碳捕集與利用的案例
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(guān)鍵技術(shù)，其發(fā)展對于促進(jìn)化石能源的高效利用、如期實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)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(jìn)技術(shù)尚處于研究階段。未來，隨著政策支持不斷、關(guān)鍵技術(shù)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(shù)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(shù)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(xué)利用和生物利用等；碳封存是通過一定技術(shù)手段將捕集的CO2注入深部地質(zhì)儲層，使其與大氣長期隔絕，封存方式主要包括地質(zhì)封存和海洋封存。
政策環(huán)境：政策助力CCUS技術(shù)推廣和示范工程建設(shè)
CCUS是目前實現(xiàn)大規(guī)模溫室氣體減排的重要技術(shù)手段。短期內(nèi)，我國以石油、煤炭等化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)難以改變，發(fā)展CCUS可促進(jìn)化石能源的高效利用，加快傳統(tǒng)高排放行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，對我國實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)具有重要意義。近年來，我國出臺了一系列政策促進(jìn)CCUS發(fā)展，具體內(nèi)容包括推動CCUS示范工程建設(shè)、加強CCUS技術(shù)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
在此背景下，用以捕集和凈化源自工業(yè)的CO2的新基礎(chǔ)設(shè)施將投入建設(shè)。本文介紹了碳捕集、利用與封存(CCUS)價值鏈。文章詳細(xì)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(shù)與經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)性的任務(wù)，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(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)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(xué)品)。這些小型分散性碳排放無法以經(jīng)濟(jì)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(hù)。
大多數(shù)碳化物中的焓含量遠(yuǎn)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(zhuǎn)化為可銷售產(chǎn)品?？稍偕茉吹目捎眯栽礁?，避免碳排放或CO2轉(zhuǎn)化的可能性就越高，最終CO2封存量就越低。CO2的地質(zhì)封存仍有其必要性，根據(jù)國際能源署設(shè)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。
展開 CCUS新技術(shù)：我國碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展研究丨中國工程科學(xué)
本文選自中國工程院院刊《中國工程科學(xué)》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(shù)發(fā)展研究[J].中國工程科學(xué),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(shù)，可以實現(xiàn)化石能源利用近零排放，促進(jìn)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(yīng)、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(biāo)不可或缺的重要技術(shù)選擇。
中國工程院李陽院士研究團(tuán)隊在中國工程院院刊《中國工程科學(xué)》2021年第6期發(fā)表《我國碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展研究》一文，對我國碳捕集利用與封存技術(shù)水平、示范進(jìn)展、成本效益、潛力需求等進(jìn)行了全面評估。文章指出，我國碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展迅速，與國際整體發(fā)展水平相當(dāng)，目前處于工業(yè)化示范階段，但部分關(guān)鍵技術(shù)落后于國際先進(jìn)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(shù)集成、海底封存、工業(yè)應(yīng)用等方面與國際先進(jìn)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 碳捕集技術(shù)的創(chuàng)新是否滯后？
碳捕集和封存
碳捕集和封存（CCS）是指一系列可以通過減少CO
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排放來對抗大氣中CO
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水平的技術(shù)。這些技術(shù)在燃燒化石燃料產(chǎn)生的CO
