碳捕獲：碳捕獲是指將二氧化碳從工業生產、能源利用和大氣中分離出來的過程。在電力行業，傳統的碳捕獲方式包括燃燒前捕獲、燃燒后捕獲、富氧燃燒等；在煤化工、鋼鐵、水泥等行業中二氧化碳的工業分離過程屬于燃燒前捕獲。其中，燃燒后捕獲不涉及對燃料的直接改變，原有系統更改較少，僅需在現有的燃燒裝置后增加碳捕集裝置，為當前應用最廣泛的碳捕獲技術。

    碳利用：二氧化碳的資源化利用包括物理利用（滅火劑和碳酸性飲料添加劑、制取干冰等）、化工利用（生產純堿、小蘇打以及各種金屬碳酸鹽等大宗無機化工產品，加氫合成甲醇、合成乙烯和丙烯等）、生物利用（微藻固碳和二氧化碳氣肥）、地質利用。其中，地質利用技術包括二氧化碳強化石油開采技術、強化天然氣開采技術、增強頁巖氣開采技術等，其中強化石油開采技術已有幾十年的應用歷史，為當前唯一達到商業化利用水平的地質封存利用技術，該技術可提高原油采收率 7%-15%，延長油井生產壽命 15-20 年，且泄漏的可能性很小。

    碳封存：地質封存又可進一步劃分為咸水層（鹽水層）封存、深部不可開采煤層封存、廢棄油氣藏封存3種主要類型。目前，國際上也已開展海上鹽水層及廢棄油氣田埋存二氧化碳的示范項目。從埋存類型來看，在運行及執行項目中有60%以上是二氧化碳驅油項目。

國際背景

    國外CCUS-EOR項目主要在美國、加拿大等國家開展，特別是美國已具有成熟的CCUS-EOR工業體系。美國CCUS-EOR項目起步于20世紀50年代，60-70年代持續開展關鍵技術攻關，70-90年代逐步擴大工業試驗規模，技術配套逐漸成熟，80年代以后進入商業化推廣階段。自20世紀80年代起，美國CCUS-EOR技術工業化應用規模持續快速擴大。世界上第一個大規模CO2-EOR項目SACROC（Scurry Area Canyon Reef Operating Committee），從1972年1月26日起，由雪佛龍公司（Chevron）在得克薩斯州Scurry縣的油田開展。該項目的CO2來自科羅拉多州的天然CO2氣田，并通過管道將其運輸到油田驅油。本世紀以來，美國、加拿大、澳大利亞、日本及阿聯酋等國家加速推進CO2捕集項目的工業化。2014年，加拿大SaskPower公司的Boundary Dam Power項目成為全球第一個成功應用于發電廠CO2捕集項目，2019年該項目捕集CO2達61.6萬噸。2015年，加拿大Quest項目將合成原油制氫過程中產生的CO2成功注入咸水層封存，每年CO2捕集能力達100萬噸/年。

國內背景

    國內CCUS-EOR研究起步較早，石油企業及有關院校早在20世紀60年代就開始探索CO2驅油技術，但因氣源、機理認識、裝備等問題使產業化發展滯后。進入21世紀以來，國家和石油企業相繼設立CCUS-EOR重大科技攻關和示范工程項目，大大推動了關鍵技術的突破和礦場試驗的成功。

    2006年中國石油聯合中國科學院、國家教育部發起了研討CCUS技術的香山科學會議，沈平平教授首次提出在中國發展CCUS產業技術建議。2011年左右，許多政府計劃，技術會議和研宄計劃都開始采用CCUS作為碳捕獲系列技術的縮寫，而不再僅是CCS。

    2011年科技部社會發展科技司和中國21世紀議程管理中心發布《中國碳捕集、利用與封存(CCUS)技術發展路線圖研究》，明確了中國發展CCUS的愿景：為應對氣候變化提供技術可行和經濟可承受的技術選擇。針對捕集、運輸、利用、封存以及全系統分別提出了開展研發和示范的規模、技術和成本等階段性目標。

    在2012年5月舉行的第11屆碳捕集，利用和封存年度會議上，可以觀察到從CCS到CCUS嘗試構架轉換的實施過程。碳捕獲埋存技術中普遍存在的“利用”，從根本上改變了這套技術的性質和目的。Danielle Endres等人研究明確了2012年會議從CCS過渡到CCUS，對技術部門的持續實踐以及氣候變化背景下的能源政策都具有重要意義。

    2013年，在國家科技部倡導下，中國石油、中國石化、中國華能和國家能源集團，共同推動成立CCUS聯盟，目前已擁有理事單位40多家。聯盟理事成員每年齊聚論壇，協力推動CCUS技術與產業發展，為實現“雙碳”目標、保障國家能源安全貢獻“碳”力量。
2019年科技部更新了CCUS技術發展路線圖，總體愿景是構建低成本、低能耗、安全可靠的CCUS技術體系和產業集群，為化石能源低碳化利用提供技術選擇，為應對氣候變化提供技術保障，為經濟社會可持續發展提供技術支撐。

碳中和背景下CCUS行業發展前景

    我國CCUS正處于工業化示范階段，不同地區的陸上封存潛力差異較大。為推動我國CCUS產業發展，近年來國家層面出臺了一系列政策。

    例如，2022年2月，國家發展改革委、國家能源局發布《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》。從長期來看，CCUS對于碳中和是不可或缺的技術，國家層面或將制定CCUS總體發展規劃，并將CCUS技術作為國家重大科技專項予以支持，搭建系統的政策框架體系，有序推動CCUS在石化、化工、電力、鋼鐵、水泥等行業的應用。

    根據國內外的研究結果，碳中和目標下中國CCUS減排需求為：2030年0.2-4.08億噸，2050年6-14.5億噸，2060年10-18.2億噸。隨著成本降低、技術進步、政策激勵，CCUS技術在2025年產值規模超過200億元/年，到2050年超過3300億元/年，按保守情形估計2025-2050年平均年增長率為11.87%，前景依然廣闊。

    IEA研究表明，基于2070年實現凈零排放目標，到2050年，需要應用各種碳減排技術將空氣中的溫室氣體濃度限制在450ppm以內，其中CCUS的貢獻為9%左右，即利用CCS技術捕集的CO2總量將增至約56.35億噸，其中利用量為3.69億噸，封存量為52.66億噸。到2070年，化石燃料能效提升與終端用能電氣化、太陽能/風能/生物質能/氫能等能源替代和CCUS是主要碳減排路徑，累計減排貢獻的占比分別可達40%、38%和15%。

    對于中國而言，到2050年，電力、工業領域通過CCUS技術實現CO2減排量將分別達8億噸/年和6億噸/年。如果要將凈零目標從2070年提前到2050年，全球CCUS設施數量必須再增加50%。

文章來源：新能綠碳