土壤碳封存的案例
碳捕集與封存(CCS)是如何工作的？
世界上有一個碳問題。要解決這個問題，就需要停止燃料燃燒的碳排放，轉而依靠風力渦輪機和太陽能電池等更清潔的能源。
但是，對于空氣中已經(jīng)存在的現(xiàn)有CO2，以及每天排放的數(shù)百萬噸CO2，我們能做些什么嗎？
自然保護協(xié)會副主任Rebecca Benner說：“在人類歷史的大部分時間里，碳排放都是由大自然平衡的，但現(xiàn)在我們產(chǎn)生CO2的速度比大自然回收CO2的速度快得多?！?碳捕集與封存是一個總括性的術語，其中一些技術是在20世紀80年代首次提出的，旨在將排放的CO2釋放到空氣中之前，將其捕集并封存起來。
雖然碳捕集與封存尚未大規(guī)模進行，但公司和政客正在推動碳捕集與封存，將其作為引導國家走向碳中和的未來計劃的關鍵部分。
在《通脹削減法案》中稅收激勵措施的鼓勵下，一些美國公司提出了捕集CO2并利用或將其封存在地下的項目。
然而，一些環(huán)保人士對這些提議持懷疑態(tài)度，他們表示，碳捕集與封存可能會分散人們對減排工作的注意力。
_
究竟什么是碳捕集？
濕地和森林等自然生態(tài)系統(tǒng)從空氣中吸收碳并將其轉化為生物質，這是地球自然碳循環(huán)的一部分。
因此，植樹是一種低技術含量的碳捕集方法，而且我們知道這種方法可以大規(guī)模使用。
但隨著化石燃料的持續(xù)使用，大氣中CO2含量的上升速度超過了僅靠自然過程能夠抵消的速度，專家們已經(jīng)在尋找方法來增強大自然的能力。
全國各地都在努力植樹和進行其他小規(guī)模試驗。目前正在開發(fā)兩種更大規(guī)模的方法：燃燒后捕集和直接空氣捕集。
展開 2022年中國碳捕集、利用與封存（CCUS）行業(yè)洞察報告
CCUS是溫室氣體減排的關鍵技術，其發(fā)展對于促進化石能源的高效利用、如期實現(xiàn)“雙碳”目標愿景具有重要意義。目前，我國CCUS仍處于發(fā)展早期，部分先進技術尚處于研究階段。未來，隨著政策支持不斷、關鍵技術逐步成熟以及各行業(yè)巨大減排需求拉動，我國CCUS將向著低成本、商業(yè)化、集群化方向發(fā)展，產(chǎn)值規(guī)模有望在2050年突破3,000億元。
發(fā)展概況
CCUS定義
碳捕集、利用與封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，簡稱 CCUS）是指將CO2從工業(yè)過程、能源利用或大氣中分離出來，直接加以利用或注入地層以實現(xiàn)CO2永久減排的過程[1]。按照技術流程，CCUS主要分為碳捕集、碳運輸、碳利用、碳封存等環(huán)節(jié)。其中，碳捕集主要方式包括燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒等；碳運輸是將捕集的CO2通過管道、船舶等方式運輸?shù)街付ǖ攸c；碳利用是指通過工程技術手段將捕集的CO2實現(xiàn)資源化利用的過程，利用方式包括礦物碳化、物理利用、化學利用和生物利用等；碳封存是通過一定技術手段將捕集的CO2注入深部地質儲層，使其與大氣長期隔絕，封存方式主要包括地質封存和海洋封存。
政策環(huán)境：政策助力CCUS技術推廣和示范工程建設
CCUS是目前實現(xiàn)大規(guī)模溫室氣體減排的重要技術手段。短期內，我國以石油、煤炭等化石能源為主的能源結構難以改變，發(fā)展CCUS可促進化石能源的高效利用，加快傳統(tǒng)高排放行業(yè)的轉型發(fā)展，對我國實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標具有重要意義。近年來，我國出臺了一系列政策促進CCUS發(fā)展，具體內容包括推動CCUS示范工程建設、加強CCUS技術推廣示范、將CCUS納入綠色債券目錄等。