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釋放到大氣中之前將其捕集。然后將捕集的CO
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壓縮并運輸?shù)椒獯娴攸c，例如地質(zhì)構(gòu)造、空出的石油或天然氣儲層。
CCS也可稱為CCUS（碳捕集、利用和封存），其中捕集的CO
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用于某些下游目的，如提高石油采收率（EOR）或用于生產(chǎn)化學(xué)品。
根據(jù)國際能源暑的數(shù)據(jù)，2022年全球CO
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排放量減少了4500萬噸，主要是碳捕集、利用和封存。根據(jù)項目開發(fā)商的公告，預(yù)計到2030年，這一數(shù)字將上升至2.2億噸CO
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。然而，即使所有計劃項目都得到了實施，這也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到2030年凈零情景下的要求。圖2用黃色條顯示了這一重大的預(yù)測缺口。
展開 
深度解析：碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)工藝及其適用性
碳捕集、利用與封存（CCUS）是指將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的CO?分離、利用，輸送至封存地點并長期與大氣隔絕的過程。
碳捕集、利用與封存（CCUS）流程
國際能源署(IEA)、聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)、國際可再生能源機構(gòu)(IRENA)等均指出CCUS是最具潛力、最具實效的碳處理技術(shù)。作為我國實現(xiàn)碳中和目標(biāo)技術(shù)組合的重要組成部分，不僅是我國化石能源低碳利用的唯一技術(shù)選擇，保持電力系統(tǒng)靈活性的主要技術(shù)手段，而且是鋼鐵水泥等難減排行業(yè)的可行技術(shù)方案。
CO?捕集
CO?捕集技術(shù)是指將電力、化工等行業(yè)利用化石能源時產(chǎn)生的CO?進(jìn)行收集和分離的過程，該環(huán)節(jié)是CCUS系統(tǒng)耗能和成本產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)。按照分離流程，捕集技術(shù)可劃分為3個方向:燃燒前捕集、富氧燃燒捕集、燃燒后捕集。
傳統(tǒng)碳捕集技術(shù)（來源：DeepTech）
燃燒前捕集技術(shù)包括整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）和工業(yè)分離兩大類。IGCC是將煤炭、生物質(zhì)、石油焦等燃料進(jìn)行氣化，凈化后的氣體用于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電的技術(shù)；工業(yè)分離是指煤制油、煤制氣、天然氣處理、水泥、甲醇、化肥等產(chǎn)業(yè)中進(jìn)行CO?分離。
燃燒后捕集技術(shù)主要是在燃煤發(fā)電廠采用物理化學(xué)方法對燃燒后煙道氣中的CO?進(jìn)行捕集。
展開 碳捕集技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？
CCUS是
碳捕集利用與儲存
（Carbon Capture, Utilization, and Storage）的縮寫。它是一種技術(shù)和方法的組合，用于減少工業(yè)和能源生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳（CO2）排放。CCUS技術(shù)的目標(biāo)是將二氧化碳?xì)怏w捕集、利用或儲存，從而降低碳排放并減少對氣候變化的影響。
它被視為一種重要的臨時措施，可以幫助實現(xiàn)全球的減排目標(biāo)，并為過渡到低碳經(jīng)濟(jì)提供時間和空間。
01
CCUS的主要步驟
CCUS（碳捕集利用與儲存）主要包括以下三個步驟：
1. 碳捕集（Carbon Capture）：
碳捕集是指從工業(yè)排放源或能源生產(chǎn)過程中捕集二氧化碳?xì)怏w。這可以通過多種技術(shù)實現(xiàn)，包括化學(xué)吸收、物理吸收、膜分離和吸附等。這些技術(shù)旨在將二氧化碳從煙氣、氣體流或其他排放源中分離出來，以防止其進(jìn)入大氣。
2. 碳利用（Utilization）：
捕集到的二氧化碳可以通過不同的途徑進(jìn)行利用。碳利用的方法包括將二氧化碳用于生產(chǎn)化學(xué)品、燃料或其他有價值的產(chǎn)品。例如，二氧化碳可以通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化學(xué)品，或者通過催化轉(zhuǎn)化為合成燃料。碳利用有助于減少二氧化碳的排放量，并為其賦予經(jīng)濟(jì)和環(huán)境價值。
3.
展開 保證人類零碳未來的托底技術(shù) ——碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)路線利弊分析
撰文 | 張書銘
編輯 | 郭郭
環(huán)球零碳
碳中和領(lǐng)域的《新青年》
