碳捕集封存与生物质耦合技术动态多阶段投资决策模型及其应用研究

Under the background of global response to climate change and greenhouse gas emission control, the negative emission technologies (NETs) especially bioenergy with carbon capture and storage (CCS) have become strategic technology reserves which could guarantee global sustainable development and achieve carbon emission reduction targets. It is of great significance for China in adjusting its energy structure, ensuring energy security, and promoting high-quality economic development. This research will focus on retrofitting BECCS on coal-fired power plants on the basis of analyzing the CO2 emissions reduction potential of applying BECCS technologies in China, fully considering the irreversibility, uncertainty, multi-stage, and investment flexibility of the project itself, exploring the real option characteristics of investing BECCS projects, revealing the project value formation mechanism, influential factors (bioenergy recycling cost, technology investment cost, carbon price, clean electricity price, subsidies, et al.) and their stochastic change patterns of different investment phases; establish a cost optimization model for matching bioenergy, coal fired plants and CO2 storage/utilization place, a cost optimization model for bioenergy supply, a cost optimization model for BECCS technology investment, and a dynamic multi-stage investment decision-making evaluation model for BECCS projects based on the compound real option theory with sensitive analysis; and finally verify the established models through case studies in their scientific and practical use, and propose policy recommendations that are conducive to promoting investment decision-making in BECCS projects as well as to boosting BECCS technology development. This study will further expand the extension of the compound real option theory, and fill in the blank of using the compound real option theory combined with uncertainty analysis to assess the BEACCS investment decision.

在全球应对气候变化和控制温室气体排放的大背景下，以碳捕集与封存耦合生物质利用（BECCS）为代表的负排放技术成为保障实现碳减排目标和可持续发展的战略技术储备，同时对我国调整能源结构、确保能源安全、促进经济高质量发展至关重要。本研究将在分析不同情景下我国BECCS减排潜力基础上，聚焦燃煤电厂应用BECCS技术问题，综合考虑项目投资的不可逆性、不确定性、多阶段性、投资柔性等复合实物期权特性，揭示各阶段期权价值形成机理、影响因素（如生物能回收成本、技术投资成本、碳价、政策补贴等）及随机变动模式，构建基于复合实物期权理论的BECCS技术应用动态多阶段投资决策模型；最后结合案例研究和敏感性分析，验证模型科学性和实用性，提出促进BECCS项目投资决策的政策建议。本研究将进一步拓展复合实物期权理论的外延，填补利用复合实物期权理论结合不确定性分析研究BECCS投资决策的空白。

在全球应对气候变化和控制温室气体排放的大背景下，以碳捕集与封存耦合生物质利用（BECCS）为代表的负排放技术对保障实现全球温升目标和可持续发展至关重要。另一方面，我国已成为世界最大碳排放国家，排放量远超欧美之和，能源结构以化石能源为主且短期内无法改变，燃煤电厂是CO2的主要排放源。因此，本研究聚焦燃煤电厂进行BECCS改造问题对调整能源结构、确保能源安全、实现2060年碳中和目标具有战略意义。首先，通过问卷调查发现,社会大众对BECCS认知程度普遍较低，政府需对碳减排相关技术加大力度宣传，从而减少推广该技术时的社会阻力，尤其是对其减排效果的宣传；其次，基于排放因子法对我国现阶段推广BECCS技术的理论减排潜力进行核算，得出我国现阶段在燃煤电厂应用BECCS技术每年可以实现17.9亿吨的碳减排和2.8亿吨的负减排量，这为我国政府为BECCS发展进行顶层设计和规划提供了数据支持；再次，通过数据收集、问卷调查、专家咨询和文献梳理等方法进行了BECCS项目改造价值形成机理分析，得出我国燃煤电厂进行BECCS改造后可能的成本主要包括：技术改造投资成本、运营维护成本、CO2捕集成本、CO2运输成本、CO2封存成本、生物质回收运输成本以及因捕集CO2而损失的可并网售电收入；可能的收益主要包括：发电收入、碳交易收益、碳税收益、生物质发电补贴收益和减少的燃煤回收运输成本。另外，在进行BECCS项目投资评估时，项目价值可以看作净现值与延迟期权价值之和。最后，基于价值形成机理构建了BECCS改造的动态多阶段投资决策模型；最后，对构建的投资决策模型进行了案例分析和不确定性分析，得出提高电价补贴可以大幅提高投资者或企业兴趣，为企业或个人投资者在项目预可研阶段提供了经济评价的工具，并提出了推动BECCS宏观规划、加大政府宣传力度、提高上网电价补贴、进行CO2封存量免税等一系列政策建议。