二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）的案例
二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）技術中4種CO2運輸方式優缺點對比！
、利用與封存（CCUS）技術，用以回收較難用可再生能源替代部門的CO2排放。
2022年中國碳捕集、利用與封存（CCUS）行業洞察報告
發展展望
技術創新推動成本降低，助力CCUS規?；瘧?目前，我國CCUS仍處于發展早期，部分先進技術尚處于研究階段。未來，隨著政策支持不斷增多以及示范工程建設加速推進，我國CCUS相關技術將逐步成熟，帶動CCUS各環節成本下降，從而進一步推動CCUS規?；瘧?。以碳捕集環節為例，新型膜分離、新型吸收、新型吸附等技術的成熟將推動能耗和成本降低30%以上，有望在2035年前后實現大規模推廣應用[2]。
各行業減排需求巨大，預計2050年中國CCUS產值規模將超3,000億元
在“碳中和”戰略目標背景下，我國煤電、水泥、鋼鐵等行業減排需求巨大，帶動CCUS進入快速增長期。根據《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》，預計2030年中國各行業CCUS減排需求達0.2-4.08億噸，2060年將達10-18.2億噸。此外，在一系列政策支持及技術進步推動下，我國CCUS市場規模逐步擴張，預計到2050年產值規模將達3,300億元，2025-2050年GAGR約11.9%。
[1][2] 資料來源：《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》。
文章來源：36氪
展開 CCUS新技術：我國碳捕集利用與封存技術發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，可以實現化石能源利用近零排放，促進鋼鐵、水泥等難減排行業的深度減排，而且在碳約束條件下，可以增強電力系統靈活性、保障電力安全穩定供應、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期發表《我國碳捕集利用與封存技術發展研究》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展迅速，與國際整體發展水平相當，目前處于工業化示范階段，但部分關鍵技術落后于國際先進水平。在工業示范方面，我國具備了大規模捕集利用與封存的工程能力，但在項目規模、技術集成、海底封存、工業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減排需求極大，考慮源匯匹配之后不同地區陸上封存潛力差異較大。
展開 CCUS前沿研究-中國礦業大學陸詩建團隊：國能錦界電廠15萬噸/年二氧化碳捕集凈化項目研究與設計經驗
二氧化碳捕集、利用與封存全國循環經濟實驗室常務副主任，校青年學術帶頭人，中國能源學會副主任委員，碳中和專業委員會秘書長，全國碳排放管理標委會CCUS標準化工作組成員，中國CCUS產業聯盟青年學者沙龍工作組成員。從事碳捕集、利用與封存（CCUS）技術研究與產業化應用13年，先后主持了中歐國際合作項目1項，國家重點研發計劃專題2項，中國工程院咨詢項目2項，江蘇省“雙碳”課題2項，寧波市“雙碳”重大項目1項，四川省科技廳項目1項，參加國家重點研發計劃課題2項，承擔企業橫向技術開發項目20余項，發表論文120余篇，獲專利授權63件，榮獲省部級科技獎勵12項。
文章來源SPT分離純化技術
展開 
CCUS碳捕集-二氧化碳捕集技術匯總
CCUS
針對全球氣候問題，2008年的G8峰會上，八國集團提出，在2020年前后普及CCS技術。CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術，是將CO2從電廠等工業或其他排放源分離，經富集、壓縮并運輸到特定地點，注入儲層封存以實現被捕集的CO2與大氣長期分離的技術。在此技術基礎上發展出CCUS。
碳捕集、利用與封存技術（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業設施中捕集提純，然后通過運輸投入新的生產過程加以利用，最終實現有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運輸、長期封存三個環節基礎上增加了對二氧化碳利用的環節，目前主要利用方式包括提高采收率、食品級二氧化碳精制，以及其他工業利用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。