摘要：為了在2050年實現(xiàn)零碳排放，碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)起到至關(guān)重要的托底作用。最近，使用固體吸附劑的二氧化碳捕集技術(shù)吸引了極大的關(guān)注，如鈣基固體吸附劑和生物炭等。IEA預(yù)估利用CCUS技術(shù)，從2017年到2060年可以減少280億t的CO2排放。巨大的期望會驅(qū)使著下一代碳捕集技術(shù)在材料的創(chuàng)新、工藝或設(shè)備的改進(jìn)，最終將使得投資運營成本降低并投入商業(yè)化發(fā)展。
CCUS碳捕集-二氧化碳捕集技術(shù)匯總
CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術(shù)，是將CO2從電廠等工業(yè)或其他排放源分離，經(jīng)富集、壓縮并運輸?shù)教囟ǖ攸c，注入儲層封存以實現(xiàn)被捕集的CO2與大氣長期分離的技術(shù)。在此技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展出CCUS。
碳捕集、利用與封存技術(shù)（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業(yè)設(shè)施中捕集提純，然后通過運輸投入新的生產(chǎn)過程加以利用，最終實現(xiàn)有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運輸、長期封存三個環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上增加了對二氧化碳利用的環(huán)節(jié)，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(yè)利用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，更具有現(xiàn)實操作性。
簡單來說，CCUS技術(shù)即為將二氧化碳捕集起來，然后繼續(xù)再利用或者封存起來的技術(shù)。那么，二氧化碳的捕集技術(shù)有哪些呢？
1、化學(xué)吸收法
化學(xué)吸收法是指化學(xué)溶劑通過與CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對二氧化碳進(jìn)行吸收，當(dāng)外部條件如溫度發(fā)生或壓力改變時，使得反應(yīng)逆向進(jìn)行，從而達(dá)到二氧化碳的解析及吸收劑的循環(huán)再生的目的。二氧化碳捕集流程圖如下圖所示：
其基本過程為：煙氣在脫硫、脫硝后，經(jīng)引風(fēng)機從底部進(jìn)入吸收塔，同時吸收液從吸收塔的頂部噴淋而下，煙氣和吸收液在吸收塔內(nèi)接觸后發(fā)生反應(yīng)。
展開 CCUS新技術(shù)--礦化：跟我一起探索碳捕集利用與封存方向的突破性技術(shù)！
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(shù)之一。今天介紹的這個技術(shù)來自國外，這是在30多個CCUS項目正在進(jìn)行實踐中，廠家也正在測試的技術(shù)將為2030年以后的業(yè)務(wù)脫碳奠定基礎(chǔ)。
最令人興奮的 CCUS 技術(shù)之一被稱為“礦化”，或?qū)?CO 2鎖定在礦物質(zhì)中。研發(fā)單位正在與意大利能源公司 Eni 合作，推進(jìn)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(shù)發(fā)展是成功應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略關(guān)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(shù)使人們能夠加快脫碳進(jìn)程。Holcim 和 Eni 的全球運營，加上 olivine 在全球范圍內(nèi)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(tuán)隊目前正在繪制歐洲最相關(guān)的地點，以進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的試點。這種伙伴關(guān)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(shù)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 資源依賴城市如何碳中和轉(zhuǎn)型？
三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司的綠電制氫項目對當(dāng)?shù)丨h(huán)境治理、碳中和宏大目標(biāo)、地區(qū)能源轉(zhuǎn)型都將產(chǎn)生正向效應(yīng)。
基于鄂爾多斯市當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)布局，以“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展為中心，立足當(dāng)?shù)啬茉促Y源稟賦，未來可重點發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)鏈+光伏、風(fēng)電等可再生能源產(chǎn)業(yè)鏈+氫能產(chǎn)業(yè)鏈+碳捕集與碳利用產(chǎn)業(yè)鏈。但未來產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式不再是單鏈粗獷延伸，而是多產(chǎn)業(yè)鏈匯集尋找合作節(jié)點，全面搭建低碳可持續(xù)發(fā)展的碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)。