展開 碳捕集、利用與封存(CCUS)價值鏈研究
本文介紹了碳捕集、利用與封存(CCUS)價值鏈。文章詳細闡述了通過集成CO2凈化工藝和整體齒輪式壓縮機，捕集、凈化及壓縮這些極具技術與經(jīng)濟挑戰(zhàn)性的任務，是如何得以被優(yōu)化的。
CCUS價值鏈
1.以CO2和氫氣為中心的能源基礎設施
MAN Energy Solutions致力于建立以CO2利用和可再生氫為中心的能源基礎設施。隨著可再生氫的增加，可銷售產(chǎn)品中CO2的使用也將隨之增加。這一新的基礎設施將在未來幾十年成為繁榮的源泉，即便日后我們實現(xiàn)了碳中和，CO2的捕集和分配仍將繼續(xù)。
發(fā)電廠、水泥廠、煉油廠、石化廠和鋼鐵廠等大型點污染源排放大量CO2。在捕集、凈化和壓縮后，CO2通過管道被傳送至工業(yè)生產(chǎn)商，后者將其作為原材料投入工藝流程。大部分CO2的直接利用都是臨時性的，因為在該產(chǎn)品被消耗時，CO2被釋放(如飲料、干冰、合成燃料和大多數(shù)化學品)。這些小型分散性碳排放無法以經(jīng)濟的方式回收，會被重新釋放到大氣中。因此，這些使用CO2的合成產(chǎn)品的碳平衡至多只是循環(huán)性的。僅有少數(shù)用途的CO2會被永久消除，例如聚碳酸酯和混凝土養(yǎng)護。
大多數(shù)碳化物中的焓含量遠高于CO2含量，因此需要大量以氫氣形式存在的可再生能源，才能將CO2轉化為可銷售產(chǎn)品?？稍偕茉吹目捎眯栽礁撸苊?em>碳排放或CO2轉化的可能性就越高，最終CO2封存量就越低。CO2的地質封存仍有其必要性，根據(jù)國際能源署設定的可持續(xù)發(fā)展情景要求，到2050年及以后，每年至少需要5.6Gt的碳封存容量。
圖1 CO2價值鏈及碳排放前的封存期 圖源/MAN Energy Solutions
2.捕集和凈化
大多數(shù)大型點污染源排放低濃度CO2煙氣。如下述全球碳捕集與封存研究院2021年的研究所示，隨著CO2濃度的降低，能耗以及設備大小均會增加。
展開 全球碳捕集與封存研究院：CCUS樞紐建設的優(yōu)缺點
Carbon Peak and Carbon Neutrality
引言
作為“雙碳戰(zhàn)略”重要組成部分的CCUS為政府和工業(yè)界提供了重要的機會。近年來，幾十個新的CCUS項目處于正在建設或規(guī)劃中，越來越多的國家提供了成熟的政策支持。據(jù)全球碳捕集與封存研究院（Global CCS Institute）研究成果顯示，一個有效的政策解決方案是支持CCUS網(wǎng)絡和樞紐的形成。在此環(huán)境下，排放者、監(jiān)管機構和CCUS樞紐開發(fā)人員合作，建立共享的基礎設施，實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，并在一個新的工業(yè)價值鏈中開發(fā)實際可行的商業(yè)模式。隨著這些CCUS樞紐的發(fā)展，正在把越來越多的CCUS項目變成一個可擴展的現(xiàn)實。
展開 
深度解析：碳捕集、利用與封存（CCUS）技術工藝及其適用性
國家能源集團鄂爾多斯煤制油分公司10萬噸/年二氧化碳捕集和封存全流程示范項目
其他封存技術如CO?開發(fā)地熱、CO?強化開發(fā)煤層氣和頁巖氣、CO?玄武巖礦化封存、CO?水合物封存等，均處于研究階段。
（部分資料及圖片來自互聯(lián)網(wǎng)公開平臺，版權歸原作者所有，僅供學習和參考。）
（文章來源：洛卡碳科）
CCUS新技術：我國碳捕集利用與封存技術發(fā)展研究丨中國工程科學
本文選自中國工程院院刊《中國工程科學》2021年第6期
作者：張賢，李陽，馬喬，劉玲娜
來源：我國碳捕集利用與封存技術發(fā)展研究[J].中國工程科學,2021,23(6):70-80.