簡單來說，CCUS技術即為將二氧化碳捕集起來，然后繼續再利用或者封存起來的技術。那么，二氧化碳的捕集技術有哪些呢？
1、化學吸收法
化學吸收法是指化學溶劑通過與CO2發生化學反應，對二氧化碳進行吸收，當外部條件如溫度發生或壓力改變時，使得反應逆向進行，從而達到二氧化碳的解析及吸收劑的循環再生的目的。
展開 碳捕集、利用與封存(CCUS)價值鏈研究
圖6 Porthos項目:全范圍二氧化碳管理 圖源/MAN Energy Solutions
2.碳利用
CO2利用是指在工業或化工流程中直接或間接使用CO2生產有價值的含碳產品。并非所有的利用方案都能永久去除CO2，多數方案仍需要大量的可再生能源。
圖7 二氧化碳利用路徑 圖源/MAN Energy Solutions
碳封存
碳封存是將CO2儲存在油氣田或鹽堿含水層等地表下，該技術可追溯到20世紀70年代。
CO2的封存需要將其注入地下深層孔隙巖地質儲層，如鹽堿含水層、枯竭油氣儲層，或含有高濃度活性鈣鎂離子的巖層并已形成穩定的碳酸鹽。據國際能源署2020年一項詳細分析顯示，工業國家70%的排放量是在距離潛在儲存地點100至300公里的范圍內釋放的。目前，至少有8000Gt的空間可用于碳封存。
圖8 MAN Energy Solutions碳捕集、利用與封存解決方案 圖源/MAN Energy Solutions
地質封存的深度必須大于800米，以保持CO2處于稠密液體狀態。這就要求注入壓力通常保持在130至250 bar之間。氣候與能源方案中心列出了超過20處，在各種地質背景已經累計數十年經驗的封存現場。
壓縮技術
壓縮技術是實現CO2管道輸送或以液相注入的前提。壓縮和脫水過程在CO2捕集價值鏈的成本中占比約15%，在總能量消耗中占比約25%。
1.高效整體齒輪式壓縮機
隨著能源成本不斷增加，降低壓縮成本顯得尤為重要。壓縮機設計的選擇會有影響。整體齒輪式壓縮機在效率、中冷、葉輪總數、工藝抽氣/旁路的靈活性，以及入口導葉流量控制等方面優于單軸壓縮機設計。
展開 深度解析：碳捕集、利用與封存（CCUS）技術工藝及其適用性
主流碳分離技術優劣勢分析（來源：DeepTech）
除了以上三種對化石燃料和工業過程產生的二氧化碳進行捕集的傳統CCUS捕集技術。近年來，生物質能-碳捕集（BECCS）技術和空氣碳捕集（DACCS）技術也取得了一定的發展。生態環境部環境規劃院按照可持續發展情景估計，到2070年，生物質能和空氣碳捕集途徑占比將進一步上升，從2050年的19.6%上升至36.2%。
生物質能-碳捕集與封存（BECCS）技術利用植物的光合作用，結合生物質能和CCUS來實現溫室氣體負排放，將大氣中的二氧化碳轉化為有機物，并以植物生物質的形式積累存儲下來，在長期緩解二氧化碳排放方面具有明顯優勢，在全球范圍內具有可觀的碳潛力。目前美國、英國等一些發達國家進行了BECCS相關的示范工程，預計接下來將有更多的國家投入到這一領域。
生物質能-碳捕集與封存（BECCS）示意圖
直接空氣碳捕捉（DACCS），指利用化學反應，將空氣中的碳提取出來，當空氣經過裝有液體溶劑或固體吸附劑（均為常見的化學品）的裝置時，二氧化碳會留在溶劑或吸附劑中，而其他成分則離開裝置回到空氣中。當溶劑或吸附劑“裝滿”了二氧化碳后，對充滿二氧化碳的溶劑或吸附劑進行加熱脫碳，溶劑或吸附劑得以循環利用，而脫出的二氧化碳被注入并封存在地層，或者被直接利用。至今技術最成熟的幾個公司分別是Climeworks, Carbon Engineering和Global Thermostat。
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
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年實現零碳排放具有重要意義。
根據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。CO2捕集的方法可按照對燃料、氧化劑和燃燒產物采用的措施，可以分為燃燒前捕集、純氧燃燒和燃燒后捕集3大類，如下圖所示。
來源：北極星大氣網
燃燒前捕集是相對成本較低、效率較高的一種方法。
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。研發單位正在與意大利能源公司 Eni 合作，推進他們的碳捕獲產品組合，將人們運營中產生的 CO 2重新用于生產的綠色水泥。Eni 正在將其碳捕獲和礦化專業知識用于將 CO 2儲存到橄欖石中，橄欖石是一種廣泛使用的礦物。研發單位的創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。