以煤化工項目為例，生產(chǎn)伴隨高碳排仍在一定程度上制約著企業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展，但是煤化工項目生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高濃度二氧化碳對于CCUS等負(fù)碳技術(shù)而言屬于優(yōu)質(zhì)碳源，捕集成本也相對較低。若企業(yè)在未來能夠?qū)ιa(chǎn)過程中高濃度的二氧化碳進(jìn)行捕集，與可再生能源發(fā)電制氫產(chǎn)業(yè)結(jié)合，形成綠氫與二氧化碳制芳烴、甲醇等化工品的新產(chǎn)業(yè)，則匯能煤化工企業(yè)可化劣勢為優(yōu)勢，綠電制氫也解決了難以上網(wǎng)的可再生能源就地消納問題，降低當(dāng)?shù)貤夛L(fēng)、棄光率，同時發(fā)展了二氧化碳利用產(chǎn)業(yè)。
碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)既要覆蓋可再生能源、氫能等促進(jìn)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型的低碳產(chǎn)業(yè)鏈，也要兼顧對我國能源安全起托底作用的煤炭及煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，更要囊括應(yīng)對“雙碳”目標(biāo)的碳捕集、碳利用等負(fù)碳產(chǎn)業(yè)鏈。最關(guān)鍵的是多產(chǎn)業(yè)鏈相互交疊，融合發(fā)展，“編鏈成網(wǎng)”，共創(chuàng)產(chǎn)業(yè)賽道發(fā)展新優(yōu)勢，共同托舉碳中和目標(biāo)下新興產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的高質(zhì)量發(fā)展。
展開 CCUS的行業(yè)背景和發(fā)展前景
碳捕集、利用與封存簡稱CCUS(Carbon Capture，Utilization and Storage)。
作為應(yīng)對全球氣候變化、控制溫室氣體排放的重要技術(shù)手段，CCUS通過把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行捕集提純，繼而投入新的生產(chǎn)過程進(jìn)行再利用和封存。隨著全球應(yīng)對氣候變化和碳中和目標(biāo)的提出，CCUS作為減碳固碳技術(shù)，已成為多個國家碳中和行動計劃的重要組成部分。
CCUS主要工藝流程
碳捕獲：碳捕獲是指將二氧化碳從工業(yè)生產(chǎn)、能源利用和大氣中分離出來的過程。在電力行業(yè)，傳統(tǒng)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(yè)中二氧化碳的工業(yè)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(tǒng)更改較少，僅需在現(xiàn)有的燃燒裝置后增加碳捕集裝置，為當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的碳捕獲技術(shù)。
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(chǎn)純堿、小蘇打以及各種金屬碳酸鹽等大宗無機化工產(chǎn)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?xì)夥剩?、地質(zhì)利用。其中，地質(zhì)利用技術(shù)包括二氧化碳強化石油開采技術(shù)、強化天然氣開采技術(shù)、增強頁巖氣開采技術(shù)等，其中強化石油開采技術(shù)已有幾十年的應(yīng)用歷史，為當(dāng)前唯一達(dá)到商業(yè)化利用水平的地質(zhì)封存利用技術(shù)，該技術(shù)可提高原油采收率 7%-15%，延長油井生產(chǎn)壽命 15-20 年，且泄漏的可能性很小。
展開 
CCUS技術(shù)的減排效果如何？每年減排二氧化碳300萬噸！CCUS到底有多重要！
CCUS是Carbon Capture, Utilization and Storage的縮寫，中文可翻譯為碳捕集、利用與封存技術(shù)。該技術(shù)主要用于降低工業(yè)和能源生產(chǎn)過程中二氧化碳等溫室氣體的排放，防止其對全球氣候變化造成威脅。
具體來說，CCUS包括三個步驟：第一，通過各種技術(shù)手段從工業(yè)、能源等生產(chǎn)過程中分離出二氧化碳等溫室氣體；第二，將二氧化碳進(jìn)行利用，如作為化學(xué)品原料或者肥料等；第三，將剩余的二氧化碳永久封存在地下或海底低滲透率的巖層或鹽穴等地質(zhì)層中，避免其進(jìn)入大氣層并引發(fā)溫室效應(yīng)。CCUS技術(shù)的研究和應(yīng)用旨在實現(xiàn)環(huán)境友好型能源的發(fā)展，對于減輕全球氣候變化問題具有重要意義。
不僅可以減少大氣層中溫室氣體的排放，還可以促進(jìn)清潔能源技術(shù)創(chuàng)新和推廣，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴。該項目是寧夏地方政府牽手兩家行業(yè)龍頭央企強強聯(lián)合共同打造的綠色低碳示范項目，在全球首次實現(xiàn)現(xiàn)代煤化工和大型油氣田開采之間的綠色減碳合作，建成后將成為我國最大的碳捕集利用與封存全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉痘亍?寧夏寧東能源化工基地是國家重要的能源化工基地和現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)基地，煤化工項目集中，二氧化碳排放大、來源足、濃度高、易捕集，以國能寧煤400萬噸煤制油項目為例，易于捕集的98.5%以上濃度二氧化碳排放1245萬噸/年，具有開展CCUS項目十分優(yōu)越的碳源條件。
