記者 ｜ 戴晶晶

“漫長(zhǎng)的等待之后，跡象表明CCUS可能準(zhǔn)備起飛了。”

國(guó)際能源署（IEA）在其2021年6月發(fā)布的《2021年世界能源投資報(bào)告》中作出這樣的判斷。

CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage）即碳捕集、利用與封存，在全球能源低碳轉(zhuǎn)型的背景下，已成為降碳技術(shù)的焦點(diǎn)之一。

IEA認(rèn)為，CCUS必須與基于可再生能源的電氣化、生物能源和氫能源一起，作為全球能源轉(zhuǎn)型的四大支柱。

“CCUS是目前實(shí)現(xiàn)化石能源低碳化利用的唯一技術(shù)選擇，也是碳中和目標(biāo)下保持電力系統(tǒng)靈活性的主要技術(shù)手段?！庇芍袊?guó)生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院牽頭編寫(xiě)的《中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報(bào)告（2021）》也指出。

在經(jīng)過(guò)21世紀(jì)前十幾年的投資低谷期后，全球CCUS項(xiàng)目連續(xù)四年呈向上趨勢(shì)。

2021年，全球共宣布了130個(gè)商業(yè)化碳捕集項(xiàng)目計(jì)劃，各國(guó)政府為支持CCUS發(fā)展，承諾投入近180億美元（約合人民幣1296億元）新公共資金。

IEA預(yù)測(cè)，到2024年，全球每年在CCUS領(lǐng)域的投資可能達(dá)400億美元（約合人民幣2879億元）。為了與凈零目標(biāo)保持一致，到2030年，全球碳捕集規(guī)模應(yīng)當(dāng)達(dá)到16億噸，是2021年4000萬(wàn)噸規(guī)模的40倍。

據(jù)中國(guó)科技部社會(huì)發(fā)展科技司數(shù)據(jù)，到2050年，中國(guó)CCUS年產(chǎn)值將超過(guò)3300億元。

這是一個(gè)前景廣闊的技術(shù)領(lǐng)域。那它目前發(fā)展情況如何？技術(shù)進(jìn)程能支撐起商業(yè)化運(yùn)行嗎？哪一環(huán)節(jié)投資潛力最大？

主要技術(shù)

上世紀(jì)20年代，碳捕集技術(shù)就已出現(xiàn)，應(yīng)用于分離天然氣氣流中的二氧化碳。上世紀(jì)中后期，二氧化碳被發(fā)現(xiàn)能夠作為“提高石油采收率技術(shù)”（EOR），美國(guó)也率先開(kāi)始建設(shè)利用二氧化碳驅(qū)油的商業(yè)化項(xiàng)目。

隨著近些年全球氣候變化問(wèn)題成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)，國(guó)際機(jī)構(gòu)和各國(guó)政府逐漸認(rèn)識(shí)到碳捕集相關(guān)技術(shù)在降碳方面的重要性，中國(guó)專(zhuān)家在2006年的學(xué)術(shù)會(huì)議上首次提出CCUS的概念。

CCUS涵蓋了CCS（碳捕捉與封存）、CCU（碳捕捉和利用），以及二氧化碳利用和封存同時(shí)進(jìn)行的場(chǎng)景，全鏈條由捕集、運(yùn)輸、封存和利用構(gòu)成，涉及到的技術(shù)種類(lèi)繁多。

此外，CCUS也可以分為傳統(tǒng)CCUS、生物質(zhì)能碳捕集與封存 （BECCS）和直接空氣碳捕集與封存（DACCS），后兩者為負(fù)碳技術(shù)，全生命周期碳排放量為負(fù)值。

按照二氧化碳分離方式進(jìn)行分類(lèi)，碳捕集的主要技術(shù)包括化學(xué)吸收法、物理吸收法、化學(xué)/物理吸附法、膜分離法以及化學(xué)鏈分離法等。

第一代碳捕集技術(shù)包括燃燒后捕集技術(shù)、燃燒前捕集技術(shù)和富氧燃燒技術(shù)，技術(shù)已較為成熟；第二代碳捕集技術(shù)包括新型膜分離技術(shù)、新型吸收技術(shù)、新型吸附技術(shù)、增壓富氧燃燒技術(shù)等，當(dāng)前仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或小試階段，技術(shù)成熟后其能耗和成本將比成熟的第一代技術(shù)降低30%以上。

二氧化碳的運(yùn)輸方式主要有罐車(chē)、船舶和管道，利用方式包括化學(xué)利用、生物利用和地質(zhì)利用，封存途徑涉及陸上/海底咸水層封存、枯竭油田和氣田封存等。

技術(shù)進(jìn)展

根據(jù)IEA在今年9月發(fā)布的CCUS跟蹤報(bào)告，目前全球約有35個(gè)商業(yè)化二氧化碳捕集設(shè)施正在運(yùn)行，年捕集量接近4500萬(wàn)噸，大部分設(shè)施分布在美國(guó)。

目前， 約65%的二氧化碳捕獲量來(lái)自天然氣處理廠(chǎng)，這是成本最低的二氧化碳捕獲應(yīng)用之一。不過(guò)，新的CCUS項(xiàng)目開(kāi)始更多地覆蓋其他領(lǐng)域，如制氫、電力和供熱以及DACCS等。

2022年9月，能源經(jīng)濟(jì)與金融分析研究所（IEEFA）發(fā)布報(bào)告指出，目前約75%的碳捕集項(xiàng)目用于提高石油采收率，僅有10%-20%碳捕集項(xiàng)目將碳儲(chǔ)存在特定的地質(zhì)構(gòu)造中。

根據(jù)《中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報(bào)告（2021）》，中國(guó)已投運(yùn)或建設(shè)中的CCUS示范項(xiàng)目約40個(gè)，捕集能力300萬(wàn)噸/年。

在技術(shù)方面，中國(guó)CCUS各環(huán)節(jié)技術(shù)進(jìn)展顯著，部分已經(jīng)具備商業(yè)化應(yīng)用潛力。在碳捕集與輸送環(huán)節(jié)，中國(guó)大部分技術(shù)已與國(guó)外水平持平，但在地質(zhì)利用和封存技術(shù)上，還有較大發(fā)展空間。

中國(guó)布局

在“雙碳”目標(biāo)下，中國(guó)CCUS減排需求巨大，預(yù)計(jì)到2030年為0.2億-4.08 億噸，2050年為6億-14.5億噸，2060年10億-18.2億噸。