創新和技術發展是成功應對能源轉型挑戰的戰略關鍵，它將利用 Eni 的研發專業知識和 Holcim 的經驗。通過為難以減排的行業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更環保的建筑，從而增加我們范圍廣泛的創新低排放原材料。研發廠家的團隊目前正在繪制歐洲最相關的地點，以進行工業規模的試點。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，使可持續建筑在全球成為現實，同時減少企業運營的足跡。該單位與 Eni 的合作符合他們開放的創新生態系統，與志同道合的組織合作，從初創公司到跨國公司，共同創造更大的不同。
展開 綠色技術 | 新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術
新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術
該技術采用CO?化學鏈礦化利用技術路線，通過構建化學鏈反應，以專有的鹽溶液為載體，將工業尾氣中的二氧化碳和含鈣的工業固廢如電石渣、鋼渣或硅酸鹽礦石等原料，通過濕法間接礦化反應，將各種CO?濃度的工業廢氣在常溫常壓下快速完成礦化反應，CO?脫除率可達90%以上。同時得到具有經濟價值的微米級碳酸鈣（CaCO3）產品，鹽溶液則在過程中可循環利用。
該技術提供了大規模、低成本二氧化碳捕集利用與封存解決方案，實現二氧化碳減排、大宗固廢減量和資源循環利用，同時生成高附加值綠色碳酸鈣產品，可以廣泛應用在建筑、塑膠、造紙、涂料等行業，技術經濟性良好。
該技術已在某集團成功完成了全球首個火電廠CO?化學鏈礦化捕集利用技術1000噸/年研究與示范項目，經組織院士專家評價，達到國際領先水平。該技術在全球權威技術競賽XPRIZE Carbon Removal碳去除大賽中入圍全球TOP 60，成為全球礦化技術路線唯一入選的中國公司。
新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術原理
技術價值
應用范圍：
該技術應用可適用于火電、鋼鐵、石化、水泥等行業，可為上述行業提供碳減排的技術解決方案。
解決痛點：
（1）解決了傳統的CO?礦化技術能耗高、經濟性差、實現工業化推廣應用的難題；
（2）該技術無需對CO?進行捕集提純，大幅簡化了流程，降低了投資和運營成本；
（3）該技術易于工業放大，單體項目可以處理百萬噸級以上的CO?。
展開 CCUS技術在油氣行業中的應用
CTUS型：產業環節組合為捕集—運輸—利用+埋存，如美國在Oklahoma運行中的Enid化肥項目，捕集量約為0.68億t/a，采用陸陸管道運輸模式，用于CO?驅油。
我國運行和在建項目中多以CO?利用為主，因此產業模式多為CU型，完整產業鏈的CTUS相對較少。但隨著全球對氣候變化的關注度越來越高，政府、企業和學術界都在加強對CCUS技術的研發和推廣，計劃執行的大規模項目中完整產業鏈、永久埋存的產業模式CTUS或CTS將逐漸增多。
在“雙碳”戰略目標背景下，我國煤電、水泥、鋼鐵等行業減排需求巨大，這無疑帶動CCUS進入快速增長期。根據《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》，預計2030年中國各行業CCUS減排需求達0.2—4.08億噸，2060年將達10—18.2億噸。除此之外，在一系列國家政策支持和技術進步推動下，我國CCUS市場規模將逐步擴張，預計到2050年產值規模將達3300億元，2025-2050年GAGR約11.9%，可以說發展前景十分廣闊。
二、國內CCUS技術在油氣行業中的應用
全球捕獲的CO2有70%來自油氣行業，而且石化和化工行業是CO?的主要利用領域。目前使用CO?驅油和利用廢棄油氣田進行CO?封存是油氣行業開展CCUS項目的重要方向。
使用CO?驅油是一種把CO?注入油層中以提高油田采收率的技術。一般可提高原油采收率7%至15%，延長油井生產壽命15至20年。
截至2021年底，我國已建成5個CO?驅油與埋存示范區，其中齊魯石化-勝利油田CCUS項目是我國首個百萬噸級CCUS項目，該項目于2021年7月啟動建設，由齊魯石化捕集CO?運送至勝利油田進行驅油封存，預計未來15年，該油田將累計注入1068萬噸CO?，實現增油227萬噸。
展開 
中國石油CCUS產業格局
攻關階段（2007年至2012年）
2007年，啟動國家973計劃項目《溫室氣體提高石油采收率的資源化利用及地下埋存》。