展開 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(zhuǎn)而依靠風(fēng)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(hù)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(shù)語，其中一些技術(shù)是在20世紀(jì)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(jìn)行，但公司和政客正在推動碳捕集與封存，將其作為引導(dǎo)國家走向碳中和的未來計劃的關(guān)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?qū)⑵浞獯嬖诘叵碌捻椖俊?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。
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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(zhuǎn)化為生物質(zhì)，這是地球自然碳循環(huán)的一部分。
因此，植樹是一種低技術(shù)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(jìn)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 碳捕集：現(xiàn)狀展望
SXHK CCS
碳捕集是解決全球溫室氣體水平的一個重要手段，碳捕集將在企業(yè)、國家和世界的脫碳計劃中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但我們在實施方面的進(jìn)展如何？
為了了解目前的情況，作者采訪了幾位同事，并從他們各自的專業(yè)領(lǐng)域（技術(shù)、所有權(quán)和許可）研究了此事。
具體來說，作者與來自工程和環(huán)境咨詢公司POWER Engineers（POWER）的四位專家進(jìn)行了交談。
電力公司環(huán)境部門的部門經(jīng)理Tom Rolfson在包括發(fā)電在內(nèi)的多個行業(yè)擁有多年的許可經(jīng)驗。
空氣質(zhì)量監(jiān)管和許可專家Steven Babler最近評估了碳捕集項目的監(jiān)管影響。Dwight Cole是POWER發(fā)電部門項目管理副總裁，專門從事脫碳解決方案。
John Lagomarsino，也是POWER發(fā)電部門的高級項目經(jīng)理，為碳捕集技術(shù)的戰(zhàn)略選擇和項目開發(fā)提供技術(shù)咨詢。
技術(shù)、法規(guī)、經(jīng)濟(jì)和勞動力可用性都是碳捕集狀況的因素。這些專家的多重視角將描繪出一幅更清晰的畫面，并最終回答這個問題：碳捕集是怎么回事？
01
技術(shù)
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碳捕集技術(shù)的現(xiàn)狀和已知問題是什么？
Dwight Cole：碳捕集是石化行業(yè)中的一個已知過程，因此它并不是新的。然而，新的是它在捕集天然氣燃燒廢氣中的CO2排放方面的用途，以及在其他行業(yè)（如波特蘭（Portland）水泥）中的用途。
目前采用的技術(shù)是胺洗滌（下圖），該技術(shù)用于數(shù)十家發(fā)電廠和工業(yè)工廠。
展開 簡述三個比較新穎的CCUS碳捕集技術(shù)
最近看到兩個CCUS方面的技術(shù)應(yīng)用，主要都是碳捕集方面的，獲得了大筆融資。還有一個是過去我研究過的技術(shù)方向。
1
碳的化學(xué)吸收與解吸
這個技術(shù)是通過化學(xué)洗滌吸收實現(xiàn)二氧化碳的吸收和解析，然后實現(xiàn)再利用。
通過化學(xué)洗滌塔實現(xiàn)碳捕集的工藝流程通常包括以下兩個步驟。
首先是吸收。將經(jīng)過預(yù)處理的二氧化碳含量較高的煙氣引入化學(xué)洗滌塔中。在塔中，煙氣與一種烷醇胺類的兩相吸收劑接觸，實現(xiàn)二氧化碳的吸收。處理后的煙氣排放進(jìn)入大氣中。
然后是解吸。吸收后的富液被轉(zhuǎn)移到解吸塔中，吸收劑中的二氧化碳通過升高溫度或降低壓力等方式被解吸出來，最終得到高純度的二氧化碳。
吸收和解吸過程不斷循環(huán)，使二氧化碳的捕集和釋放循環(huán)進(jìn)行。
在許多工業(yè)領(lǐng)域，如石化、鋼鐵、水泥等，都可以使用這種方法來減少二氧化碳的排放。
這個技術(shù)的核心應(yīng)該是在于吸收解析藥劑和填料。
2
建材固化
這個技術(shù)是將二氧化碳固化到建筑材料當(dāng)中。
有個公司開發(fā)了“二氧化碳礦化利用”技術(shù)，該技術(shù)包括了兩個方面。
一方面是在原料獲取和生產(chǎn)階段，以工業(yè)副產(chǎn)品粉煤灰、高爐渣粉代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水泥。
另一方面，是用二氧化碳礦化養(yǎng)護(hù)工藝，取代傳統(tǒng)的高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝。
看下面的概念示意圖，應(yīng)該是在黃色的裝置中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)過程中二氧化碳與混凝土進(jìn)行反應(yīng)，將二氧化碳“固定”到了混凝土砌塊當(dāng)中。
據(jù)報道，采用這項技術(shù)每生產(chǎn)1000千克產(chǎn)品都可以避免產(chǎn)生108.12千克二氧化碳的排放。
隨著碳市場擴項，水泥等行業(yè)納入碳市場，這些技術(shù)就會凸顯出價值。
3
微藻技術(shù)
微藻通過吸收二氧化碳、水和陽光來生長，同時產(chǎn)生氧氣和碳水化合物。
微藻技術(shù)在發(fā)展之初主要還不是針對固碳，主要關(guān)注三個方向。
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