編者按
碳捕集利用與封存是將二氧化碳從能源利用、工業(yè)過程等排放源或空氣中捕集分離，通過罐車、管道、船舶等輸送到適宜的場地加以利用或封存。碳捕集利用與封存技術，可以實現(xiàn)化石能源利用近零排放，促進鋼鐵、水泥等難減排行業(yè)的深度減排，而且在碳約束條件下，可以增強電力系統(tǒng)靈活性、保障電力安全穩(wěn)定供應、抵消難減排的二氧化碳和非二氧化碳溫室氣體排放，是實現(xiàn)碳中和目標不可或缺的重要技術選擇。
中國工程院李陽院士研究團隊在中國工程院院刊《中國工程科學》2021年第6期發(fā)表《我國碳捕集利用與封存技術發(fā)展研究》一文，對我國碳捕集利用與封存技術水平、示范進展、成本效益、潛力需求等進行了全面評估。文章指出，我國碳捕集利用與封存技術發(fā)展迅速，與國際整體發(fā)展水平相當，目前處于工業(yè)化示范階段，但部分關鍵技術落后于國際先進水平。在工業(yè)示范方面，我國具備了大規(guī)模捕集利用與封存的工程能力，但在項目規(guī)模、技術集成、海底封存、工業(yè)應用等方面與國際先進水平還存在差距。在減排潛力與需求方面，我國理論封存容量和行業(yè)減排需求極大，考慮源匯匹配之后不同地區(qū)陸上封存潛力差異較大。
展開 保證人類零碳未來的托底技術 ——碳捕集利用與封存（CCUS）技術路線利弊分析
01
前言
減碳不僅是國家政策規(guī)劃承諾的問題，也是關系到我們人類賴以生存的環(huán)境問題。IPCC（政府間氣候變化專門委員會）關于全球變暖1.5℃的特別報告指出，CCUS（碳捕集利用與封存）技術可以有效改善全球氣候變化，并明確指出CCUS技術對于在2050年實現(xiàn)零碳排放具有重要意義。
根據(jù)2015的巴黎氣候大會披露的減碳圖表，可以看出CCUS技術主要是在2030年之后全球將逐漸發(fā)力于二氧化碳的移除，而這與中國2030碳達峰的目標不謀而合。
來源：Rhodes CJ. The 2015 Paris Climate Change Conference: Cop21. Science Progress 2016;99(1):97-104.
02
主流減碳技術總結
碳減排首先第一步是將二氧化碳捕集，后續(xù)可將捕集的二氧化碳直接封存也就是CCS，或是把二氧化碳能源化或資源化也就是CCU。在這些步驟中，二氧化碳捕獲是最關鍵的技術，因為它占整個CCS運營成本的70%以上。
展開 CCUS新技術--礦化：跟我一起探索碳捕集利用與封存方向的突破性技術！
碳捕獲、利用和儲存 (CCUS) 是我們尋找的產(chǎn)品組合中最重要的技術之一。今天介紹的這個技術來自國外，這是在30多個CCUS項目正在進行實踐中，廠家也正在測試的技術將為2030年以后的業(yè)務脫碳奠定基礎。
最令人興奮的 CCUS 技術之一被稱為“礦化”，或將 CO 2鎖定在礦物質中。研發(fā)單位正在與意大利能源公司 Eni 合作，推進他們的碳捕獲產(chǎn)品組合，將人們運營中產(chǎn)生的 CO 2重新用于生產(chǎn)的綠色水泥。Eni 正在將其碳捕獲和礦化專業(yè)知識用于將 CO 2儲存到橄欖石中，橄欖石是一種廣泛使用的礦物。研發(fā)單位的創(chuàng)新中心的研究人員正在探索使用這種碳酸化橄欖石作為一種新的低排放原材料來配制我們的綠色水泥。
創(chuàng)新和技術發(fā)展是成功應對能源轉型挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略關鍵，它將利用 Eni 的研發(fā)專業(yè)知識和 Holcim 的經(jīng)驗。通過為難以減排的行業(yè)提供合適的解決方案，這項技術使人們能夠加快脫碳進程。Holcim 和 Eni 的全球運營，加上 olivine 在全球范圍內的廣泛可用性，將使該 CCUS 解決方案具有高度可擴展性。它將使 CO 2永久封存 到建筑材料中以實現(xiàn)更環(huán)保的建筑，從而增加我們范圍廣泛的創(chuàng)新低排放原材料。研發(fā)廠家的團隊目前正在繪制歐洲最相關的地點，以進行工業(yè)規(guī)模的試點。這種伙伴關系符合人們的凈零旅程以及埃尼對其行業(yè)脫碳的承諾。
世界需要變革性技術來加速人們向凈零排放的過渡。通過將 CO 2儲存 在橄欖石等新礦物中，廠家正在擴大我們的綠色水泥解決方案范圍，使可持續(xù)建筑在全球成為現(xiàn)實，同時減少企業(yè)運營的足跡。該單位與 Eni 的合作符合他們開放的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，與志同道合的組織合作，從初創(chuàng)公司到跨國公司，共同創(chuàng)造更大的不同。
展開 