目前对商业模式概念的界定尚未统一,本文将商业模式认定为企业之间的物质、资金等交易连接模式。由于商业模式对于提高 CCUS 一体化技术项目经济性与运营效率具有重要作用,因此,已有诸多学者设计并评估了多种商业模式的运营特征、经济性及其在不同阶段的应用建议。具体可以分为以下四种商业模式:
1.垂直整合模式
如图 1 所示,该模式将碳捕集、运输、利用与封存环节各个主体整合为一个整体。由于其高度整合性的要求,因此适用于具有运营 CCUS 全产业链能力的国有企业或高度整合的能源集团,由此也被称为国有企业模式。CCUS 项目的成本和收益均归属于该整合企业。
图 1 垂直整合模式
2.CCUS 合资企业模式
如图 2 所示,该模式中碳捕集企业、碳运输企业和碳储存企业基于股份合作制共同出资组建CCUS 合资企业。碳排放源企业作为第三方将二氧化碳捕集权利及其风险转移给合资企业,捕集后的二氧化碳被运输到同属于第三方的碳利用企业进行生产利用。合资企业模式将引入长期合作协议,收益包括二氧化碳销售收入而不包括碳利用收入;碳排放源企业成本和收益分别为持股比例的合资企业成本分摊与分红等;碳利用企业可以基于长期合作协议自主决定二氧化碳购买量并用于生产利用,其余捕集的二氧化碳被储存,其成本和收益为二氧化碳购买成本和产品销售收益。
图 2 CCUS 合资企业模式
3.二氧化碳转运模式
如图 3 所示,该模式中碳排放源企业作为主导企业负责碳捕集业务,并与碳利用与封存企业签订购买协议,将碳运输环节外包给运输企业。碳排放源企业的成本包括捕集成本以及外包的运输费用,收益为二氧化碳销售收入等;运输企业的成本包括运输设备投资与运行维护成本,收益为运输二氧化碳的收入;碳利用企业成本收益与 CCUS 运营商模式相同。
图 3 二氧化碳转运模式
4.CCUS 运营商模式
如图 4 所示,该模式主要包括碳排放源企业、CCUS 运营商、碳利用企业三类主体。其中,碳排放源企业不以盈利为目的进行合作,CCUS 运营商负责二氧化碳捕集、运输与销售或储存过程,成本包括设备投资和运行维护成本,收入来自销售二氧化碳。碳利用企业的成本包括二氧化碳利用与封存的设备投资、运行维护成本以及购买二氧化碳的成本,收入为二氧化碳相关产品的销售收益
图 4 CCUS 运营商模式
梁大鹏最早设计并评估了电力企业的 CCUS 运营商模式,并认为其是未来 CCUS 大规模推广最可能的方式。Yao 等设计了上述四种商业模式,并应用蒙特卡洛模拟分析不同模式下利益相关者的收益分布。结果表明,垂直整合模式由于其较低的利率和交易成本,是中国在早期示范阶段部署 CCUS 的最佳选择。同年,Wang 等应用基于净现值模拟的风险分布模型评估了四种商业模式在 CCUS-EOR 项目中的应用效果。结果表明,受地理和资源因素制约,垂直整合模式虽然交易成本最低,但是扩散潜力有限;相比于合资企业模式和运营商模式,二氧化碳转运模式的成本更低,其盈利能力接近垂直整合模式;与合资企业模式相比,CCUS 运营商模式会承担更高的资金成本。随后,曾俣琳应用实物期权法测算了上述其中三种商业模式下燃煤电厂 CCUS 项目的投资价值,发现垂直整合模式下 CCUS 项目具有最优投资价值。而为了解决上述不同 CCUS 商业模式研究结论不一致的问题,王喜平和唐荣构建了系统动力学模型,对垂直整合模式和运营商模式进行比较,结果认为垂直整合模式是目前中国最有发展潜力的 CCUS 商业模式。除了电力部门的 CCUS 商业模式应用,Muslemani 等定性讨论了在工业部门,特别是钢铁部门的 CCUS 商业模式主要影响因素,结果发现收入模式是建立成功的 CCUS 商业模式最关键的因素,其次,资金来源、资本和所有权结构以及风险管理和分配也需要重点考虑。四种商业模式的对比分析如表1 所示。
表 1 CCUS 一体化技术项目商业模式对比
(二)研究现状CCUS 一体化技术项目现有商业模式
目前国内外已建成 CCUS 一体化技术项目的商业模式举例如下:(1)齐鲁石化-胜利油田 CCUS项目。该项目为截至 2021 年底中国已建成捕集规模最大的 CCUS 一体化技术项目,齐鲁石化捕集的二氧化碳采用绿色运输方式,运送至胜利油田进行驱油封存,以实现二氧化碳捕集、驱油与封存应用。由于捕集环节的齐鲁石油化工公司与驱油封存环节的胜利油田均是中国石化集团的全资子公司或下属油田,因而具有高度一体化的垂直整合模式特征。(2)挪威 Quest 项目。该项目是由壳牌加拿大能源公司(60%出资,作为主要运营商)、雪佛龙加拿大有限公司(20%出资)和马拉松石油加拿大公司(20%出资)组成的合资企业模式。(3)美国 Shute Creek Gas Processing Plant 项目。该项目由三家公司负责项目的二氧化碳运输部分,依据签订的长期购买合同,有五家公司购买捕获的二氧化碳,并在注入油田中来提高原油采收率,具有二氧化碳转运模式的特征。(4)美国Coffeyville Gasification Plant 项目。该项目的捕集、运输、利用与封存过程均由第三方公司运营,是典型的 CCUS 运营商模式。
虽然已有的 CCUS 一体化技术项目已经出现多种商业模式,但是由于 CCUS 全产业链中多数技术尚未实现商业化应用而导致技术成本较高,再加上 CCUS 一体化技术项目涵盖不同行业多个利益相关者间的复杂交易关系,因此,目前业界尚未形成用于 CCUS 一体化技术项目大规模应用的广泛可行的商业模式。
来源:刘江枫,张奇,吕伟峰,李根生,滕飞,高志辉.碳捕集利用与封存一体化技术研究进展与产业发展策略.北京理工大学学报(社会科学版):1-19.[2023-06-08]
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