2008年，承擔國家科技重大專項《含二氧化碳天然氣藏安全開發與二氧化碳利用技術》。
2009年，承擔國家863計劃項目《二氧化碳驅油提高石油采收率與封存關鍵技術研究》。
2009年，設立中國石油重大專項《吉林油田二氧化碳驅油與埋存關鍵技術研究》。
示范階段（2013年至2020年）
2013年，寧夏石化15萬噸/年低濃度煙氣二氧化碳捕集裝置投產。
2013年，大慶油田建成13.5公里二氧化碳輸送管道。
2014年，吉林油田建成10萬噸級CCUS-EOR全流程示范工程。
2018年，中國石油巴西里貝拉項目10萬噸級CCUS項目投產。
2019年，新疆準噶爾OGCI-CCUS產業促進中心成為OGCI全球首批5個產業促進中心之一。
產業化階段（2021年至今）
2021年，設立中國石油重大科技專項《二氧化碳規?；?em>捕集、驅油與埋存全產業鏈關鍵技術研究及示范》。
2021年，成立中國石油二氧化碳捕集、利用與封存重點實驗室和碳中和技術研發中心。
2022年，全國碳排放標準化技術委員會牽頭發起成立CCUS標準工作組，中國石油擔任組長單位。
2022年，成立CCUS工作專班，部署“四大六小”CCUS產業化工程。
2022年，提高油氣采收率全國重點實驗室獲批建設。
2022年，召開CCUS工作推進會，啟動建設松遼盆地300萬噸CCUS規?；瘧霉こ獭? 2022年，發布《中國石油綠色低碳發展行動計劃3.0》，確立CCUS發展戰略。
文章來源：石化行業走出去聯盟
展開 一文講述我國 CCUS 技術的發展現狀、示范工程進展、成本與效益等
《中國碳捕集利用與封存技術發展路線圖》《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》對我國 CCUS 技術現狀進行了總結與梳理，提出了政策建議與發展路徑?！兜谌螝夂蜃兓瘒以u估報告》《中國二氧化碳利用技術評估報告》從技術角度闡述了 CO2 利用技術的成熟度、減排潛力和發展趨勢。國際能源署、政府間氣候變化專門委員會（IPCC）對 CCUS 在全球范圍內的減排潛力進行了評估，2070 年全球要實現近零排放，CCUS 技術累積減排約 15% 的排放量；2100 年要實現 1.5℃溫升控制目標，全球 CCUS 累積減排 5.5×1011~1.017×1012 t CO2。在碳中和情景下，2060 年我國 CCUS 捕集量可達約 1.6×109 t CO2。
近期，全球 CCUS 研究院對世界 CCUS 設施現狀與發展趨勢進行了梳理，國內部分示范工程被納入其中；但有關我國 CCUS 技術示范的整體情況仍待全面梳理。
展開 一文講述我國 CCUS 技術的發展現狀、示范工程進展、成本與效益等
一、前言
二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）指將 CO2 從能源利用、工業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（見圖 1），最終實現 CO2 減排的技術手段，是我國實現碳達峰、碳中和目標技術組合不可或缺的重要構成部分。
潘繼平：『CCUS-EOR』管輸二氧化碳驅油與提高采收率問題研究| 國際石油經濟
四是探索上中下游全過程一體化等商業模式和運營模式，允許二氧化碳排放和捕集企業參與管道建設運營、參與驅油封存業務，允許管輸企業參與資源捕集貿易、驅油封存業務，允許下游企業向中上游延伸，構建全過程全產業鏈一體化投資合作商業與運營模式。
4.6 完善綠色金融政策，盡快出臺關于二氧化碳管輸與驅油（氣）埋存的財稅等經濟支持政策
一是著重對二氧化碳捕集業務予以補貼和稅費抵扣等，鼓勵二氧化碳排放企業加大捕集力度，鼓勵第三方專業化碳捕集服務。二是支持超臨界二氧化碳運輸管道建設運營示范項目，鼓勵社會資本參與投資建設運營。三是盡快出臺二氧化碳驅油提高采收率的經濟支持政策，對二氧化碳驅油氣增加的油氣產量、封存的二氧化碳減免或抵扣有關稅費，或者直接予以補貼。四是完善綠色金融政策，加大對CCUS產業示范項目融投資支持力度，降低融投資成本與風險。五是健全完善碳排放權交易定價機制、碳排放權交易市場體系，通過市場機制充分體現二氧化碳捕集、運輸、利用與封存的經濟、環保等綜合價值。六是加大國家層面對二氧化碳捕集、管輸、驅油、封存等上中下游環節關鍵技術、材料與裝備的研發支持力度，設立超臨界二氧化碳管輸技術研發等國家重大專項，著力攻克卡脖子技術。同時加強國際合作與交流，學習借鑒國外先進技術和經營管理的成功經驗。
文章來源：國際石油經濟
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