記者 ｜ 戴晶晶

“漫長的等待之后，跡象表明CCUS可能準備起飛了。”

國際能源署（IEA）在其2021年6月發布的《2021年世界能源投資報告》中作出這樣的判斷。

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

IEA認為，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，作為全球能源轉型的四大支柱。

“CCUS是目前實現化石能源低碳化利用的唯一技術選擇，也是碳中和目標下保持電力系統靈活性的主要技術手段。”由中國生態環境部環境規劃院牽頭編寫的《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》也指出。

在經過21世紀前十幾年的投資低谷期后，全球CCUS項目連續四年呈向上趨勢。

2021年，全球共宣布了130個商業化碳捕集項目計劃，各國政府為支持CCUS發展，承諾投入近180億美元（約合人民幣1296億元）新公共資金。

IEA預測，到2024年，全球每年在CCUS領域的投資可能達400億美元（約合人民幣2879億元）。為了與凈零目標保持一致，到2030年，全球碳捕集規模應當達到16億噸，是2021年4000萬噸規模的40倍。

據中國科技部社會發展科技司數據，到2050年，中國CCUS年產值將超過3300億元。

這是一個前景廣闊的技術領域。那它目前發展情況如何？技術進程能支撐起商業化運行嗎？哪一環節投資潛力最大？

主要技術

上世紀20年代，碳捕集技術就已出現，應用于分離天然氣氣流中的二氧化碳。上世紀中后期，二氧化碳被發現能夠作為“提高石油采收率技術”（EOR），美國也率先開始建設利用二氧化碳驅油的商業化項目。

隨著近些年全球氣候變化問題成為世界關注的焦點，國際機構和各國政府逐漸認識到碳捕集相關技術在降碳方面的重要性，中國專家在2006年的學術會議上首次提出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進行的場景，全鏈條由捕集、運輸、封存和利用構成，涉及到的技術種類繁多。

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

按照二氧化碳分離方式進行分類，碳捕集的主要技術包括化學吸收法、物理吸收法、化學/物理吸附法、膜分離法以及化學鏈分離法等。

第一代碳捕集技術包括燃燒后捕集技術、燃燒前捕集技術和富氧燃燒技術，技術已較為成熟；第二代碳捕集技術包括新型膜分離技術、新型吸收技術、新型吸附技術、增壓富氧燃燒技術等，當前仍處于實驗室研發或小試階段，技術成熟后其能耗和成本將比成熟的第一代技術降低30%以上。

二氧化碳的運輸方式主要有罐車、船舶和管道，利用方式包括化學利用、生物利用和地質利用，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。

技術進展

根據IEA在今年9月發布的CCUS跟蹤報告，目前全球約有35個商業化二氧化碳捕集設施正在運行，年捕集量接近4500萬噸，大部分設施分布在美國。

目前， 約65%的二氧化碳捕獲量來自天然氣處理廠，這是成本最低的二氧化碳捕獲應用之一。不過，新的CCUS項目開始更多地覆蓋其他領域，如制氫、電力和供熱以及DACCS等。

2022年9月，能源經濟與金融分析研究所（IEEFA）發布報告指出，目前約75%的碳捕集項目用于提高石油采收率，僅有10%-20%碳捕集項目將碳儲存在特定的地質構造中。

根據《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》，中國已投運或建設中的CCUS示范項目約40個，捕集能力300萬噸/年。

在技術方面，中國CCUS各環節技術進展顯著，部分已經具備商業化應用潛力。在碳捕集與輸送環節，中國大部分技術已與國外水平持平，但在地質利用和封存技術上，還有較大發展空間。

中國布局

在“雙碳”目標下，中國CCUS減排需求巨大，預計到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。