目前對商業模式概念的界定尚未統一,本文將商業模式認定為企業之間的物質、資金等交易連接模式。由于商業模式對于提高 CCUS 一體化技術項目經濟性與運營效率具有重要作用,因此,已有諸多學者設計并評估了多種商業模式的運營特征、經濟性及其在不同階段的應用建議。具體可以分為以下四種商業模式:
1.垂直整合模式
如圖 1 所示,該模式將碳捕集、運輸、利用與封存環節各個主體整合為一個整體。由于其高度整合性的要求,因此適用于具有運營 CCUS 全產業鏈能力的國有企業或高度整合的能源集團,由此也被稱為國有企業模式。CCUS 項目的成本和收益均歸屬于該整合企業。
圖 1 垂直整合模式
2.CCUS 合資企業模式
如圖 2 所示,該模式中碳捕集企業、碳運輸企業和碳儲存企業基于股份合作制共同出資組建CCUS 合資企業。碳排放源企業作為第三方將二氧化碳捕集權利及其風險轉移給合資企業,捕集后的二氧化碳被運輸到同屬于第三方的碳利用企業進行生產利用。合資企業模式將引入長期合作協議,收益包括二氧化碳銷售收入而不包括碳利用收入;碳排放源企業成本和收益分別為持股比例的合資企業成本分攤與分紅等;碳利用企業可以基于長期合作協議自主決定二氧化碳購買量并用于生產利用,其余捕集的二氧化碳被儲存,其成本和收益為二氧化碳購買成本和產品銷售收益。
圖 2 CCUS 合資企業模式
3.二氧化碳轉運模式
如圖 3 所示,該模式中碳排放源企業作為主導企業負責碳捕集業務,并與碳利用與封存企業簽訂購買協議,將碳運輸環節外包給運輸企業。碳排放源企業的成本包括捕集成本以及外包的運輸費用,收益為二氧化碳銷售收入等;運輸企業的成本包括運輸設備投資與運行維護成本,收益為運輸二氧化碳的收入;碳利用企業成本收益與 CCUS 運營商模式相同。
圖 3 二氧化碳轉運模式
4.CCUS 運營商模式
如圖 4 所示,該模式主要包括碳排放源企業、CCUS 運營商、碳利用企業三類主體。其中,碳排放源企業不以盈利為目的進行合作,CCUS 運營商負責二氧化碳捕集、運輸與銷售或儲存過程,成本包括設備投資和運行維護成本,收入來自銷售二氧化碳。碳利用企業的成本包括二氧化碳利用與封存的設備投資、運行維護成本以及購買二氧化碳的成本,收入為二氧化碳相關產品的銷售收益
圖 4 CCUS 運營商模式
梁大鵬最早設計并評估了電力企業的 CCUS 運營商模式,并認為其是未來 CCUS 大規模推廣最可能的方式。Yao 等設計了上述四種商業模式,并應用蒙特卡洛模擬分析不同模式下利益相關者的收益分布。結果表明,垂直整合模式由于其較低的利率和交易成本,是中國在早期示范階段部署 CCUS 的最佳選擇。同年,Wang 等應用基于凈現值模擬的風險分布模型評估了四種商業模式在 CCUS-EOR 項目中的應用效果。結果表明,受地理和資源因素制約,垂直整合模式雖然交易成本最低,但是擴散潛力有限;相比于合資企業模式和運營商模式,二氧化碳轉運模式的成本更低,其盈利能力接近垂直整合模式;與合資企業模式相比,CCUS 運營商模式會承擔更高的資金成本。隨后,曾俁琳應用實物期權法測算了上述其中三種商業模式下燃煤電廠 CCUS 項目的投資價值,發現垂直整合模式下 CCUS 項目具有最優投資價值。而為了解決上述不同 CCUS 商業模式研究結論不一致的問題,王喜平和唐榮構建了系統動力學模型,對垂直整合模式和運營商模式進行比較,結果認為垂直整合模式是目前中國最有發展潛力的 CCUS 商業模式。除了電力部門的 CCUS 商業模式應用,Muslemani 等定性討論了在工業部門,特別是鋼鐵部門的 CCUS 商業模式主要影響因素,結果發現收入模式是建立成功的 CCUS 商業模式最關鍵的因素,其次,資金來源、資本和所有權結構以及風險管理和分配也需要重點考慮。四種商業模式的對比分析如表1 所示。
表 1 CCUS 一體化技術項目商業模式對比
(二)研究現狀CCUS 一體化技術項目現有商業模式
目前國內外已建成 CCUS 一體化技術項目的商業模式舉例如下:(1)齊魯石化-勝利油田 CCUS項目。該項目為截至 2021 年底中國已建成捕集規模最大的 CCUS 一體化技術項目,齊魯石化捕集的二氧化碳采用綠色運輸方式,運送至勝利油田進行驅油封存,以實現二氧化碳捕集、驅油與封存應用。由于捕集環節的齊魯石油化工公司與驅油封存環節的勝利油田均是中國石化集團的全資子公司或下屬油田,因而具有高度一體化的垂直整合模式特征。(2)挪威 Quest 項目。該項目是由殼牌加拿大能源公司(60%出資,作為主要運營商)、雪佛龍加拿大有限公司(20%出資)和馬拉松石油加拿大公司(20%出資)組成的合資企業模式。(3)美國 Shute Creek Gas Processing Plant 項目。該項目由三家公司負責項目的二氧化碳運輸部分,依據簽訂的長期購買合同,有五家公司購買捕獲的二氧化碳,并在注入油田中來提高原油采收率,具有二氧化碳轉運模式的特征。(4)美國Coffeyville Gasification Plant 項目。該項目的捕集、運輸、利用與封存過程均由第三方公司運營,是典型的 CCUS 運營商模式。
雖然已有的 CCUS 一體化技術項目已經出現多種商業模式,但是由于 CCUS 全產業鏈中多數技術尚未實現商業化應用而導致技術成本較高,再加上 CCUS 一體化技術項目涵蓋不同行業多個利益相關者間的復雜交易關系,因此,目前業界尚未形成用于 CCUS 一體化技術項目大規模應用的廣泛可行的商業模式。
來源:劉江楓,張奇,呂偉峰,李根生,滕飛,高志輝.碳捕集利用與封存一體化技術研究進展與產業發展策略.北京理工大學學報(社會科學版):1-19.[2023-06-08]
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