como a infraestrutura de pipeline, dará aos desenvolvedores e investidores uma vantagem à medida que a indústria das CCUs evolui. Os participantes também devem procurar moldar ativamente a estrutura regulatória que afetará o desenvolvimento de hubs de CCUs. Alguns novos processos, como a mineralização (que converte Co

Utilization Applications. Playing a part in the development of new technologies for the utilization of CO₂ can also help companies create a competitive advantage. Some new processes, such as mineralization (which converts CO ₂ em um sólido que pode ser misturado com cimento e concreto), estão nos estágios iniciais de se tornar comercialmente viável. Por exemplo, a Solidia Technologies, uma startup nos EUA apoiada pelas indústrias de petróleo e gás, produtos químicos e cimento e private equity, desenvolveu um cimento pré -moldado fabricado usando CO ₂ em vez de clinker. Além de usar essas tecnologias em seus processos industriais, os primeiros adotantes podem derivar um benefício de marketing da venda de produtos ecológicos, como o cimento "verde". As parcerias serão críticas para o sucesso nessa área, pois os jogadores precisarão desenvolver novos mercados, além de avançar a tecnologia subjacente. 

Tecnologias de captura que mudam o jogo. Captura baseada em membrana, combustão de oxyfuel e a criação de combustíveis sintéticos de CO A longer-term play exists in new, potentially game-changing technologies for capturing CO₂. Membrane-based capture, oxyfuel combustion, and the creation of synthetic fuels from CO ₂ Todos poderiam alterar a economia das CCUs de maneiras fundamentais. Mas eles precisam de investimentos significativos em P&D, além de gastar em implantação em estágio inicial para testar sua viabilidade. Para empresas com um forte interesse em tornar o CCUS um sucesso, como os produtores de hidrocarbonetos, esse pode ser um movimento que vale a pena proteger a viabilidade a longo prazo de seus produtos. Mas é improvável que investir nessas tecnologias forneça retornos significativos no curto prazo. Até agora, ele não conseguiu entregar. As mudanças de políticas e impostos nos EUA e na Europa parecem mudar isso, ao dar à tecnologia o impulso necessário para se tornar comercialmente viável em um número crescente de aplicações de baixo custo. Eles também podem ser o primeiro passo para transformar as CCUs em uma indústria madura. Alex Dewar

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For decades, much has been promised about the potential of CCUS to curb companies’ CO₂ emissions and tackle climate change. Until now, it has failed to deliver. Policy and tax changes in the US and Europe look set to change that by giving the technology the boost it needs to become commercially viable in a growing number of low-cost applications. They could also be the first step toward transforming CCUS into a mature industry.